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仿真、3D打印、輕型機器人，這些都是推動(dòng)第四次工業(yè)革命（或工業(yè)4.0）的創(chuàng )新技術(shù)。在西門(mén)子位于德國埃爾蘭根的電子設備制造廠(chǎng)，這些都已經(jīng)成為了現實(shí)。工廠(chǎng)取得成功的關(guān)鍵正是人類(lèi)與機器攜手合作。

Schorsch在組裝小型變流器，而Hannes在組裝大型變流器。他將一個(gè)風(fēng)扇和一臺散熱器安裝到變流器內部，并利用四顆螺釘進(jìn)行固定。他每天要進(jìn)行數百次這樣的操作。當Hannes停下來(lái)休息時(shí)，Schorsch會(huì )繼續不受影響地工作。而當Hannes回家時(shí)，Schorsch卻還會(huì )繼續工作。其實(shí)，Hannes是工廠(chǎng)里的一名臨時(shí)工人，而Schorsch則是一臺輕型機器人。

在西門(mén)子位于德國埃爾蘭根的電子設備制造廠(chǎng)（GWE），人與機器攜手合作。工廠(chǎng)經(jīng)理Manfred Kirchberger表示，這個(gè)工廠(chǎng)的工作效率很特殊。“我們生產(chǎn)用于制造設備的工業(yè)驅動(dòng)和控制器。在我們客戶(hù)的工廠(chǎng)里，產(chǎn)品數量通常數以百萬(wàn)計。”然而，GWE的年產(chǎn)量介于5,000到25萬(wàn)件之間。這樣的生產(chǎn)規模不宜投入一條全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，但是*依靠手工又太過(guò)昂貴。

西門(mén)子埃爾蘭根電子設備制造廠(chǎng)的員工可以自由嘗試新點(diǎn)子并將它們發(fā)展為成功的項目。

因此，埃爾蘭根的生產(chǎn)規劃人員一直在尋找每條產(chǎn)品線(xiàn)的生產(chǎn)流程。工人應該做什么？機器應該做什么？他們之間的交互應該如何進(jìn)行優(yōu)化？“對于我們這樣的生產(chǎn)規模而言，目前沒(méi)有現成的經(jīng)濟型自動(dòng)化系統。”Kirchberger指出，“因此，我們必須系統化地積累經(jīng)驗，并與西門(mén)子在各地的其它工廠(chǎng)進(jìn)行分享。”

為什么必須要靈活生產(chǎn)
除了對產(chǎn)品線(xiàn)的優(yōu)化外，客戶(hù)的要求也變化得比從前更快了。這使得打造靈活生產(chǎn)線(xiàn)變得日趨重要。“放眼如今的生產(chǎn)大廳，沒(méi)什么和幾年前是一樣的。” Kirchberger指出。GWE是變化的藝術(shù)在生產(chǎn)上進(jìn)行體現的典型例子。只有員工愿意擁抱變化，并輔以像產(chǎn)品設計和生產(chǎn)規劃仿真、3D打印機及端對端智能數據評估這樣的*技術(shù)，工廠(chǎng)才能持續、快速地適應變化。在GWE和其它工廠(chǎng)（如位于德國安貝格的西門(mén)子“數字化工廠(chǎng)”），西門(mén)子正在樹(shù)立*制造的全新*。

Stefan Krug在工廠(chǎng)內負責數字規劃方法。在埃爾蘭根工廠(chǎng)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員、生產(chǎn)專(zhuān)家和制造“老手”共同沉浸在虛擬世界中。

輕型機器人讓員工從重物搬運中解放出來(lái)。

西門(mén)子埃爾蘭根工廠(chǎng)是變化的藝術(shù)在制造業(yè)中體現的典型例子。只有員工愿意擁抱變化并輔以*技術(shù)，工廠(chǎng)才有可能持續、快速地適應變化。

在緊鄰埃爾蘭根工廠(chǎng)的一棟普通建筑內，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員、生產(chǎn)專(zhuān)家和制造“老手”共同沉浸在虛擬世界中。GWE數字規劃方法負責人Stefan Krug解釋道：“在我們制造新產(chǎn)品之前，我們首先要利用西門(mén)子PLM軟件創(chuàng )建和優(yōu)化新產(chǎn)品的數字化雙胞胎。”

Michael Brucksch在實(shí)現人機協(xié)作的GWE里擔任技術(shù)業(yè)務(wù)主管。

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員和生產(chǎn)專(zhuān)家可以通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)模型查看產(chǎn)品的數字化雙胞胎，即在實(shí)際制造之前逼真呈現的產(chǎn)品或工藝。在這個(gè)數字化空間里，操作對象可以旋轉、翻轉，并在仿真制造環(huán)境中測試相關(guān)組裝流程。這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵是設計團隊可以在初的階段就確定問(wèn)題并進(jìn)行改進(jìn)。

西門(mén)子數字化工廠(chǎng)集團*執行官胡桉桐指出：“未來(lái)，增值流程的所有階段，從創(chuàng )意階段到產(chǎn)品和生產(chǎn)設計、調試、使用和推出新服務(wù)，都將首先在數字空間內進(jìn)行開(kāi)發(fā)和測試。”如此，產(chǎn)品將能更快上市，并且更有針對性。但是不管數字化模型有多好，終還是需要人、機器或兩者的結合來(lái)將所有片段性的流程整合起來(lái)。

“在我們生產(chǎn)新產(chǎn)品之前，我們首先要利用西門(mén)子PLM軟件創(chuàng )建并優(yōu)化產(chǎn)品的數字化雙胞胎。”

與人攜手工作的機器人
在電子設備制造廠(chǎng)里，技術(shù)業(yè)務(wù)主管Michael Brucksch正在工廠(chǎng)的機器人實(shí)驗室里指揮一個(gè)名叫R2-D2的輕型機器人手臂，并教導它完成一項新的任務(wù)。輕型機器人的一大優(yōu)勢是，就連熟練的生產(chǎn)工人也可以對它進(jìn)行編程。此外，機器人不是必須在一個(gè)無(wú)人的獨立封鎖區域里工作。得益于它的設計和平穩的移動(dòng)，它們不會(huì )給人帶來(lái)危險。

在Brucksch的旁邊，Sebastian Wiemann正在制造機器人抓取手。“過(guò)去，我們要使用加工過(guò)的組件來(lái)進(jìn)行機器人相關(guān)制造。”Wiemann說(shuō)，“現在我們用打印的方式來(lái)做。這比傳統方法更快和更便宜。上周，我們已經(jīng)將制造一個(gè)部件的成本從約500歐元降低到大約80歐元。”工廠(chǎng)經(jīng)理Kirchberger也從不用指導自己的員工進(jìn)行這樣的優(yōu)化。“我們這里的人都喜歡嘗試新鮮事物。我們會(huì )給他們提供發(fā)揮創(chuàng )意并將這些點(diǎn)子轉化為成功的空間。”他這樣表示。

許多在埃爾蘭根試用成功的工廠(chǎng)自動(dòng)化相關(guān)流程現在已經(jīng)被西門(mén)子的工廠(chǎng)及西門(mén)子客戶(hù)工廠(chǎng)投入到日常運營(yíng)中。這些技術(shù)開(kāi)發(fā)很多都是第四次工業(yè)革命的典型例子。但是，盡管人們翹首企盼這些自動(dòng)化進(jìn)程的普及，專(zhuān)家估計在不遠的未來(lái)，人仍將在生產(chǎn)中扮演主要的角色。Michael Brucksch說(shuō)：“我們不是什么都要做自動(dòng)化，而是在常識范圍內來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化。”他的同事，也是工廠(chǎng)機器人技術(shù)負責人Florian Riedrich補充道：“我們要的不是*沒(méi)人的工廠(chǎng)。我們想要的是人和機器攜手合作。”