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在当今全球制造业格局深刻变革的浪潮中,工业 4.0 已成为引领产业升级的核心驱动力,西门子作为这一领域的先驱者,凭借深厚的技术积累与创新实践,为制造业数字化转型勾勒出清晰且极具前瞻性的路径。
工业 4.0 的兴起绝非偶然,它是全球经济、社会与科技发展趋势交织的必然产物。全球化进程促使制造业竞争白热化,企业必须突破地域限制,整合全球资源方能立足;老龄化问题加剧劳动力短缺,迫使企业寻求智能化生产替代方案;城市化进程加速,对制造业的高效、绿色、精准生产提出更高要求;而物联网、高级机器人、云技术、3D 打印、知识自动化等新兴技术的蓬勃发展,为制造业变革提供了坚实的技术基石,使其突破传统生产边界成为可能。在此背景下,各国纷纷出台战略规划,德国工业 4.0 计划率先发力,旨在重塑制造业辉煌,美国 “再工业化” 战略、日本人工智能产业探索以及中国的 “中国制造 2025” 等举措也相继跟进,全球制造业由此踏上转型升级的高速通道。
西门子对工业 4.0 的理解深刻且独到,其核心在于信息物理融合系统(CPS)。在这一体系中,智能产品被赋予独特 “生命”,它们宛如拥有自主意识的智能体,携带生产全流程所需信息,精准知晓自身生产路径与使命,能与生产设施无缝交互,从制造参数设定到交付环节精准把控,实现生产过程的高度智能化与自主化。智能制造场景下,工件与移动自主智能加工单元紧密配合,生产设施依据实时工况灵活优化配置,生产步骤动态调整,大幅削减生产复杂性,提升生产效率与质量稳定性,彻底重塑传统制造模式。
通往工业 4.0 的征程中,西门子精准定位两大关键支柱。数字化企业平台宛如智能制造的智慧中枢,整合产品与生产生命周期数据。PLM 系统深度挖掘产品设计、工艺规划与制造执行的内在关联,以机电软一体化数据管理为基石,融合工艺知识平台,驱动工艺创新,为 ERP 和 MES 输送精准信息,确保制造端时刻获取最新产品工艺数据,有力支撑决策优化,填补产品设计与生产间的 “数字鸿沟”;MES 系统聚焦生产现场管控,精细规划生产计划,全方位把控生产流程,从原材料配送至成品发货构建高效物流体系,实现生产全程可视化与智能化管理,实时数据采集与深度分析为生产优化注入持续动力,PLM 与 MES 紧密集成,保障信息流畅通无阻,推动智能制造高效运转。
信息物理融合系统(CPS)是西门子工业 4.0 架构的关键底层支撑。智能化产品嵌入丰富感知、计算与通信能力,与生产设施实时交互协作,构建智能生产网络。自主生产设施凭借 CPC 和 CPPM 协同运作,传感器、处理器与执行器深度融合,安全高效处理复杂生产任务,实现生产过程自主决策与动态优化。在未来工厂愿景中,机器设备与工件 “对话” 频繁,自主调配生产资源、优化工序流程,将人从繁重重复劳动中解放,专注于高附加值创新工作,尽管当前标准化与信息安全挑战犹存,但 CPS 无疑为制造业开启全新智能化时代奠定坚实基础。
西门子在工业 4.0 实践领域成绩斐然。德国安贝格电子工厂作为全球典范,率先展示未来制造雏形,智能设备与先进技术深度融合,大规模定制生产高效运行,CPS 技术贯穿始终,有力证明传统制造业向智能化转型的可行性与巨大潜力;在中国,成都生产研发基地成为数字化制造标杆,从产品研发源头注入数据基因,借由 ERP、PLM、MES 及供应链管理系统无缝对接,打造透明化、智能化生产生态,为本土制造业数字化升级提供宝贵借鉴模板。
企业战略布局层面,西门子数字化工厂集团整合优势资源,引领全球工业 4.0 解决方案创新潮流。其软件套件涵盖产品全生命周期,PLM 系列软件助力设计制造协同创新,TIA 实现全集成自动化生产控制,MES 确保制造执行精准高效,协同平台高效整合数据与业务流程,驱动全球价值链攀升与生产力跃升。在技术研发前沿,西门子持续深耕,如 JT Open Toolkit 等基础组件技术广泛授权应用,NX 设计软件融合先进建模与仿真技术推动设计变革,增材制造技术创新突破传统制造工艺局限,积极拥抱云计算拓展软件应用边界,同时依托强大本土研发团队与高校合作网络,深度参与中国工业 4.0 生态构建,培育专业人才,定制适配本土的解决方案,携手中国制造业共创智能制造新时代,稳固其在全球工业 4.0 领域的领军地位,引领制造业迈向智能化、数字化、可持续发展的新征程。
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