德国制造,学无止境
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    2017年4月22日至5月1日,e-works成功组织了第六届德国工业4.0考察团。除观摩2017年汉诺威工业展之外,考察团还参观了有代表性的德国重型汽车制造企业MAN公司的卡车工厂、德国电气行业领军企业菲尼克斯电气集团总部的物流中心和生产基地、德国知名的自动化软件公司3S公司、ESI集团旗下的IC.IDO沉浸式虚拟现实应用展示中心,前往位于斯图加特的Fraunhofer IAO研究所进行了工业4.0培训,并参观了实验室,出席了勃兰登堡州经济发展局主办的中德数字化与工业4.0论坛,考察了位于柏林的德国最大的科技园区Adlerhof,还参观了波茨坦大学的工业4.0应用中心。在汉诺威工业展上,考察团到博世、SAP、MPDV、FORCAM、华为、海尔和Eplan的展台进行了深入观摩。此次为期十天的考察全方位、多视角地考察了德国发展制造业,推进工业4.0的实践,深受启发,受益匪浅。


考察团参观菲尼克斯电气集团总部

    与e-works往届考察一样,此次考察行程安排得很满,考察团成员与我一起“长途跋涉”,累计行程5000多公里。20多名来自装备制造、家电、电气、轨道交通和高校的考察团成员非常守时,积极互动交流,分享经验与体会,得到接待企业的高度评价。4月30日,考察团在莱茵河畔风光旖旎的小镇吕德斯海姆进行了总结。我在致辞中指出,中国制造业的从业者,依然需要用“空杯朝上”的心态来看待德国制造业,学习德国制造业整个生态系统的长处,吸取德国制造企业的技术、管理和企业文化。德国制造,学无止境。


考察团总结会

    总结此次考察,我有以下五个方面的体会:

    1. 德国制造业务实推进智能制造,体现鲜明的行业特质。

    在全球著名卡车和大巴制造企业MAN的卡车工厂,考察团参观了MAN工厂的车桥、驱动轴和分动箱组装,以及总装车间。MAN工厂在组装过程中,非常强调人机协作,结合人体工学,使用了大量的助力设备,根据工艺特点来在部分工艺使用工业机器人,例如驾驶室安装玻璃等,而不是片面强调使用机器人。广泛应用AGV来运载零部件,在AGV上支承零部件的装置可以进行180度旋转,方便工人以最舒服的姿势完成组装工作。在车架组装的过程中,有一个翻转的工艺,方便工人安装底盘上的零件。在部件装配的过程中,同时使用悬挂式输送链和AGV,空地协作,最大限度地利用空间。车架的大梁上有很多安装孔,可以根据客户订单调整安装的位置。大型零件采用JIS,按订单顺序直接配送到线边;小型零件则通过一个智能化的物料超市进行集中备料,根据订单的BOM清单,点亮各个货位的指示灯,提示工作人员顺序拣货,简单快捷。


MAN工厂的车桥组装过程大量使用AGV运载零部件(来源:网上视频截图)


MAN工厂车架组装的翻转工位(来源:网上视频截图)

    菲尼克斯电气是德国工业4.0工作组的核心成员之一,现有员工1.5万人,2016年营业额19.7亿欧元。在菲尼克斯电气位于Blomberg的总部,我们看到的是另一种完全不同的智能制造实施方案,充分体现了小型电气产品的设计、生产、组装和物流配送的特点。菲尼克斯电气成立于1923年,这个即将达到百年历史的企业实现了可持续发展。即使是在经济危机时期也没有裁员。他们坚信,快乐的工人才能制造出好产品。菲尼克斯电气不断创新,提供6万种产品,在连接技术、塑料技术、过载保护、电磁兼容、工业安全、网络技术、无线技术、工业控制技术和信息安全方面建立了领先优势,最近,菲尼克斯电气推出了创新的Push-in技术,直接将端子压入连接器,即可实现电气设备的连接。

    菲尼克斯电气的物流中心建立了总长度达八公里的物流输送系统,全自动的立体仓库,批量产品可以自动包装,并根据产品体积自动裁剪包装盒;对于客户小批量多品种的订单,采取人机结合方式捡货,自动化物流系统会自动将存放所需产品的物流输送到工作人员面前。


菲尼克斯电气的注塑车间
  
    菲尼克斯电气的注塑车间正常生产时无需人工干预,通过一个四轴机械手取出注塑好的塑料件。车间建立了密封管道,为注塑机输送原材料,保证了产品质量。菲尼克斯电气的连接器组装车间,每条组装线都是自主完成设计和制造。生产设备也是模块化的,可以灵活调整。每条生产线只需要一个工人值守。如果出现需要组装的零件缺料,装配线自动停线,同时,在操作工的屏幕上会出现某台设备缺料的提示。工作人员补充零件后,组装线自动恢复生产。菲尼克斯电气在生产过程中,应用了MES系统。不光实现了设备的自动化,也实现了数据的自动化采集与流转。实现了IT与OT的集成。去年秋季的e-works考察团参观了菲尼克斯电气的电子组装工厂,此次考察又参观了注塑和组装车间,以及物流中心。通过两次考察,我对菲尼克斯电气的智能制造实践有了全面的了解,的确非常值得中国企业借鉴。

    2. 德国推进工业4.0的生态系统日臻完善。

    4月27日,考察团前往位于斯图加特的Fraunhofer IAO(弗劳恩霍夫协会劳动经济和组织研究所),聆听Hans-Peter Lentes教授的工业4.0讲座,还参观了虚拟设计实验室。Lentes教授提供了包括大量工业4.0资料和视频的U盘,使考察团如获至宝。Fraunhofer是德国工业4.0最核心的发起者,实际上很多Fraunhofer的研究所都是与高校共建的。很多Fraunhofer研究所的专家同时也是大学教授。Lentes教授就是斯图加特大学的教授。Fraunhofer有多个研究所研究与工业4.0相关的课题,各有不同侧重。这种产学研协作机制值得我国借鉴。 



工业4.0对企业价值链带来的变革
 


考察团在Fraunhofer IAO研究所与Lentes教授的合影

    4月27日,考察团在波茨坦工商会参加了由勃兰登堡州经济发展局组织的中德数字化和工业4.0论坛,在物联网应用和信息安全专题讨论环节,我和考察团成员,物联网和智能制造专家许永硕先生、美的集团供应链IT部长周晓玲女士共同登台,与德方专家共同进行了深入研讨。波茨坦大学作为一个综合性大学,也从经济角度,研究工业4.0对德国社会的影响,还建立了一个工业4.0应用实验室;而当地的科特布斯理工大学则更加注重工业4.0相关技术的研究与实践。


e-works考察团代表中方参与讨论物联网与信息安全

    通过参加这次会议,我体会德国的政府、高校、研究机构、行业协会和企业,共同打造了一个日臻完善的工业4.0生态系统。政府机构在这个主题之下,立足于招商引资、促进德国企业发展;行业协会则在推进工业4.0过程中,充分结合企业特点;大中型制造企业是实践工业4.0的主角;而以SAP、西门子、Festo、通快、菲尼克斯电气等工业软件和工业自动化厂商,则在推进自身实践的同时,不断完善工业4.0的相关解决方案。在工业4.0这个大的主题之下,多方协作,实现多赢。德国组建了工业4.0工作组,不断完善相关标准和参考模型。德国还建立了Smart factory,这条示范生产线由多方合作,展示工业4.0的个性化定制、柔性自动化、软硬集成等理念。

    3. 工业自动化和IT巨头力推新兴技术,应对制造模式的变革,实现IT/OT融合。

    考察团在汉诺威工业展上观摩了主流的工业自动化和IT巨头的展台,收获满满。博世的展台重点展示了人机协作,APAS机械手可以与工人进行动作的配合。利用机器视觉识别工人的动作,动作结束后,APAS才会进行下一步工作。SAP则从产品开发、智能工厂、智能服务等多个领域,展示了基于Leonardo物联网平台的创新解决方案;Eplan提供了功能强大的产品配置器,只要选择几个主参数,就可以自动生产原理图、布线图,以及电器柜的三维装配模型,灵活而高效;西门子展示了Mindsphere工业互联网平台的各种应用;KUKA展示了一条个性化定制照片拼图的智能化生产线,受到广泛关注。FESTO展台则展现了仿生机器人的应用。德国的工业自动化和IT巨头利用汉诺威工业展这个舞台,展示德国制造的魅力。而华为也在此次展览会上重点展示了物联网在智能交通等领域的应用,海尔的Cosmoplat个性化定制生产线,则成为中国企业在此次展会的一大亮点。我体验了在Cosmoplat进行个性化定制,定制了一台有个人签名的玩具小冰箱,体验很不错,通过移动端的产品配置器直接选配,后续全自动进行装配。


博世展台的人机协同


Eplan的产品配置器


欧姆龙的乒乓球机器人技术升级


SAP基于Leonardo物联网平台的PLM解决方案


SAP展台展出的全世界第一台三维打印电动摩托车


KUKA展出的个性化定制照片拼图的生产线


考察团在2017年汉诺威工业展观摩海尔展台


个性化定制的海尔冰箱模型

    4. 德国工业软件企业植根工业实践,实现可持续发展。

    考察团在Kempten参观了全球著名的PLC编程软件公司3S(Smart Software Solution Gmbh)公司。该公司的Codesys软件是全球众多工业自动化软件厂商的标配。3S公司的CEO Manfred Werner先生热情地接待了考察团,还带领考察团成员参观了公司的实验室和产品展示中心。该公司100多人,但客户分布全球,是PLC应用开发平台的全球隐形冠军,有350多家工控厂商是3S公司Codesys软件的用户,包括ABB、倍福、施耐德电气、博世力士乐、和利时等。3S公司非常专注于该领域,致力于实现工业标准的推进,帮助客户提供运动控制、工业安全等开发工具。3S公司提供了支撑工厂自动化、过程自动化(流程行业)、能源自动化、移动应用和建筑自动化领域的支撑软件,可以全面支撑工业物联网的应用。


Codesys软件全面支撑物联网应用

    考察团还在斯图加特参观了ESI集团旗下IC.IDO公司的沉浸式虚拟现实展示中心。该公司展示了虚拟现实技术在汽车设计、性能测试等方面的实际应用,从最复杂的C A V E技术,到桌面级的虚拟现实应用,再到提供基于云端的初级虚拟现实应用,该公司提供了完整的解决方案。

    ESI集团成立于1973年,2000年上市,总部位于法国,是全球工艺仿真领域的领导者,尤其是在虚拟制造和虚拟试验方面最为领先。此次接待考察团的是ESI集团COO Christopher St John先生,2006年,我们曾在北京会晤,此次重逢,倍感亲切。 Christopher在演讲中指出,又一次新的数字化浪潮正在到来,虚拟仿真技术将全面支撑产品从制造、试验到体验的全过程,产品创新要结合产品实际运行中采集的物联网数据。Christopher创造性地提出Hybird Twin的理念,Hybrid Twin包含了产品的虚拟样机、系统仿真模型、由于故障和磨损造成产品失效的模型,以及对传感器和仿真结果进行分析和机器学习。Hybrid Twin真正表达了在服役产品(Product in service)的完整信息,只有建立Hybrid Twin,才能有效支撑预测性维护。


ESI提出的Hybrid Twin理念 


考察团在ESI集团IC.IDO沉浸式虚拟现实展示中心的留影

    5. 德国工业4.0实践开始向中小企业延伸。

    考察团参观了位于柏林的德国最大的科技园区Adlerhof,在这里有很多创新型的企业,涉及IT、新能源等多个产业。考察过程中,我们来到了一个叫做Learning Factory的园区孵化企业。该公司从事数控加工软件的培训,也承接一些加工订单,装备了几台加工中心、数控车床和三维打印机,主要从事数控加工领域的认证培训和实训。这家总共只有十多人的小公司,在中国也开展了业务。该公司自豪地告诉我们,他们也被列入了德国工业4.0的中小企业项目。这表明,德国推进工业4.0不仅停留在大中型企业,也在向中小企业延伸。


考察团参观MAN卡车工厂


    此次考察,与e-works历届考察团一样,考察内容非常专业,从工业企业、工业软件、工业自动化,到科技园区,还参加了专业会议。考察团成员学习态度也非常认真,交流十分深入,甚至在大巴上多次组织经验分享。接待考察团的菲尼克斯电气中国区副总裁朱韡先生在微信上评价:“e-works考察团是我接待过的最好学的代表团,很多人在参观过程中都拿着本子记录心得,在机器前停留和交流时间也很长”。每次考察,e-works都尽量选择不同类型的企业参观考察,以便大家能够对德国,对德国制造,对德国工业4.0有更加深入而全面的理解。

    考察期间,e-works还组织大家顺道参观了举世闻名的新天鹅堡、慕尼黑、柏林、法兰克福、吕德斯海姆。沿途美丽的乡村、田园风光和古堡也让大家目不暇接,美不胜收。衷心希望中国制造业在做强做大的同时,也能够像发达国家一样,更加绿色、环保、节能,实现可持续发展。

    德国,秋天再见!


发表于: 2017-05-04 00:30 阅读(3666) 评论(2) 收藏 好文推荐
# re: 德国制造,学无止境
2017-05-11 09:06 | 互联网应用专家 | 1楼
菲尼克斯电气的注塑车间自动化应用程度确实很高,值得借鉴,整个德国考察之旅也是干货满满,学无止境啊。
# re: 德国制造,学无止境
2017-05-15 14:52 | kangta868 | 2楼
感谢黄博士带来的干货分享,很有收获!

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