在德國巴伐利亞州東部小城紐倫堡，有一座外形很不起眼的工廠，然而又有誰能想到，這里是被稱為歐洲乃至全球最先進(jìn)的工廠之一。這是西門子的未來工廠，也是最具工業(yè)4.0代表性的地方，安貝格電子制造工廠（德文縮寫：EWA），全球第一家純數(shù)字化工廠。EWA建于1989年，主要生產(chǎn)Simatic（西門子自動化系列產(chǎn)品品牌統(tǒng)稱）可編程邏輯控制器（PLC，類似電腦里的CPU），用于實現(xiàn)機(jī)器設(shè)備的自動化，涉及領(lǐng)域覆蓋從汽車制造到制藥等多行業(yè)。

一般來說，汽車制造廠只需要50至100套Simatic控制系統(tǒng)，一個石油平臺只需使用5到20套，而在EWA工廠，產(chǎn)品種類近1000種。貝格西門子電子工廠面積10．8萬平方英尺（1萬零33平方米），能夠協(xié)調(diào)從生產(chǎn)線到產(chǎn)品配送等一切要素，從倉儲到生產(chǎn)都實現(xiàn)了智能自動化。

自建成以來，在工廠未擴(kuò)建，人員為增加的情況下，產(chǎn)能提升了8倍，產(chǎn)品質(zhì)量提升40倍，且還在逐漸提升。不要覺得這些東西離普通百姓很遙遠(yuǎn)，吃穿住行，每個方面都與制造業(yè)有緊密關(guān)系，而西門子EWA工廠代表著接下來若干年制造業(yè)的走向。EWA門禁森嚴(yán)，獲得允許入內(nèi)的訪客都要穿上白色大褂，除塵、去靜電處理，與廠內(nèi)工作人員的藍(lán)色大褂區(qū)分開。歷來只有1人破例穿上了和工作人員一樣的藍(lán)色大褂，這個人是德國總理默克爾。

德國最先提出工業(yè)4.0，并且和其他國家的都不同，默克爾壓力大啊，但是看完西門子EWA工廠，感覺心頭一塊大石可以落地了。EWA內(nèi)部，干凈整潔，做了無菌處理，在這里想要找到點灰塵如同大海撈針。地面使用淺色仿大理石塑膠PVC地板，連走路的聲音都可以忽略不計。

齊胸高的機(jī)箱整齊排列，在機(jī)箱中間是監(jiān)控顯示器，不間斷地滾動顯示大量數(shù)據(jù)。西門子世界領(lǐng)先的PLC供應(yīng)商，作為西門子的示范工廠，每年EWA要生產(chǎn)超過1200萬Simatic產(chǎn)品，處理將近30億個元器件，1年230個工作日，照此計算，EWA的生產(chǎn)線上每秒要產(chǎn)出1個控制單元。而產(chǎn)品合格率竟然高達(dá)99．99885％。

改變生產(chǎn)方式的超級工廠EWA

在EWA工廠，75％的工序是由設(shè)備和電腦自主完成的。只有在生產(chǎn)過程開始之初，需要由人將原始部件放在生產(chǎn)線上。之后，一切步驟都自動進(jìn)行。每個元件都有自己的條形碼，里邊記錄了元件的“身份信息”，并在虛擬環(huán)境下進(jìn)行了生產(chǎn)流程規(guī)劃，有各自的“目的地”，通過條形碼，元件可與生產(chǎn)設(shè)備直接通信，告訴生產(chǎn)設(shè)備自己應(yīng)該在什么時間、哪條生產(chǎn)線或哪個工藝過程出現(xiàn)，以及操作要求和步驟。

在磁懸浮傳送線路的分岔路口，元件會暫停1－2秒，然后選擇正確的方向。

到達(dá)加工中心后，元件經(jīng)掃描被識別出來，生產(chǎn)設(shè)備會實時調(diào)用全部加工信息，并自動調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。值得注意的是，Simatic單元的生產(chǎn)是由Simatic單元來控制的，每條生產(chǎn)線上都有大約1000個Simatic控制器。其產(chǎn)品線，最快可以每小時鑲嵌25萬個元器件（比如電阻、電容和微芯片）。一旦焊接過程完成，電路板將被傳送到一個光學(xué)檢驗系統(tǒng)中進(jìn)行質(zhì)量檢測，包括檢測元器件的焊接位置是否正確，以及焊接點質(zhì)量，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)并剔除不合格的產(chǎn)品。

然后再將電路板安裝到機(jī)箱中。

接下來再對成品進(jìn)行檢測，然后將成品傳送到位于紐倫堡的配送中心去，最后被運送到全球6萬多客戶手中。

EWA內(nèi)部的原料配送也實現(xiàn)了自動化和信息化。物料被放置在地下倉庫里，當(dāng)生產(chǎn)線上需要某種物料時，監(jiān)控顯示器上會提示，工人只要拿著掃描槍在樣品上掃碼，條碼信息就會被傳送到自動化倉庫去，然后由ERP系統(tǒng)發(fā)出指令，讓場內(nèi)的自動化物流系統(tǒng)到倉庫的指定位置取物料，然后經(jīng)過總長達(dá)到指定位5公里的地下運輸帶送到置，由自動升降機(jī)送到生產(chǎn)線附近。

大數(shù)據(jù)＋物聯(lián)網(wǎng)

每天，EWA工廠會處理超過5000萬條進(jìn)程信息，并存儲在Simatic物聯(lián)網(wǎng)制造執(zhí)行系統(tǒng)中。換句話說，EWA工廠是從頭到尾完整觀察并記錄每件產(chǎn)品的生產(chǎn)周期的，也就是說一件產(chǎn)品的生產(chǎn)周期完全可追溯。通過軟件，對制造過程和指令進(jìn)行設(shè)定，所以整個生產(chǎn)過程從開始到結(jié)束都將被記錄下來，并處于嚴(yán)格的控制之下。在整個生產(chǎn)流程中，有超過1000個掃描器在實時地對整個制造過程歸檔，記錄生產(chǎn)細(xì)節(jié)，比如焊接溫度、貼裝數(shù)據(jù)和檢測結(jié)果等數(shù)據(jù)。這套系統(tǒng)又與研發(fā)部門聯(lián)網(wǎng)，保證EWA工廠生產(chǎn)上千不同產(chǎn)品也不會發(fā)生混亂。

基于這海量的數(shù)據(jù)，不僅僅實現(xiàn)了對所有產(chǎn)品生命周期的完整追溯，更是會對生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，將產(chǎn)品不合格率降到最低。產(chǎn)品合格率大幅提高。相比于該工廠成立最初的每百萬次電子產(chǎn)品加工過程出錯500次，現(xiàn)在出錯率只有12次。而當(dāng)機(jī)器設(shè)備即將需要補(bǔ)充材料或者維護(hù)保養(yǎng)時，會在缺料或故障發(fā)生之前向系統(tǒng)發(fā)出，系統(tǒng)會記錄所使用的資源數(shù)量，并及時更新庫存。

工業(yè)4.0的磚頭

除了建造自己的數(shù)字化工廠，西門子還為那些有意向“數(shù)字化”方向轉(zhuǎn)型的傳統(tǒng)企業(yè)輸出全套解決方案。例如，西門子為德國排名前十的老牌啤酒廠Spaten Brewery部署了集成控制系統(tǒng)Braumat降低了酒廠的人工成本，生產(chǎn)更加高效，不再僅僅依靠大師的經(jīng)驗釀酒，提升了產(chǎn)品口感穩(wěn)定性，且產(chǎn)品生產(chǎn)過程完全可追溯。EWA還為為德國的制造企業(yè)生產(chǎn)智能生產(chǎn)線設(shè)備，如戴姆勒、寶馬汽車等。EWA可以說是西門子幾十年來的數(shù)字化結(jié)晶，2013年9月，全球第二家數(shù)字化工廠，也就是EWA的姊妹工廠——西門子成都工廠正式成立并投產(chǎn)，各方面標(biāo)準(zhǔn)都是按照EWA來打造的。

EWA工廠成功的關(guān)鍵，在于通過產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備的通信和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)控制實現(xiàn)三大技術(shù)的整合：產(chǎn)品生命周期管理（PLM），制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和工業(yè)自動化。現(xiàn)在的EWA工廠，有大約1100人，三班倒，每班次300多人。智能化并不意味著真的無人，至少短時間是這樣的。EWA的負(fù)責(zé)人Karl－Heinz Büttner說，“我們并不打算打造一個無人工廠”，人仍然是至關(guān)重要的決定性力量，生產(chǎn)率的提升，有40％源自于員工的新創(chuàng)意，另外60％來自于基礎(chǔ)設(shè)施投資。并且西門子董事會成員Siegfried Russwurm也說，“設(shè)計一個全自動，依靠互聯(lián)網(wǎng)的智能生產(chǎn)線，仍然需要十年時間。萬丈高樓，我們現(xiàn)在只是有了磚頭?！?/span>