汉诺威工业博览会及西门子中国工业日纪行——2013年4月，德国政府在汉诺威工业博览会上正式推出工业4.0战略，自此关于工业4.0的讨论热潮席卷全球。被誉为第四次工业革命的工业4.0在德国正处于怎样的发展阶段，何时会真正实现工业4.0，哪些技术将助力工业4.0的实现。在今年的德国汉诺威工业博览会期间，笔者受邀参加“西门子中国工业日”，参观了汉诺威工业展，切身感受了以西门子公司为代表的德国企业迈向工业4.0的坚定步伐。

中国工业日：感受西门子厚重的历史

“西门子中国工业日”活动是西门子公司自2008年汉诺威工业展期间推出的一项大型活动，每次都有百余名中国用户受邀赴德参加。今年第七届“西门子中国工业日”活动于4月13日在德国柏林西门子总部的荣誉大厅拉开帷幕，超过160名来自中国的用户和媒体参加了当天的活动。西门子（中国）有限公司总裁兼首席执行官赫尔曼在开幕致辞中，带领大家回顾了西门子公司的发展历史及与中国的渊源，“我们所在的地方就是西门子历史的开端，西门子的制造业起源于柏林克罗嫩贝尔格的一个生产车间。1847年维尔纳.冯.西门子先生用一个雪茄盒，几节铜线再加上一些想象力，做出了一个简易、有可操作性的指针式电报机。而这项设计，为今天的西门子股份公司奠定了基础。西门子和中国的合作历史可以追溯到1872年，那一年西门子向中国交付了第一台指针式电报机。1904年西门子在中国建立了第一家永久性的代表处，1994年建立了西门子（中国）有限公司。”对于西门子中国未来的发展愿景，赫尔曼说：“在西门子‘2020公司愿景’指导之下，我们将专注于电气化，自动化和数字化的领域。中国的制造业正在经历由中国制造到中国建造到中国创造的一个重大转型时期。我们要帮助我们的制造商去提高生产效率，加强生产的灵活性并缩短新产品的上市时间。”

图1 赫尔曼，西门子（中国）有限公司总裁兼首席执行官

西门子（中国）有限公司执行副总裁、数字化工厂集团总经理王海滨在演讲中将德国工业4.0战略与中国工信部新近发布的《2015年智能制造试点示范专项行动通知》进行了比较，结合西门子的产品技术，分析了工业4.0如何落地，一步一步地实现。“工信部的文件中提到，智能制造的目标是要实现运营成本降低20%，产品研发周期缩短20%，生产效率提高20%，产品不良品率降低20%，能源利用效率提高4%。而西门子的主张就是我们的工业4.0和数字化工厂不是为了数字化而数字化，其背后还有诉求，这个诉求就是，当今的企业竞争的核心利益来源于效率和灵活性（包括质量）以及创新周期，还有产品上市时间。”王海滨说道。

西门子（中国）有限公司执行副总裁、过程工业与驱动集团总经理林斌介绍了西门子全集成自动化（TIA）和全集成驱动系统（IDS）为客户带来的价值。“西门子是唯一一家可以提供全集成自动化产品和驱动链解决方案的公司，可以为客户提供全生命周期的服务。”林斌说道。

随后，参会者参观了西门子柏林总部，近距离切身感受这一百年企业厚重的历史。

图2 林斌，西门子（中国）有限公司执行副总裁、过程工业与驱动集团总经理

迈向工业 4.0——引领数字化企业进程

作为世界最大的工业博览会，汉诺威工业博览会荟萃了各个工业领域的技术，引领着世界工业的创新与发展，是名副其实的“世界工业发展的晴雨表”。今年的汉诺威工博会以“产业集成化——加入网络大家庭”为主题，设有动力传动与控制技术展、工业自动化展、工业零部件与分承包技术展、能源展、风能展、新能源汽车技术展、空压与真空技术展、表面处理技术暨欧洲粉末涂层技术展和研究与技术展10个主题板块。汉诺威工博会现场已然证明“工业4.0”不仅仅是一个鼓舞人心的流行语，它已成为现实，现场展示的智能解决方案让人们切实感受到了何为“智能工厂”。

作为德国最具代表性的企业，为应对工业4.0愿景提出的挑战，西门子正大力推进“数字化企业”（Digital Enterprise）发展。西门子股份公司管理委员会成员何睿祺（Klaus Helmrich）在4月13日举行的2015汉诺威工业博览会新闻发布会上表示：“对我们而言，‘数字化企业’早已不再仅仅是一个愿景。如今，我们已经在向客户销售‘数字化企业’的关键要素。”

图3 王海滨，西门子（中国）有限公司执行副总裁、数字化工厂集团总经理

位于9号展馆的西门子展台，一直是展会期间最受关注的企业展台之一。“迈向工业 4.0——引领数字化企业进程”是西门子公司今年的参展主题，面积多达3500m2的展台全面展示了其电气化、自动化和数字化的产品和解决方案。展示内容包括可再生能源、全集成自动化（TIA）、全集成驱动系统（IDS）、工业软件和工厂数据服务等多种工业解决方案。

面向未来的高成本效益供电

可再生能源的进一步集成使得能源系统日益复杂，为了应对这一问题，这些系统在今后几年内必须变得更灵活、更智能。这意味着工业电网还需要提高数字化程度，换言之，要利用更多的测量、自动化、控制和调节手段。作为数字化过程的一部分，工业企业在借助最先进技术提高工厂效率、确保供电安全和防止日趋复杂的设备和系统过载或短路时，将面临诸多新挑战。这需要如监测系统和测量设备等智能化软硬件产品，也需要在电网内实现端到端的能源管理。增加本地发电，包括本厂发电，这意味着工业企业与供电商的互动关系正在发生变化。这就要求针对电网和工厂提出全新的规划和能源管理理念，从而确保经济可靠的供电。西门子将配电产品系列融合于全集成能源管理（TIP），特别为工业企业提供端到端的解决方案，从而以经济的方式实现对能源系统的规划、控制、保护和优化。其中包括适用于所有电压级别的软硬件产品、系统和解决方案，从高压供电到低压用户等，无所不包。它们借助智能界面可融入工业自动化技术。作为其保护理念的一部分，西门子在展会现场利用全息投影技术展示了新一代智能塑壳断路器3VA系列。3VA塑壳断路器处于低压配电的核心，可以确保支持容错的高可用性生产过程。另外，3VA塑壳断路器还有大量数据可用于工程设计，并可集成于所有常用的规划和项目管理工具中。

图4 何睿祺（Klaus Helmrich）,西门子股份公司管理委员会成员

轻松通信

实现数字化工厂的一个关键环节是简化工业网络的管理。西门子在工业通信展区展示一个当前正在开展的有关该主题的项目──“Effortless Communication（轻松通信）”。在工程设计阶段分配的地址，可被再次分配至自动化装置。因此，这些设备可为自己自动分配唯一地址，而无需配备中心实体，如地址服务器等。此外，该系统可以简化远程服务的使用，并增强其安全性。该项目的研究结果可用于建立和运行未来的生产网络。

TIA博途（TIA Portal）

TIA博途是西门子2010 年底推出的全新工程设计软件平台，它将所有自动化软件工具集成在统一的开发环境中，是业界第一款将所有自动化任务整合在一个工程设计环境下的软件。能够更好地设计从单一的计算机界面到覆盖整个价值供应链的所有自动化流程。这种突破性的创新技术不仅能够提高工作效率，而且还能够提高生产力和竞争力。

图5 何维克（Peter Herweck），西门子过程工业与驱动集团首席执行官

全集成驱动系统（IDS）

西门子IDS是一个涵盖整个驱动链的“一站式”解决方案，广泛应用于传送带、粉碎机驱动、兆瓦级泵、风机和压缩机以及包装机械等。通过IDS可以实现快捷方便地设计、采购、试试、操作和维护。现场重点展示了具备最高能效和动态响应能力的Simotics磁阻电机、新轴高型号Simotics FD低压电机以及模块化Simotics HV M系列高压电机。西门子股份公司过程工业与驱动集团首席执行官何维克（Peter Herweck）在媒体见面会的介绍中指出，“我们的过程工业客户现在必须应对更高的复杂性，同时还要最大限度提高能效。借助IDS，我们可提供全面的端到端的全集成驱动系统，几乎所有西门子驱动组件都可以无缝集成到其任何驱动系统、任何自动化环境和工厂的整个生命周期中。因此，我们将能够改善整个价值链的所有环节。”另外，驱动系统与控制和生产层的端到端联网，可实现智能的、自优化的和自主生产流程。

此外，展台还特别开设了“数字化展厅”，展示西门子数字化技术在制造业、过程工业、增材制造以及机械制造业的具体应用实例。

图6 “数字化双胞胎”表演秀，吸引了众多观众驻足观看

过程工业数字化

当前的市场趋势是模块化、生产工序的数字化制图，以及工厂内部单个机器设备之间的通信。西门子面向过程工业的产品组合，可以提供诸多可持续解决方案，涵盖从工程设计直至维护和现代化改造等各个环节。在“数字化展厅”中，西门子用一个液体回路设备演示了数字化是如何集成到现有工厂的。通过Comos工程设计软件结合Simatic PCS 7过程控制系统的解决方案，工程数据可被直接从设计环节导入过程控制系统。Comos Walkinside可逼真呈现工厂三维画面。

数字化展厅一个特别的亮点是每小时一次的“数字化双胞胎”表演秀，吸引了众多观众驻足观看。该展示在8?min时间里，介绍制造业因采用工业IT和软件而带来的巨大变化。通过动画演示，囊括了数字化展厅中的展品，介绍了西门子在这种变化过程中的主要角色。

图7 西门子面向过程工业的产品组合

安贝格工厂：数字化工厂的典范

4月15日，媒体团一行来到数字化工厂的典范——西门子安贝格电子制造工厂（EWA）参观。EWA建于1989年，主要生产Simatic可编程逻辑控制器（PLC）及相关产品。EWA堪称自动化生产的完美范例，据EWA负责人介绍，25年来工厂的外观和员工数量基本没发生什么改变，生产面积也没有扩张，但产能却提升了8倍，令人惊叹，而且更重要的是，产品质量被大幅提升：相比1989年高达500的百万缺陷率（dpm），如今的百万缺陷率只有12，产品合格率高达99.9988%。EWA的生产过程已实现了高度的自动化：生产设备和计算机可以自主处理 75%的价值链，只有剩余1/4的工作需要由工人来完成。仅在生产过程之初，员工需要用手工将印刷电路板安装在生产线上，此后所有的工作均由机器自动控制完成。EWA的生产过程已经代表着面向未来的技术，真实世界和虚拟世界在生产过程中实现了完美的融合。产品之间以及产品与机器设备间的通信将会使生产路径进一步优化。目标是使EWA这样的工厂能够单独、快速、低成本且高质量地加工每一个产品，从而实现当前工厂难以企及的、更高的灵活性和经济高效性。EWA指明了未来工业4.0时代制造业的发展方向。

中央研究院：创新实力令人震撼

4月17日，慕尼黑淅淅沥沥下起了雨，我们来到了此行的最后一站——西门子中央研究院。一个企业能有如此大规模的研究中心，着实令人震撼。据介绍，中央研究院在德国、美国、中国、俄罗斯、印度和奥地利等国设有分支机构，其定位是成就西门子的全球创新网络。西门子中央研究院拥有7?400多名员工，他们不仅深入了解基础技术，而且可以进行建模和趋势分析，并且掌握大量的软件和工艺知识，能够为中央研究院开展的工作提供大力支持。西门子各业务集团的研发重点是新一代产品和解决方案，中央研究院与各业务集团紧密合作，针对超前于新一代的产品和解决方案制定技术与创新战略。此外，中央研究院还承担另一个重要职责：通过与各业务集团合作开展核心技术研发行动，确保西门子未来的技术与创新领先地位。为实现这个目标，西门子中央研究院还参与政府资助的许多研究项目。西门子中央研究院的主要研究领域包括面向未来的工业自动化解决方案，譬如机器联网和仿真技术，以及新材料开发。其他研究方向包括针对新型服务模式的智能数据分析与化学和光学传感器等。

后记

五天德国之旅，紧凑充实。从充满历史感的古都柏林——西门子发源地，到现代工业盛宴——汉诺威工业博览会现场；从数字化工厂的典范——安贝格工厂到创新研发中心——西门子中央研究院。我们一步步走近这个百年历史的德国“精密仪器”内部。在赞叹的同时，也见证了西门子引领全球工业风骚百年的实力。正所谓：知其道而明其妙。