西門子6EP0123-4AA00-0AB0電源

西門子產品可以隨時我??！

西門子可編程控制器：S7-200CN、S7-200SMART、S7-300、S7-400、 S7-1200、S7-1500、ET200、LOGO邏輯控制模塊 
 西門子HMI人機界面：TD200、TD400C、TP177A/B、MP277、MP377、 TP700、TP900、TP1200、TP1500、SMART700/1000 
        門子變頻器：MM420、MM430、MM440、G110、G120、6SE70工程變頻器 6RA70直流調速器、3RW30/40/44軟啟動器
    西門子數控系統：802C、802S、808D、802D/SL、810D、840D 
      西門子伺服驅動：611A、611D、611U、S120、NCU、PCU、伺服電機、低壓電機 
  西門子工業以太網：通訊網卡、通訊電纜、通訊接頭、總線連接器 工控機、交換機、自動化軟件等系列產品
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：康奎

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西門子6EP0123-4AA00-0AB0電源

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西門子6EP0123-2AA00-0AB0電源

德國漢諾威工業博覽會上，西門子能源、工業和基礎設施等業務領域首度聯合參展。它們的展品揭示了所服務行業的未來發展趨勢。面向未來生產系統的新概念解決方案成為展場亮點。

分分合合。這正是車門與車身之間初期關系的真實寫照。事實上，二者的*次結合是在車身車間，目的是確保它們之間的間隙符合規范。不過，它們很快就會分離。當這個重要的質量參數檢查完畢之后，它們將被立即分開。車門被送往涂裝車間，噴上與車門顏色相匹配的車漆。*的問題是：二者怎樣才能又快速又準確地找到對方，重逢團聚？

愿景：在射頻識別芯片的幫助下，車身和車門能夠如同具有魔力一般，在涂裝線和車門內飾組裝線上認出彼此。這些電子芯片可以相互通信，從而知道哪些組件是彼此配套的。掃描器將讀取其數據并將之發送給負責將這些組件接合起來的機器臂。機器臂也可以自主糾錯。譬如，如果發現少一個孔，它們可以發出鉆孔命令。

以為大眾第七代高爾夫安裝車門為例，演示汽車生產系統的未來愿景（上圖）。

上文描述的是關于未來工廠的愿景，在德國，這個愿景被稱為“工業4.0”。這個概念是基于物聯網和務聯網——未來，物聯網和務聯網將把現實世界與虛擬世界融合為一個整體系統。

“然而，可能要過15年，這一切才會成為現實。”西門子工業的技術主管Dieter Wegener博士如是道。盡管如此，在2014年4月舉辦的漢諾威工業博覽會上，更確切地說，在9號廳的西門子展臺和“未來論壇”上，許多工業4.0技術已嶄露頭角。其中一項備受矚目的技術是知道接下來要裝配哪個車型的生產系統。這項技術很重要，因為工業領域的一個主要發展趨勢是在同一條生產線上裝配不同車型。

諸如西門子博途（TIA）門戶以及用于設計和模擬裝配線的產品開發程序Tecnomatix等系統鋪平了通往工業4.0的道路。所得到的數字模型也可用于模擬和優化物流過程和生產吞吐量。這種系統結合使用西門子Simatic IT生產軟件可以節約時間和金錢。西門子工業自動化集團*執行官Anton S. Huber表示：“從初步概念構想到裝配間布局安排，工廠設計用時比傳統方法縮短了zui多50%。得益于在生產規劃過程中優化工廠布局，生產周期縮短了20%至60%，物料搬運成本降低了zui多70%。”

汽車業及航空航天業已經在使用這樣的解決方案。在漢諾威參展的ZEOD RC混合動力賽車也彰顯了西門子工程師對*開發技術的利用。這輛借助西門子PLM軟件，在虛擬世界里完成開發的汽車現已推出實車，并且即將參加勒芒24小時耐力賽。

工業4.0背后的原理很簡單，但其實施卻是一項艱巨的任務。制造流程中使用的每一個傳感器和執行器都是擁有獨立IP地址的可尋址裝置。之所以要這樣做，是為了確保隨市場需求的變化而快速調整，利用高度靈活的批量生產流程來制造定制產品。然而，這樣做不僅縮短了產品生產周期，而且生產過程的性質也發生了轉變。從物流到生產、營銷和服務，覆蓋整條價值鏈的信息通信技術將智能機器和產品、倉儲系統以及生產物料等全部起來。

西門子在漢諾威展出的“Service Factory”解決方案是一個工業生產模型。這個模型演示了如何通過善加利用數據來實現更加平穩、更高能效的生產流程。具體而言，可以利用這個模型來預計未來發展趨勢，以用作決策依據。

譬如，未來，汽車組件將持續不斷地收集和發送關于其狀態的數據，并且早在其實際發生故障之前，組件就會發出更換請求。譬如，汽車門鎖系統可以向其制造商發送一條消息，以表明其需要更換某個零部件。實現所有這一切，還有很長的路要走，但我們已經滿足了其初步要求，如互聯網連接和車載計算機發送錯誤消息等。還有一點仍待實現，那就是進一步整合車輛與制造商和經銷商的信息系統，以保證提供*服務。

到那時候，所發送的錯誤消息將包含確切的車輛型號和更換零部件的收貨地址信息。然后，工廠的機器將根據訂單要求自動調整配置并完成零部件的生產和交貨。系統也可自動生成維修預約單。

此外，未來，當車輛出現故障時，系統將不僅向制造商和距離zui近的維修中心發送報告，而且將向研發部門發送報告。這樣一來，工程師就能夠判定故障根源，并采取措施避免同樣的故障再次發生。

數字化工廠：從夢想到現實

無論身處工業2.0還是3.0階段，許多企業在懷揣數字化工廠夢想的同時，卻往往尚未形成清晰的思路。這時，西門子便成為了那個重要的“夢想導師” — 結合其在制造業領域的專業知識和軟硬件技術，為企業提供*的數字化工廠解決方案。

隨著“工業4.0”的熱潮從德國涌向，越來越多的中國企業正決意將未來制造的愿景變為現實，以期在數字化的工業變革中盡早謀篇布局。

國內制造企業對于打造數字化工廠的熱情從趙雄飛接到的咨詢服務需求就可見一斑。這位西門子中國研究院的數字化工廠專家在2013年接到了大約5家企業關于籌建數字化工廠的咨詢。2014年，這一數字增加到了10家左右，2015年更是上升到了幾十家。

在邁向“工業4.0”的進程中，很多企業并非僅僅滿足于數字化的遠景規劃。它們迫切需要的是將美好愿景變為現實的途徑。

趙雄飛說：“企業家們并不是要一口吃成個胖子，而是想一步步發展，zui后真正成為站在行業的巨人。”

條條道路通羅馬
無論身處工業2.0還是3.0階段，許多企業在懷揣數字化工廠夢想的同時，卻往往尚未形成清晰的思路。

這時，西門子便成為了那個重要的“夢想導師” — 結合其在制造業領域的專業知識和軟硬件技術，為企業提供*的數字化工廠解決方案。

趙雄飛的團隊要做的便是首先從運營、研發等層面為企業提供頂層設計，幫助其完成數字化工廠的整體規劃。根據企業的特點和需求，這一規劃可以是面向1-3年的短期，也可以瞄準5-20年的中*。

如果企業有進一步需求，他們將和西門子業務集團的同事一起幫助客戶進行業務流程和IT系統設計，包括產品生命周期管理（PLM）、企業資源計劃（ERP）、制造執行系統（MES）等等。如果再進一步，西門子中國研究院的專家還會在工藝流程設計上提出建議，具體到設備自動化、精益生產布局、廠房布局等方面。

在項目實施過程中，西門子專家也會為客戶提供支持，包括供應商的評估，技術管理支持等。

2015年，趙雄飛的團隊為廈門建霖工業有限公司（建霖工業）完成了未來數字化工廠的規劃設計。成立于1989年的建霖工業是zui大的廚衛產品OEM企業，主營業務是為科勒等廚衛產品制造商做代工生產。

為了改變過去的勞動密集型模式，提高生產效率，建霖工業計劃在廈門新建一個大型廚衛產業園，集制造基地、物流中心和研發中心于一體。經過對建霖工業的實際調研，西門子團隊發現其在生產、管理等方面存在一系列問題，如生產周期長、庫存多、制造空間浪費、對人工依賴嚴重、產品標準化程度低、現場管理混亂。

西門子中國研究院為建霖工業規劃的數字化工廠全貌

對此，西門子在規劃框架報告中建議，建霖工業首先需要建立精益生產體系，并健全工廠信息化系統來管理生產，再利用自動化手段推進工藝和物流的改善，zui終建成綠色智能工廠。

比如在工廠信息化系統中，建霖工業需要升級當前的ERP系統，以解決對生產物流計劃支持較弱的問題，并且需要由現有的PDM（產品數據管理）模式上升到PLM的管理模式，以提升產品設計平臺的能力。在工廠層，它需要建立MES系統，實現生產執行、物流和質量控制的信息化。在自動化層，建霖工業需要搭建工業以太網，用于連接設備和MES系統，實現設備的互聯和車間的物聯網絡，同時采用大量*的自動化工藝，減少人工，提高工藝質量。

目前，建霖工業已經踏出了邁向“工業4.0”的*步，計劃實施西門子MES系統Simatic IT，以及基于工業以太網的現場總線標準Profinet。

除此之外，西門子中國研究院還為金達亞麻、中車集團青島四方、中建鋼構、華立集團等眾多企業提供了數字化工廠的評估、規劃和咨詢服務。

西門子中國研究院為金達亞麻規劃的數字化工廠的3D模型

人們通常會認為，在新建工廠時實施數字化理念是zui為理想的時機。但事實并非如此，不同行業的不同企業采取的路線不盡相同。

“我們的zui大優勢就在于能為企業量身定制的數字化方案，這要取決于企業所在行業的情況、產品類型、生產模式等等。”趙雄飛表示，“因此，每接觸一個客戶，我們都首先要成為它所在行業的工藝專家。這樣才能提出*的建議。”

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向機器人學習

在巴伐利亞州的一個小村莊，Mathias Hubrich正在制造旨在代替人類執行危險任務的遙控機器人?，F在，機器人也被用作教輔工具，因為西門子控制系統使之成為了學習自動化技術的理想教具。

Mathias Hubrich采用西門子軟件讓他的Forbot A4具備人工智能。

俗諺有云：“人不可貌相，海水不可斗量”。用這句話來形容巴伐利亞州南部城鎮Chieming-Hart，真是再合適不過了。這座有4715位居民的小鎮擁有一座教堂、一家酒館、幾排整潔的房屋，以及由一棟曾用于開辦銀行的建筑物改造而成的小倉庫和裝卸貨臺及數間辦公室。不過，這棟建筑物既不是倉庫也不是銀行。這個風景如畫的靜謐之所，在其樸實無華的外表之下，隱藏的竟是一座聽起來有些匪夷所思的機器人工廠。

樓前街上，人少車稀。在這里，Mathias Hubrich一手創建了這家名為Roboterwerk有限公司的機器人制造企業。一個夏日清晨，在一張因陋就簡的工作臺前，他正專心致志地在蘋果電腦上埋頭苦干。Hubrich和他公司的兩名工程師Arno Klüglein和Manuel Wentenschuh的家就在鎮上。此時，他倆正在樓內進行裝配和焊接工作。Hubrich說：“許多人都從慕尼黑搬到了郊外。”他很高興的是，這個地區不乏技能嫻熟的工人。

他拿起iPhone，隨著他的拇指劃過屏幕，一輛六輪車立即開始移動。它看起來有點像早期的火星探測器，只是少了那些精巧的上部結構。事實上，正是曾于1997年登陸火星的Sojourner探測器，激起了Hubrich從事機器人制造的興趣。當然，在地球上，控制機器人容易得多。從地球到火星，信號傳輸時間長達7分鐘，而裝卸貨臺前的這輛小車，則能隨著Hubrich每次劃動拇指而立即作出響應。這個機器人可以左轉右轉、前進后退，還能原地打轉。因其尺寸正好跟一張A4打印紙一樣大，而取名為“Forbot A4”，它可以立即執行每條指令。雖然小巧玲瓏，這輛車甚至能夠爬上山丘，并能暢通無阻地穿過茂密的草叢。

互聯網泡沫時期，時任一家互聯網公司*執行官的Hubrich開發了他的*批概念機器人Robopark和Roboplay。這些裝置瞄準的對象是想要通過互聯網控制真正的機器人的電子游戲玩家。Hubrich還打算將這些機器人用于公司活動。然而，這些計劃終成泡影，因為潛在投資者不愿涉足其中。相反，這些系統引起了方的注意。從2004年起，Roboterwerk公司便定期為方開展研究項目。Forbot A4是這些早期概念機器人的后代；其他大型機器人尚在車間裝配之中。其中一個機器人裝配一個用于連接旋轉刷和真空吸塵器吸嘴的底座。該機器人經專門設計，可在工廠通風井內自主行進，清除灰塵和油脂。試驗過程中拍攝的照片表明，該系統非常有效。經它清掃之后，積垢厚實的受試通風井煥然一新。

在Hubrich的會議室里，有一輛輪子上配備了電機、手柄上安裝了操縱桿的手推車。Hubrich說：“我們用這輛手推車來清掃圍場。”操作該系統時，農夫只要走到手推車旁，就能開動起來，沿途收拾馬糞。Hubrich指出，“這令該任務用時縮短了三分之一。”

未來，兼業務農市場有望成為Roboterwerk公司的主營市場之一。盡管牧場上草木蔥蘢，但當地許多農戶卻更愿意把奶牛圈養在牛棚里，因為這能減輕農活。正因如此，這種來自Chieming的自動駕駛手推車或許也能讓奶牛過得更加快樂。

數字化大腦。*Arno Klüglein揭開了一輛Forbot A4的蓋子。在將該機器人與其iPhone連接起來的無線局域網天線的下方，是一個*的鏈式傳動裝置、兩個充電電池組和一捆五顏六色的線纜。在所有這些組件的中間，是一個灰色的小盒子，上面印有西門子公司徽標。大多數線纜都匯接到這個小盒子上，它就是充當機器人“大腦”的可編程邏輯控制器（PLC）。它負責采集傳感器信號，如感應傳感器發射的信號，這些信號能讓機器人在工廠內沿著鋁條行進；或者激光掃描器發射的信號，這些信號旨在檢測機器人周圍是否存在障礙物。線纜的另一端連接電機。共有8條輸入線和10條輸出線。

必須對PLC進行精心編程，以確保機器人按規定要求動作。為此，Manuel Wentenschuh啟用了西門子的TIA博途（全集成自動化）平臺。該軟件允許工程師定義控制系統的行為。盡管該軟件配備一個用于輸入隱含程序代碼的可選窗口，但大多數指令能通過計算機鼠標操作，簡便地完成輸入和測試。該系統面向專業人士，但工程師僅需幾個小時培訓，就能開始創建簡單的指令序列。

1996年，西門子*發布TIA。2009年，西門子再度推出一個便捷的軟件環境，以及新的S7-1200控制系統——Forbot A4也使用了該控制系統。2010年，西門子推出TIA博途（全集成自動化）平臺，將過去彼此獨立的三個軟件模塊并入一個統一的用戶界面。這些模塊包括一個控制配置系統、一個用戶界面設計工具（目前也可支持觸屏操作）和一個驅動參數整定工具。

西門子工業自動化集團市場營銷Carsten Meier表示，“TIA博途有點像微軟辦公室軟件。雖然像Word和Excel這樣的應用程序執行的任務各不相同，但它們能相互協作，并且操作方式相同。”此外，TIA 博途采用涵蓋所有功能的單一用戶界面。這正是它被命名為“博途”的原因。它不僅在當時*先河，至今依然*。Meier說：“在我們的競爭對手中，沒有哪家能提供可與之媲美的平臺。”S7-1200和S7-1500的問世，確保先前的S7系列控制系統仍然有用武之地。西門子歷來重視保護客戶投資，因此，TIA博途還允許用戶對老舊硬件進行編程。

Mathias Hubrichzui近承接的項目是DRIEM2 （德語“確保移動操縱器*可靠”的首字母縮寫）。目前，Roboterwerk公司正在與慕尼黑工業大學和因戈爾施塔特應用科學大學合作，為德國研究部開發一個半自動化機器人。該機器人將被用于諸如測定污染物等安全應用。

Birgit Vogel-Heuser是慕尼黑工業大學（TUM）的自動化與信息系統學教授，她將該機器人的前身放在辦公室里。該裝置采用的是20世紀90年代的技術，操作起來很費勁。她說：“DRIEM2得到了大幅改進。”原來的機器人是用作掃雷器。Vogel-Heuser與Hubrich的相識正是始于該機器人，在Hubrich的引介下，Vogel-Heuser了解到來自Chieming-Hart的大型機器人和小巧的A4機器人。

教室里的機器人。Vogel-Heuser的會議室里有兩個Forbot A4機器人。其中一個依然沒有裝配上部結構，而另一個則配備了傳感器和執行器，能夠避免撞上障礙物或從桌邊跌落。然而，只有在其控制系統得到正確編程的情況下，該裝置才能做到這一點。從2013/2014年冬季學期開始，這個任務將由學生來完成。實習期間，學生必須訓練機器人，以完成特定任務，譬如，沿著一條波浪形線路行進。Vogel-Heuser表示，雖然采用樂高公司的Mindstorms機器人也能做到這一點，但這些系統不支持傳統控制技術。她說：“借助工業技術，我們的學生掌握了解決問題的方法。”

學生們還學會了對市場*西門子公司出品的控制系統進行編程。不僅慕尼黑工業大學的培訓機器人使用了這些系統，學生們畢業以后將在工作中用到的機器，也有80%以上使用了這些系統。甚至自動飲料售貨機也使用了這些系統。從一開始，學生就在使用TIA博途平臺，因為大多數企業都已經用它取代老式編程工具。

Vogel-Heuser任教院系的博士研究生Jens Folmer表示，大多數學生都能順利自如地使用TIA博途平臺。他開設了一門將Forbot A4機器人用于教學的課程。他說，一個困難在于，可編程控制裝置的工作原理是，實時系統采用時鐘周期，同時按規定時間間隔詢問傳感器。許多人都不習慣這一點，因為這種方式與許多計算機程序所用的過程式編程技術相互沖突。他說：“不過，我們的學生很快就領悟了其中的竅門。得益于這些機器人，他們在寓教于樂中掌握了相關知識。”

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西門子開發一款新軟件，將3D打印與傳統制造技術融為一體。利用NX Hybrid Additive Manufacturing軟件所開發的產品或工件，可以利用集銑、鏜、磨等減材工藝與3D打印等增材工藝于一體的“混合型機床”進行制造。

較之傳統的工件制造技術，作為增材制造技術的3D打印，可以打造更多的產品外形。集這兩種技術于一身的混合型機床，是一種相對較新的概念，開啟了全新的生產機遇。西門子NX Hybrid Additive Manufacturing是*適用于這類機床的程序之一。在意大利米蘭舉行的機床博覽會（EMO）上，通過德馬吉森精機提供的、集激光熔覆和多軸銑床于一體的混合型機床，西門子展示了該解決方案。

作為工業用戶，西門子*以來十分青睞增材制造技術，譬如，層層疊加金屬的激光熔覆技術。例如，利用該技術制造燃氣輪機燃燒頭所需時間zui多可縮短90%，因為可以直接將之“打印”到燃燒爐體上。采用類似方法，可以通過標準化批量方式來制造某種產品，然后再利用3D打印技術添加個別組件。

3D打印還可以制造全新外形，如蜂窩結構。過去實心結構的組件現在可以制成空心，從而能輕松減輕重量。如果在精度方面有很高要求，增材制造技術可以與傳統工藝相結合——混合型機床堪稱理想解決方案，它可以先利用增材制造技術，制作出工件，然后再進行高精度精加工。

增材與減材間的*銜接

就增材制造技術而言，制造設備要求截然不同的編程。譬如，打印頭的行進路徑與切割，，路徑大相徑庭。溫度是另一個關鍵控制參數。激光熔覆技術是將工作區加熱，并將金屬熔化覆蓋其上。打印頭施加熱量多少，取決于工件溫度。與上一道工序的間隔時間越長，工件冷卻越久，打印頭所需施加的功率越大。關于混合型機床的第三個要素是必須精心安排增材工序與減材工序之間的切換，譬如，需確保待完成的工件位于增材工序位置上，而不是在切割工位上。