文 / 巴九灵
“如果按照对传统工厂的印象去评判,它真的非常不像一家工厂。”
5月14日—5月15日,吴老师和近百位企业家学员再一次开启了标杆工厂走访之旅。而这一次,他们走进的是西门子成都数字化工厂(下称“成都工厂”)。参观不到二十分钟,一位企业家学员如是评价道。
成都工厂总面积3.53万平方米,其中生产区域有14000多平方米。生产楼与办公楼紧密相连,从办公楼五层的会议区边侧的楼梯出发,绕过几层台阶就能到达生产楼。
参访西门子成都工厂
在生产楼的建筑规划上,成都工厂建造之时就借鉴了德国西门子安贝格工厂生产区上楼的设计理念,建设了功能复合的四层厂房。
一层为传送带及生产辅助设施设备区域;二层为车间;三层、四层为生产用办公区。
除此之外,生产区域周边还设置有各种功能各异的房间,比如会议室、茶水间、咖啡室、休息室以及食堂。
在过去几年的工厂走访之旅中,西门子成都工厂始终是吴老师心心念念的参访之地。心心念念的理由有三点:
◎ 如果想要深入了解最先进的工厂,观察“工业4.0”概念的实际应用情况,这里无疑是全世界范围内一个非常优秀的样本。
◎ 在探访之前,吴老师对一项数据非常感兴趣:成立12年,西门子成都工厂通过数字化改造升级,使得生产效率提升了2.3倍,制造成本累计降低了近50%。那么是怎样的数字化生产促进了这项成就?
◎ 随着近两年人工智能的快速迭代和发展,AI如何赋能制造业已经成了一个关键话题。在这一问题上,西门子成都工厂作为世界级的顶尖工厂,能给出一个很好的答案和观察视角。因此在吴老师看来,即使在时间上与西门子相遇虽晚,但于时机而言却是适逢其时。
大巴停驻在工厂大门前,不远处是墙面顶部刻有“siemens”的大楼,人群走下大巴,一场工厂走访之旅正式开始。
数字化如何为效率加油?
在德国“工业4.0”战略与中国“制造2025”计划交汇的坐标系上,西门子始终是一个特殊的存在。
2013年,西门子成都工厂作为德国西门子安贝格工厂的“子厂”正式成立,是国内“工业4.0”的先行者。
次年,中国提出了“中国制造2025”。而作为两项战略的交点,成都工厂在过去十几年里也完成了两项颇有意义的宏观成就。
第一,成都工厂实现了从复刻安贝格母厂到协同合作、再到自主创新,最终形成反哺的转变。
2018年,西门子成都数字化工厂成功入选首批9家“全球数字化灯塔工厂”之一;2023年,工厂又荣获“可持续灯塔工厂”称号。与此同时,成都工厂也从安贝格的“子厂”,变成了与其并列而行的“姐妹厂”。
第二,西门子协助了中国40多个行业的超5万家企业搭建产业自动化、数字化系统。
例如,自2013年起,西门子就开始为蒙牛提供平台和自动化方案,帮助其打造“乳业4.0”;2014年帮助金达控股建造数字化工厂;2015年又协同娃哈哈、双星集团打造数字化生产线……
同时,作为一家企业,西门子在过去十几年里也始终保持着在产业数字化领域的标杆地位。在大约一个半小时的车间参观中,大家切身感受到了西门子成都工厂在生产、仓储、物流等全流程中的数字化、自动化应用。
参访西门子成都工厂
生产线上,投料、生产、组装、检查、运输以及仓储等一系列流程,几乎全由自动化设备承担。一条长达2000米的自动物流系统,能快速地将成品从组装完成的传送带运送到仓储间,整个过程仅需20分钟。
自动化流程极大地优化了人力配置。西门子成都工厂每天会混线生产高达8万件产品,平均每秒钟就要生产出一件产品,产品种类超过3500种。
然而,相比之下,2024年工厂的一线L1操作工人数量仅有大约150人。在生产线上,只有少数穿着蓝色工装的员工,他们的工作内容也并非直接组装产品,而是在屏幕、电脑等设备上发出指令、监控生产流程。
流程的自动化方便了数据自动采集与分析。据介绍,工厂每100秒会采集16万条数据自动传输到制造执行系统,一天产生的数据量相当于20万人口县城一天的手机流量。
站在生产车间边侧的走道,学员们站在一台悬挂在走道上方的巨大显示器前,听西门子员工讲解数据处理、讲解数据分析,越过走道的扶栏向下看,地面上是运作忙碌的自动化设备,它们排列整齐,生产有序。
AI将重塑产业智能化
2024年,吴老师参访完汉诺威工业博览会后曾表达过一个观点,他认为产业智能化在自动化、数字化上的竞争已经结束了。
过去参观的很多工厂,包括服装厂、冰箱厂、公交车厂、洗衣机厂和汽车制造企业等等,它们在自动化和数字化上的应用已经基本成熟。
而紧接其后的是一场新的革命,其核心是人工智能——AI将重塑产业智能化。这一观点也是此次走访西门子重要的观察方向之一。
2025年,西门子全球执行副总裁肖松在一条介绍西门子AI应用的视频中讲过这样一句话:“西门子未来的战略就是深度融合数字世界与现实世界,将想象力化为生产力。”
这一表述所对应的技术之一是“数字孪生”,它通过物联网、人工智能和大数据等技术手段,为物理实体创建一个能够实时动态更新的数字映射。
在距离成都工厂五公里外的西门子智能制造成都创新中心,吴老师亲身体验了这项技术。
他站在一排大屏幕前,戴上VR眼镜,瞬间就被带入了一个1:1真实复刻的车间三维模型空间。这些画面同步实时显示在大屏幕上,当他用手指轻捏、手臂微微移动时,屏幕中的机械臂也随之精准地运转和变化。
仅仅通过方寸之间的细微动作,就能实时反馈至虚拟世界,进而映射出实际生产中的相应变化与结果。
肖松同时还分享了西门子南京工厂利用“数字孪生”建设的案例:在动工之前,该厂已在数字领域完成了全流程的设计与调试。
工程师借助数字孪生技术,在虚拟环境中完成了厂房规划、产线布局以及系统测试等关键环节。待在数字世界中得出最优方案后,才将其实现于现实世界的建造中。
听完分享,吴老师回忆了去年年终秀上提到的案例:一个橱柜企业去美国建厂,他们将在江苏溧阳建好工厂再拆解迁移至美国达拉斯。
但依靠“数字孪生”技术,他们就可以直接进行数字化建模仿真,并不需要在实地建造完成后再拆解迁移。
讲到这里,他笑着表示,“有这样需求的企业一定要到西门子看一看。”
走进标杆工厂西门子站
吴老师分享
除了数字孪生技术,吴老师和学员们还在车间里近距离观察了AI在生产线上的应用。
比如AI视觉检测,大家围观了一位操作工的打包工作。车间的包装操作台分为两个部分,其中一部分是操作桌,在操作桌斜上方45度的位置安装了一个智能显示器,持续监测每个操作步骤。
一旦出现流程或步骤出错或缺失的情况,比如在包装过程中遗漏了说明书,屏幕上就会出现红色警示,只有当所有流程都合规完成后,操作台才会生成该产品的二维码。
当操作工将包装好的产品送上自动物流带时,吴老师感慨地说:“尽管此前通过资料对西门子的产业、技术有了不少了解,但要真正理解书面性的概念和讲述,还是得亲眼来看。比如,亲身体验了'数字孪生技术'的实际应用,才能理解它在生产线上的实际价值。看了包装流程,才能想象AI技术的应用场景。”
像机器一样工作的人都会被机器替代
参观完西门子的生产车间后,当天下午还设置了一个特别的环节——吴老师和肖松进行了一场时长半小时的对谈交流。
交流中,吴老师抛出了一个非常犀利但又值得深思的问题:“作为世界级工业4.0样板,西门子对中小型企业究竟有多少借鉴价值?”
肖松分享了西门子正在做的一些事情,他介绍了开放式数字商业平台西门子Xcelerator,平台上集成了西门子及第三方的数字化解决方案和产品,不仅能像商店一样为企业提供各种可选择的方案,还能作为一个共创平台,实现解决方案的共同创造。
西门子全球执行副总裁
肖松与吴老师
而现场的企业家朋友也给出了自己的回答。一位在成都办厂的学员坦言,西门子成都工厂作为世界级顶尖工厂,其在规模、资金、技术等众多方面的能力都是中国乃至全世界95%以上的企业和工厂所无法企及的。这就意味着,在学习西门子的过程中,每一位企业家都必须保持审慎的态度。
但她同时也感慨地说,这种在生产硬件方面的东西又是最容易学习的,只要满足相应的变量条件,谁都可以进行复制。而真正具有普惠价值以及长久价值的,是成都工厂的管理模式,以及在人与技术方面所秉持的先进观念。
西门子成都工厂的生产车间有一套数字化人才体系表,员工根据能力和职能定位被划分为五个级别,包括一级操作员工L1,二级、三级技术工L2、L3以及技术人员和工程师等。
一级操作工是会基本的工具操作应用的员工,而二三级技术工则能掌握数字化工具的使用、90%的设备与工艺复杂故障的处理。而在其他工厂中,二三级技术工的工作通常是技术人员和工程师的工作。
从2019年到2024年,成都工厂的总人数从300多人增长到了900多人,而L1级的操作工却由五年前的200人减少到了150人,在结构上,占比不足四分之一。而大量员工的定级在L2、L3 。
也就是说,过去五年一线操作工人员数量的减少,并非由于自动化和智能化机器对人的淘汰,而是人们对于机器的驾驭能力有了升级。
吴老师也随之指出说,过去很多次参观完工厂后,企业家朋友们都会问:人去哪里了?工厂怎么没有人了?但事实上并不是说人不重要了,而是什么样的人才会在人工智能时代被需要。
“未来像机器一样工作的人都将被机器替代,AI不会淘汰人,但会有人用AI淘汰你。”吴老师一字一句强调道。“创新能力是人工智能时代最重要的个人素养之一。”
这样的观点同样在西门子中落地为实践。生产楼内专门设立了一个Idea Works职工创新创客空间。这是一个向全体员工开放的创新试验场,室内摆放着各种智能化设备。
西门子成都工厂在生产线上的许多AI解决方案,最初都是在Idea Works进行实验验证,随后才被应用到实际生产流程中。任何员工一旦有创新想法,都可以在这个工作室里付诸实践,进行实验。
在鼓励创新的氛围中,西门子人有了一项颇为自傲的数据:成都工厂中上百个AI应用,其中90%都是由一线员工创造的。
在创客空间的一面墙壁上,列着费尔马的一句话:做出重大发明创造的年轻人,大多是敢于向千年不变的规则定律挑战的人,他们做出了大师们认为不可能的事情来,让世人大吃一惊。
指着这行话,吴老师分享了此行的最大感触:
大家普遍认为产业智能化、机器替代人会导致人消失,或者人变得越来越没用,但看完西门子工厂后会发现并非如此,人的作用反而会越来越大,尤其是人的创造性,以及年轻人在智能化工厂、未来人工智能领域的创造空间和贡献也会越来越大。
在中国制造业中,除了设备技术外,更重要的是“人的供应链”,即那些在制造业现场长期积累、形成对制造业能力深刻理解的年轻技师和工程师,这可能是其他国家所不具备的优势,人才才是中国制造业特别庞大的基础设施。
从白炽灯照明的生产车间走出,一座天桥通向西门子的办公楼,阳光穿过楼层斜照桥面,抬头向上看,有着一处隐藏的小彩蛋——走道天花板中心挂着两张并列小方幅,两张方幅上都写着一个“win”。其中一面代表西门子,另一面则代表每一个员工和个体。
“win-win”,是双赢,也是相互成就。
西门子工厂中的“小彩蛋”
这种相互成就在全球制造业的迭代中,又能概括西门子和中国制造的协同融合,正如吴老师在行程结束后总结的那样:西门子既是一个德国企业,也是一个中国企业,还是一个在不断发展创新的世界工厂。
这座脱胎于全球工业体系、成长于中国制造沃土、又反哺世界的顶级工厂,还在接力续写“AI工厂”浪潮中的“西门子答案”。