工业4.0已经从去年开始，已经逐渐引起了大家的关注。在IT技术在消费领域全面爆发的大环境下，个性化的订制需求已经开始逐步成为消费者的需求，但个性化订制就意味着生产周期加长、成本的增加，如何能够满足新的消费需求，将是未来制造业企业面临的问题。而西门子提出的智能制造概念，将为制造业企业提供全面的工业4.0的解决方案，也为解决订制化生产所带来的各种问题提供了答案。但这仅仅是一个理念吗？为此，西门子专门建造了一个工业4.0的生产示范线，放置在西门子在北京总部的展示中心，这是全球第一条展示完整的工业4.0解决方案的示范线，供广大的行业内用户参观。

        该展示中心自开放之日起，到目前已经有将近两个月了，已经接待了来自德国总部、全国各个省市、地区的广大参观者3000多人，并且还有大量的参观者在已经在我们的网络平台上注册，预约参观。可以说，这条示范线已经是今年夏天在工控界最为火热的话题。因此，为了让不能来现场实地参观的朋友也能对工业4.0的解决方案有一个了解，这里我将带领大家来感受一下这条智能制造的示范线。

        企业的工业4.0的升级，将是企业从制造环节拓展到产品全生命周期的过程。未来的工业4.0的企业不仅仅要关注产品的制造阶段，而应该是一个具备从产品的设计、制造、交付、维修等各个环节都能够参与的全新的企业。因此，在工业4.0的示范线上，我们首先看到的是产品的研发中心（图1）。

图1 产品研发中心

        在研发中心，我们首先需要对接收到客户的订单按照用户的个性化需求进行产品的设计。例如，用户需要某个尺寸、某个颜色的产品，我们需要在研发中心进行外观、材质等设计。同时，借助于Teamcenter软件平台以及相关软件，根据这些设计数据，同时生成机床加工程序，并将程序下传至机床（图2）。

图2 设计环节，同时生成机床程序

        在这里，需要强调的是这个研发中心与其他设计中心的不同之处，同时也是工业4.0的一个特点，就是虚拟化技术与实际产线的结合。我们刚刚对产品的设计过程中，同时也就生成了产线上的控制程序，而对于生产的过程，其实也已经有了一个完整的规划，即生产该产品都需要哪些工艺段，每个工艺段应该如何进行工作。但在实际生产之前，在研发中心，其实是可以对这个流程进行仿真的，从而可以提前发现生产流程中的问题，提前进行处理，避免实际生产过程中出现错误或失误。这是工业4.0的研发中心与传统的产品设计中心最大的不同。例如，在本生产线的研发中心，我们就可以借助于Plant Simulation软件，对整个生产流程的进行软件仿真，此时一旦发现问题，可以提前进行修改，从而避免了在实际生产过程中可能出现的各种问题，降低了生产风险，减少了次品率，提高了产线效率。而模拟过程一旦通过，则实际产线将按照模拟过程进行实际的生产（图3）。

图3 产线的仿真

        同时，借助于PLC SIM Advance软件，我们也可以对设备的控制程序进行仿真（图4）。

图4 PLC程序的仿真

        通过 Teamcenter NX MCD软件，也可以对机床加工的程序进行仿真（图5）。

图5 对机床程序进行仿真验证

        这就是虚拟与现实结合的技术，我们称之为“数字化双胞胎”。有了这样的技术，我们可以虚拟出实际产线，对生产流程和控制程序提前进行验证，大大节省了产线设计的周期和投资。

        经过仿真，我们以及可以预先了解到产线生产的情况，接下来，我们就来到实际的产线，看看实际的产线生产过程。

        首先，是对订单的接收和处理单元。在这个工位，产线的MES软件将接收来自于研发中心的生产任务，并开始排产（图6），并由机器人自动上料（图7）。

图6 订单处理

图7 上料机器人

        之后，原料经过传送带进入加工工位。在加工工位，将有由两台机床对原料进行加工制造，生产零部件（图8）。别忘了，该机床程序可是刚才在研发中心根据设计参数直接生成并经过了仿真验证的！

图8 产品加工工位

        零部件制造出来，质量检验必不可少。质检工位，对刚才加工出来的零部件进行严格的质量检验（图9）。

图9 质量检验

        质量合格的零部件，可以打标签了，未来可以追溯（图10）。

图10 激光打标

        而不合格的产品，则不能进行打标签，怎么办？维修一下吧，进入维修工站（图11）。

图11 维修工站

        而合格的零部件则跨过维修工位，进入产品组装工位（图12）。

图12 产品组装工位

        而产品组装工位更有讲究，这里有两套完全相同的设备，根据产线订单的情况，可以实现一套或者两套设备工作的随时切换，既保证产线效率，又节省能源，展现了柔性化生产的优势！

        组装好的产品，经过包装，可以交付用户了，等等，我们扫一下刚才的标签，产品从订单、设计，到制作、交付，所有的信息都将被记录，有任何问题都可以追溯！

图13 产品交付

        好了，这就是我们的数字化产线的整个生产过程。大家可以看到，西门子不仅提出了智能制造、工业4.0的理念，同时还能提供全部的解决方案和产品，当然，除了硬件，西门子还提供所有的软件解决方案，包括MindSphere云平台，都将为未来广大的工业用户提供更广阔的应用平台！

        各位朋友，如果您还对具体的工业4.0以及西门子的产品和解决方案感兴趣的话，可以关注西门子的官方APP，登录我们的平台进行注册，亲身感受一下未来工业的最新的技术和前景吧！