# 大公司在青岛 # 西门子,升级青岛制造业

西门子将德国之外的首个智能制造创新中心设在了青岛,想要带领这座制造业大市跟上工业4.0的步伐。

2016年6月16日下午4点,30岁出头的丁枫斌正站在烈日下指挥着工人加紧赶工。此时距离这位青岛中德生态园工程师负责的被动房技术体验中心项目的展示日不足一个月了。
被动房(passive house),是一种近零能耗建筑技术体系,它通过技术将建筑的供暖需求降低到一定标准以下,使建筑摆脱传统的集中供热系统。更直接点说,一栋被动房对于外部的能耗需求趋近于零。最早的被动房1991年在德国建成,中国第一座获得认证的被动房是在上海世博会期间作为案例馆展示的“汉堡之家”。

丁枫斌所在的青岛市,是中国为数不多正在尝试建造被动房的城市—不仅如此,在中德生态园的这个体验中心开放后,生态园二期还将建成青岛第一批被动房公寓小区。

尽管出身建筑专业,也多年从事智能楼宇的项目,在2014年年底接到项目时,丁枫斌也并不太清楚如果要建一栋被动房,该如何把安保系统、新风系统、照明系统等结合到一起,因此他去拜访了西门子楼宇科技集团位于北京的总部办公室。
“当时在北京见到了楼宇智能化控制的那套系统,一下子没看懂。”丁枫斌回忆说,“后来想想,主要因为过去本地的业主和供应商都没有意识,所有的管控系统都是分开来设置的。”
青岛的中德生态园被动房技术体验中心最终向西门子定制了一套智能化节能解决方案。这套方案能同时实现房间的精细化管理和制冷系统管理,整体提高楼宇系统效能。
具体点说,如果配置了这样一套智能楼宇系统,被动房就可以针对每个区域的需求,根据室外天气情况、室内温度和湿度状况,以及是否存在人员等情况控制电动遮阳帘和调整照明系统状态,并控制暖通空调设备的运行模式。所有的控制都由系统自动完成,整栋大楼的物管工作只需要一个人就可以完成。
丁枫斌后来才知道,就在他去北京与西门子谈合作差不多的时间,青岛市正在和这家老牌德国企业谈一单更大的“生意”。2016年2月,西门子和青岛中德生态园签订了建设西门子(青岛)创新中心的合作协议,这是西门子在德国本土外设立的首家开展工业4.0应用的智能制造创新中心。
因为创新中心的合作,被动房项目得以更加顺利地开展。西门子创新中心所在的中德生态园,目前重点关注四大产业,被动房是其一。据中德生态园管委主任赵士玉介绍,中德生态园关注的其他产业还包括智能制造、基因研究和直升机生产。
没有哪个城市比青岛更适合谈论“智能制造”了。
从1990年代起,这里就有海尔、海信、青岛啤酒、双星、澳柯玛等数得上名号的制造企业。2015年,青岛规模以上工业企业的产值规模达到1.7万亿元,其中当地有28个工业集聚区的年产值突破了百亿元。
2015年,青岛市政府推出《青岛市“互联网+”发展规划(2015-2020)》,“企业需要依据自己的实际情况,在这样的规划中找到自己的定位,向着互联网方向去做,做了总比不做强。”青岛市经济和信息化委员会主任项阳青接受本地媒体采访时曾这样说。

根据规划,青岛要实现由制造业大市向互联网工业强市的战略转型,未来的制造业要具备3个鲜明特征—软件定义的智能工厂,数据驱动的先进制造和平台支撑的新型产业生态体系。

这个规划从一定程度上解释了为何西门子会选择青岛作为德国之外首个创新中心的落地点。“我们看重青岛的产业规划,西门子本身就要在智能制造、绿色交通、清洁能源等领域发力。”西门子(中国)有限公司副总裁、山东省总经理林泽波说,“在智能制造和工业互联网的规划上,青岛比其他城市领先。”林泽波21年前加入西门子,从2010年开始担任西门子山东省总经理。
去年10月15日,西门子大中华区首席执行官赫尔曼在青岛举办的首届世界互联网工业大会上发表演讲,“数字化确实正在影响经济生活的各个方面,它可以让特斯拉这样的企业去形成新兴的经济形式和经济公司,也会让传统企业比如海尔融入互联网。不过,这些都离不开生产制造。” 
西门子青岛创新中心就是在这样的背景下筹划的,但一直到赫尔曼参加世界互联网工业大会,西门子都尚未确定最终是否要将创新中心落户在青岛中德生态园—尽管这个转型经济开发区早在2010年就由中国商务部和德国经济部签署成立。
“业务部门和西门子中国研究院找了好几个城市,一波三折。”林泽波说。最终,西门子选择了制造业生产企业集中的青岛。
中德生态园所属的青岛西海岸新区是14个中国国家级新区之一。它包含了青岛黄岛区的全部行政区域,覆盖2121平方公里的陆地面积,占据了青岛1/5的面积,是上海浦东新区面积的两倍。蓝天和沙滩在这片开发区随处可见,按照当地人的说法,2014年新设立的西海岸新区有着比青岛主城区更好的海岸线。
“青岛市政府为西门子创新中心落户中德生态园提供了很好的条件。”林泽波对《第一财经周刊》说,“政府让我们自由选择办公位置,此外创新中心一成立就成了青岛实施智能制造转型的核心成员。”
在赵士玉看来,优惠政策并不是园区吸引西门子的关键原因。“我一直强调,青岛可以提供市场空间,青岛的产业基础很好,轮胎可以做、家电可以做,其他产业也都可以做。”赵士玉说,“这样就不仅仅是给一个企业提供解决方案,而是可以提供给一个行业。”他在2015年下半年多次与西门子(中国)有限公司高级副总裁、西门子中国研究院院长朱骁洵见面。
赵士玉想到吸引西门子来中德生态园源于更早一些时候的经历。
2014年10月10日,李克强总理访问德国,当天中德双方发表了《中德合作行动纲要:共塑创新》。赵士玉当时在现场,迅速读完了这份纲要的110个条目。“我们很快做了分析,哪些能做,哪些和我们没关系。工业4.0对青岛市的产业发展是个重要路径,中德生态园的重点产业之一也是智能制造,是一个产业体系。”他说。
在林泽波看来,赵士玉提到的青岛产业优势的确是西门子将创新中心最终选在这个城市的一个重要考量。
西门子在中国主要关注的4类企业—设备制造商、基础设施方、工业终端用户、系统集成商,这些在青岛本地都有对应的企业,比如中车四方、青岛港、海尔和软控股份就分别对应以上类别。“这4类企业最能把西门子的技术和产品发挥到极致。”林泽波说,“西门子可以根据客户的需求做定制化产品,尝试一些概念引领性的解决方案。”
另一方面,和这些本地企业的接触恰好可以让西门子更好地了解中国制造业。“工业4.0是德国提出的概念,但中国制造业的基础是不一样的。”西门子青岛创新中心负责人卓越说。“我们很想知道中国的工业4.0是怎样的,通过创新中心可以获得企业的一手资料,知道它们到底需要什么样的技术。”
青岛的管理者同样意识到了本地企业的需求。根据卓越的说法,最终吸引西门子在青岛建立创新中心的重要原因是“政府的支撑”。青岛市科学技术局、青岛市经济和信息化委员会在创新中心成立之前就邀请了当地有技术提升需求的企业,不定期举办西门子和这些企业的交流会。
“这是最大的支持。没有合作机会,创新中心就无法真正落地、开展工作。”卓越说,“青岛经信委提供了重点扶持升级的企业名单,它们非常有兴趣在青岛做成中国工业4.0的示范工厂。”


海尔在中德生态园投资了一个7亿元规模的海尔“工业4.0”滚筒洗衣机项目,由德国应用科学研究机构弗劳恩霍夫提供定制化4.0工厂解决方案,主要建设滚筒洗衣机模块化智能制造基地。除此之外,还有23家德国公司在中德生态园办公,超过60个项目在陆续开展。在这些德国企业中,有4家属于隐形冠军企业,即在其所在的细分领域做到市场份额最大的公司。
根据“隐形冠军”概念的提出者、德国管理学家赫尔曼·西蒙的统计,全球共有2700多家隐形冠军企业,其中一半以上在德国。赵士玉认为德国的隐形冠军企业是中德生态园可以“毫不犹豫”引进的公司,“这些企业没有持续的创新是活不下来的。而西门子在德国和这些隐形冠军企业密切相关,这样就可以提供一个产业的生态体系。”
从西门子创新中心前往西门子的青岛分公司,要驱车一小时,并经过目前全球最长的跨海大桥—胶州湾跨海大桥。位于中德生态园的西门子创新中心,目前有15名员工;而西门子青岛分公司的位置距离青岛地标五四广场不过5分钟车程,穿过颐中皇冠酒店的长廊,推开办公室的人,销售人员来来往往。
在林泽波看来,创新中心和青岛分公司面向的客户有所差异,“分公司做的更多是成熟产品的销售。创新中心则是与有一定创新点的客户合作,比较有前瞻性。”
对西门子(中国)有限公司华北大区工业销售青岛分公司区域高级销售经理王哲而言,过去八年和客户双星轮胎打交道的经历,恰好是从销售成熟产品转向销售创新系统的过程,而他的客户—青岛双星轮胎工业有限公司,也正是在这个过程中实现了从传统轮胎企业向工业4.0智能轮胎企业的转型。

西门子面向大多数工业客户销售的软件系统包括PLM(Product Lifecycle Management)和MES(Manufacturing Execution System),前者是产品生命周期管理软件,帮助企业对产品从创建到使用、维护到最终报废等全生命周期的产品数据信息管理。后者是制造企业从研发到投入生产过程的制造执行系统,为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理等管理模块的服务。
一开始双星向西门子购买的就是供生产线底层自动化使用的PLM软件。
正如大部分传统生产企业,双星轮胎工厂的生产流程当时还没有进入自动化管理。生产的管理需要依靠销售人员拿着一张纸质订单去各种部门签字—从管理层到最基层的生产线,等走到生产流程已经好几天甚至一周了。
轮胎行业是传统行业,山东又是中国最大的轮胎生产省份。根据山东省橡胶行业协会的数据,过去11年,山东的轮胎企业数量、产量、销售收入、利税、出口量连续位居国内首位。2015年全球轮胎75强排行榜中,山东有12家上榜,占中国内地上榜28家企业的43%。
在这份轮胎企业排行榜中,双星以8.28亿美元(约合55.5亿元人民币)的年销售额为位列全球第33名。
这个传统行业在中国面临的另一个问题是,国内还没有能够为20万元以上的中高档国际轿车品牌提供配套的内资轮胎企业。山东省的轿车子午胎主要用于替换市场,与米其林、普利司通等国际品牌相比,轮胎产品在质量、性能方面还存在一定差距。
如果定价没法改变,那至少要把废品率降低,让质量提高,这样轮胎成本降下来了,利润才有可能提高。这是柴永森在2013年中被任命为双星集团的董事长兼总经理时的想法。
柴永森曾在海尔集团担任副总裁,负责过手机等多项业务。就在柴永森就任当年,青岛市提出把老的国有企业凤凰涅槃,转型升级,老工厂搬迁和顺势改造。他也决定在这家老字号国企里推动改革。
2014年7月,青岛双星全资子公司青岛双星橡塑机械有限公司与德国的Harburg-Freudenberger机械有限公司在德国签署了全钢液压式双模轮胎定型硫化机合作协议。接下来的2015年5月,双星与西门子签署战略合作伙伴协议,双方合作成立轮胎行业的工业4.0创新中心,西门子为双星定制符合工业4.0标准的智能化生产方案,并通过双星董家口绿色轮胎智能化生产基地落地。


数字化工厂不但要重视人才的引进和培养,同时也需要有大规模的资金投入—这几乎贯穿了西门子所有涉及工业4.0合作的青岛公司。根据公开资料,柴永森规划和新建的这个双星绿色轮胎智能化生产示范基地总投资达到了45亿元。
这座新厂的一期计划将在今年年底落成,厂址位于黄岛区的西南角。2015年年初,柴永森接受采访时大致描绘了工厂的功能:“过去公司生产主要靠人工,而现在是加工智能化、制造智能化、企业互联化的运作模式,保证生产高效率,产品高质量。”
根据媒体报道,全长近900米、应用了大量工业机器人的卡客车轮胎全自动生产线投产以后,可使双星的产品质量达到全球中高端水平。通过标准化、模块化和智能化,双星的生产不良率可以降低80%以上;此外,工厂的劳动生产率将提高80%以上。
西门子创新中心在其中扮演的角色是顶层框架设计,也就是ERP系统、PLM系统、MES系统、实验室管理系统等等功能各异的系统如何为一个工厂协同工作。
“一个传统的轮胎工厂正在使用的不同系统软件至少有3种以上。”王哲说,“这些软件的单个或多个使用在国内很普遍,但数字化工厂与传统工厂最大的不同是,所有软件之间的数据都实现了打通,从产品研发设计到过程制造执行,再到车间底层自动化设备,各个系统之间实现了互联互通与信息交互。”
柴永森的想法是,未来实现用户层面的交互,用户在输入端填写自己希望的轮胎款式和颜色,数据能自动发送到PLM系统,订单的排产和下料都可以按计划进行,MES系统自动到ERP里面抓取订单和库存等数据,自动把订单拆解到每个生产线上。由于工具的使用,产品设计的周期也缩短,实现最终的按单生产和零库存。
2016年6月,由世界品牌实验室发布的“中国500最具价值品牌”中,双星以256.18亿元的品牌价值位列轮胎行业第一位。同时,双星在2016年拿下了国家智能制造试点示范项目。
某种程度上,涉及智能制造的合作最终能成功,大部分源于政策鼓励。2015年工信部公布入选的智能制造试点示范项目有46个,2016年这个数字是64个,但申报的企业数量远远超过这个数字,今年仅山东一省就有14家企业申报。
制造业升级和智能制造是多年来青岛这座城市持续关注的话题。这其中也包括青岛热电集团。在过去17年的时间里,这家公司先后3次采购了西门子的产品。


陈少美在1999年时担任青岛热电的生产安全部部长,当时她带领团队尝试使用了西门子的电动阀门。“用了这个系统之后就不需要人了,以前一个换热站要3个人,现在3个换热站1个人就可以了。”陈少美回忆说。
但在当时,要靠集团给6个分公司购买这套产品十分困难。据陈少美回忆,一个裸站的平均成本达到5万至9万元,其中阀门就要两三万元。“公司用了当时世界银行的一个贷款项目,分了3年还贷。”
电动阀门的控制原理是,温度控制系统采集市民家中的二次供水温度,由控制器计算出指令,电动阀门执行指令,将理想的温度送出去。早期的温度监控系统的曲线选了6个点,比较简单。2005年之后,这个控制系统增加了控制循环泵和补水泵的功能,还能传递热量表的数据。此外,检测的温度曲线节点也更丰富了。
为了减少三班倒的人力,陈少美当时的领导决定在整个热电系统里全面推广这套系统,“推这个事情当时特别难,我要一个一个地和员工说。”陈少美说。曾被评为全国劳模、今年刚刚退休的员工吴岱华,当时提出不愿意使用新产品。他对陈少美说,“我就是不相信这个东西,人是最靠谱的。我当然知道0度开几个阀门,1度要开几个阀门,这个东西能赶上我么?”但在使用了几次电动阀门后,吴岱华发现新产品的调节比人工操作更精确,反应更快捷,也就愿意接受了。
10年前,青岛热电的供热面积是2000多万平方米,现在这个数字是当时的3倍,差不多相当于青岛市的一半面积—但青岛热电的员工数量几乎没涨,“用了这套监控系统之后,我们不太需要招聘人了,肯定是解放了劳动力。”陈少美说。
2005年之后,西门子的监控系统还加了短信发布功能—当换电站内部如同一个“人体”运转时,工厂的运转也变得透明起来,一旦换电站内出现漏电问题,监控平台就能实现“举报”,报警信息发给一线的工作人员和站长。过去警报通常是值班的人看到水压低之后打电话处理,现在调度中心自动检测,30秒到1分钟就会将信息自动发出。
这套应急预案在2012年再次得到升级。


这一年的6月,青岛热电集团与西门子(中国)有限公司签署战略合作协议,加强在集中供热领域的合作,依靠软件升级,实现供热控制系统更精细化的管理。
每年11月15日到次年4月5日是青岛的供热季,在供热期间,青岛市民对不同小区的换热站有不同的要求:新房子保温性能好,供热温度不能太高;老房子保温性能差,要供得更暖和一点。“不同换热站的温度曲线都不一样。”青岛热电调度中心副主任王翔说。王翔所在的调度中心要负责全市的换热站调度,确保各调度分中心每天调控的换热站供热温度是合适的。
过去与西门子的合作,青岛热电的各个分中心已经陆续接入电动阀门硬件系统,它需要依靠软件升级,实现调度中心的无人值守—这个设想在去年已经实现。“报警功能非常强大,你看到的这些红橙黄条,通讯中断、网络不畅、二次压力过高都会报警。”王翔说。
“十二五”期间,青岛市实现节约能源的指标是1000万吨标准煤,其中青岛热电集团的节能指标是3.26万吨标准煤。新设备的使用将会提高青岛热电集团的节能减排能力,总能耗降低5%至10%。
2015年7月,青岛市发布了一份《青岛市互联网工业发展行动方案》,这个行动方案提到,到2020年,青岛要完成改造500个自动化生产线或数字化车间、建设50个智能工厂或互联工厂,以及培育5个云制造服务平台。
这是西门子在青岛的机会。目前,西门子正在中德生态园搭建一个智能制造创新及体验公共服务平台。这个平台将面向有兴趣做智能制造升级的企业,同时提供自动化解决方案的硬件和类似产品生命周期管理的软件。“如果企业暂时无法购买完整的系统,它们还可以在平台上开发新的应用。”林泽波介绍说。
这个500平方米核心展厅的服务平台即将在8月底建成,西门子的希望是,企业能把它当做实验室,带着各自的问题来,在这里自己尝试智能制造的新方案。

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