陕西西门子总代理商将未来制造的愿景变为现实，以期在数字化的工业变革中尽早谋篇布局。
国内制造企业对于打造数字化工厂的热情从赵雄飞接到的咨询服务需求就可见一斑。这位西门子中国研究院的数字化工厂专家在2013年接到了大约5家企业关于筹建数字化工厂的咨询。2014年，这一数字增加到了10家左右，2015年更是上升到了几十家。
在迈向“工业4.0”的进程中，很多企业并非仅仅满足于数字化的远景规划。它们迫切需要的是将美好愿景变为现实的途径。
赵雄飞说：“企业家们并不是要一口吃成个胖子，而是想一步步发展，真正成为站在行业的巨人。”
条条道路通罗马
无论身处工业2.0还是3.0阶段，许多企业在怀揣数字化工厂梦想的却往往尚未形成清晰的思路。
这时，西门子便成为了那个重要的“梦想导师” — 结合其在制造业领域的专业知识和软硬件技术，为企业提供方位的数字化工厂解决方案。
赵雄飞的团队要做的便是从运营、研发等层面为企业提供顶层设计，帮助其完成数字化工厂的整体规划。根据企业的特点和需求，这一规划可以是面向1-3年的短期，也可以瞄准5-20年的中长期。
如果企业有需求，他们将和西门子业务集团的同事一起帮助客户进行业务流程和IT系统设计，包括产品生命周期管理（PLM）、企业资源计划（ERP）、制造执行系统（MES）等等。如果再西门子中国研究院的专家还会在工艺流程设计上提出建议，具体到设备自动化、精益生产布局、厂房布局等方面。
在项目实施过程中，西门子专家也会为客户提供支持，包括供应商的评估，技术管理支持等。
2015年，赵雄飞的团队为厦门建霖工业有限公司（建霖工业）完成了未来数字化工厂的规划设计。成立于1989年的建霖工业是厨卫产品OEM企业，主营业务是为科勒等厨卫产品制造商做代工生产。
为了改变过去的劳动密集型模式，提高生产效率，建霖工业计划在厦门新建一个大型厨卫产业园，集制造基地、物流中心和研发中心于一体。经过对建霖工业的实际调研，西门子团队发现其在生产、管理等方面存在一系列问题，如生产周期长、库存多、制造空间浪费、对人工依赖严重、产品标准化程度低、现场管理混乱。
西门子中国研究院为建霖工业规划的数字化工厂全貌
对此，西门子在规划框架报告中建议，建霖工业需要建立精益生产体系，并健全工厂信息化系统来管理生产，再利用自动化手段推进工艺和物流的改善，建成绿色智能工厂。
比如在工厂信息化系统中，建霖工业需要升级当前的ERP系统，以解决对生产物流计划支持较弱的问题，并且需要由现有的PDM（产品数据管理）模式上升到PLM的管理模式，以提升产品设计平台的能力。在工厂层，它需要建立MES系统，实现生产执行、物流和质量控制的信息化。在自动化层，建霖工业需要搭建工业以太网，用于连接设备和MES系统，实现设备的互联和车间的物联网络，采用大量先进的自动化工艺，减少人工，提高工艺质量。
目前，建霖工业已经踏出了迈向“工业4.0”的一步，计划实施西门子MES系统SimaticIT，以及基于工业以太网的现场总线标准Profinet。
西门子中国研究院还为金达亚麻、中车集团青岛四方、中建钢构、华立集团等众多企业提供了数字化工厂的评估、规划和咨询服务。
西门子中国研究院为金达亚麻规划的数字化工厂的3D模型
人们通常会认为，在新建工厂时实施数字化理念是理想的时机。但事实并非如此，不同行业的不同企业采取的路线不尽相同。
“我们的优势就在于能为企业量身定制适合的数字化方案，这要取决于企业所在行业的情况、产品类型、生产模式等等。”赵雄飞表示，“每接触一个客户，我们都要成为它所在行业的工艺专家。这样才能提出专业的建议。”
人才金贵
在被称为PPT（Process, People andTechnique）这三个构成数字化工厂的关键因素中，赵雄飞为看重，也为担心的是第二个P，即人员的因素。
“许多工厂的各级员工往往都不具备相应的技术和管理能力。技术可以购买，流程也可以规范，而人才的缺乏将是制约中国企业迈向‘工业4.0’的障碍。”赵雄飞说。
西门子中国研究院曾经在调查中发现，在许多工厂，各级人员都存在相关素质缺乏的问题。一线员工缺乏高精设备和自动化系统的熟练操作能力；中层管理人员对于生产系统自动化和数字化的转变需要更快地适应；而企业高层对于数字化工厂发展方向的重大决策能力仍有待提高。
为此，西门子在帮助企业实施数字化工厂项目时，会有研究院的专家和项目工程师进行为期数月乃至数年的驻厂培训。西门子与教育部合作，通过技术培训等活动培养了千余名工程学科的教师，并连续9年举办全国大学生“西门子杯”工业自动化挑战赛，为中国制造培养创新型工程人才。
从来看，对于高素质人才的需求以及相关培训的紧迫性同样存在。麦肯锡开展的“制造业的未来”的研究结果表明，到2020年，将会出现4000万高技能工人的潜在缺口。
智能机器可以自我学习，并取代人类的一部分工作，陕西西门子总代理商未来的数字化工厂决不会是无人工厂。人们将在设计、规划、监管等方面发挥更强的创造力。智能化的工厂将会批量生产高度个性化的产品，要能够以快速度调整生产线，这就要求员工能对联网的机器进行编程，还能解读复杂数据。
“工厂管理者如何有效利用从自动化设备采集上来的数据，并指导生产是未来工厂的关键所在。”赵雄飞解释说。
工业企业必须考虑偶尔发生的断电事故，老旧系统发生断电事故的频率更高。”Eckl对那些运行自有电厂的公司提出了宝贵建议。这些工厂的电网通常会盲目扩张，并且终由新旧混合设备和安全技术设备构成。
运行上述发电厂的公司都知道这一点，这些公司制定了一系列旨在削减电力负荷的策略，即以一种有针对性的方式临时关闭高能耗系统。这些系统包含并非*的机器设备、冷却装置与空调装置、电动机、熔炉、压缩机、泵机、照明系统等，其思路在于通过减少用电需求，解决电力供应短缺的问题。为此，工厂必须制备一份优先次序表，明确在特定环境条件下，哪些设备和机器将被关闭，以及在什么时间关闭。理想情况下，供电中断后，工厂应在不到一秒的时间立即停止运行，从而将系统不稳定导致电网彻底崩溃的可能性降至低限度。
以往，当一台发电机发生故障时，调度中心的技术人员将决定甩掉哪些负荷，这需要耗费太多时间，从而无法阻止灾难性事故的发生。后来开发的自动简易甩负系统，能够依照事先设定的方案，自动关闭特定用电区域。但问题是甩掉的用电负荷要么太多、要么太少。结果，工厂运行减慢，或者需要进行人工调整。
下一个重大进步涉及工业自动化系统，比如西门子的SIMATIC系统。目前，该系统的控制装置可统计电能输出量与需求量，并可依照预先制备的优先次序表自动甩掉部分负荷。其缺点在于该系统作为独立的能源自动化装置，有其自身的硬件、配线和维修要求，也就是说，它会增加系统的生命周期成本。
未来生活。考虑到上述种种情况，Eckl的团队开发出一套新的甩负系统（名为“网络与能源自动化系统”）。它是一套针对石油、天然气与钢铁行业而开发的解决方案，旨在解决电力生产与自动化控制彼此分离的问题。该系统将二者融为一体，共用一个减负与自动化信息通信网络，从而节约时间和金钱。
系统可为每一个负荷预先分配一个优先级。其控制装置不仅可对发电过程与电能需求进行不间断的监测，举例来说，当一台发电机将在数秒钟内关闭时，还可计算每过一秒需要甩掉哪些负荷。显然，优先级较低的负荷将被甩掉。该系统的软件始终延时运行数秒钟时间，以确保系统能够在足够短的时间内做出响应，从而防止电网失稳。
该系统只会在特定时刻准确甩掉为保持电网稳定性需要甩掉的负荷。Eckl指出：“该系统不会对每只灯泡进行调节。它只会甩掉数百千瓦乃至更高的“大”负荷。一般情况下，这类负荷包括短时间停运不会影响工厂运行的辅助设备，譬如采暖和空调系统。”
西门子系统的*之处在于，该系统将三种不同的方法融为一体。除上述基于功率的快速甩负方法外，该系统还使用基于频率的传统减负方法。后者在应当保持在50赫兹的交流频率开始过度波动时使用。在多种错误发生——比如两台或多台发电机发生故障——时，可能出现这种波动。在上述情况下，保护继电器将切断预先确定的备用负荷。问题在于采用这种方法甩掉的负荷要么太多、要么太少。这种方法只能作为在万不得已的情况下采取的下下之策。
第三种甩负方法是启用发电机备用容量，即在工厂需要时，马上让发电机输出更多电能。这些电能由正在工作并为电网供电的发电机提供。在并网用电负荷增加时，这可防止发生供不应求问题。
基于发电量和频率的甩负方法如果要真正凑效，必须以闪电般的速度完成。为此，西门子公司研发人员非常信任GOOSE（面向通用对象的变电站事件），它是IEC61850通讯标准的重要组成部分。这部自动化技术标准旨在保证能够通过玻璃纤维光缆向所有用电系统发出警报。要求甩负的事件一旦确定，所有用电系统都将收到相关通知，都能依照警报发出之前计算得出的甩负计划做出反应。相关信号多在70毫秒之内收到，速度之快足以在短时间内消除任何不稳定现象。
完全独立于公共电网，并且能够提供自身所需的全部电能的独立电网极为罕见。几乎所有拥有自备电厂和独立电网的大型工厂，仍然接驳公共电网，目的是能从公共电网获得更多电能，或将剩余电力输送给公共电网。设计自动甩负系统的目的是确保内部电网的稳定性。内部电网可弥补公共电网的供电不足，或在公共电网由于用电需求太大导致价格太贵的情况下提供内部所需的电能。
陕西西门子总代理商
虚拟发电厂。是否应当从更广泛的角度看待甩负技术和公共电网的关系，并将其与其他能源自动化技术相结合，是值得深入考虑的问题。一种方案是使用DEMS（西门子开发的分布式能源管理系统），该系统旨在优化虚拟发电厂——即将分布在不同地点的电厂以虚拟方式合为一体——的运行。Eckl及其同事正在开发一系列旨在提高经济效率的解决方案，从而优化与引入、自发和输出电力相关的成本。得出的结果可被用于制定内部发电机运行计划。
目前有两家工厂——一家位于萨迪亚特岛（阿拉伯联合酋长国阿布杜比的一个旅游小岛）、另一家是位于土耳其的炼油厂，已安装采用快速GOOSE告警装置的自动甩负系统，它们已成功通过相关试验。由于GOOSE是一个性通信标准，这种甩负系统未来的应用前景相当光明，它们适合于现有电网与新建电网。Eckl表示：“越来越多的工业用户需要更可靠的电力供应，我们预计，未来会有更多客户需要我们的系统。”