近日，西門子董事會主席、總裁兼首席執行官Roland Busch在該公司年度股東大會上展示了HD現代重工在船舶設計和運營中對“工業元宇宙（Industrial Metaverse）”技術的應用。

Roland Busch分享的視頻展示了HD現代重工設計船舶并對其進行實時模擬的過程。通過創建虛擬三維（3D）模型，造船廠可以對使用約700萬個零件的船舶進行360度細致檢查，從而提高設計的準確性。此外，只需單擊鼠標就可以模擬船舶在實際建造和運營中的狀態。通過在虛擬環境中進行仿真，可以提前識別并解決設計和生產過程中可能出現的問題，從而實現降本增效。

“工業元宇宙”技術由西門子和英偉達共同構建。通過將用于創建和管理數字孿生的西門子Xcelerator平臺和英偉達的實時三維協作和仿真平臺Omniverse集成，可為客戶提供融合兩家公司優勢的服務。例如，HD現代重工將利用西門子Xcelerator平臺的Teamcenter軟件設計船舶的數字孿生體，并通過英偉達Omniverse平臺進行仿真，從而實現與真實世界非常相似的視覺和物理測試。西門子Xcelerator平臺創建的數字孿生采用英偉達先進的人工智能（AI）和圖形處理單元（GPU）技術，由于人工智能模擬反映實際過程數據，因此具有很強的預測性。

據悉，英偉達還致力于與HD現代建立全行業的合作伙伴關系。在2024年3月舉行的GTC 2024大會上，英偉達展示了HD現代三湖重工的“液化天然氣運輸船3D模型渲染”作為Omniverse平臺的一個主要示例。

西門子與HD現代一直保持著密切的技術合作。2022年4月和2023年10月，HD現代與西門子相繼簽署“下一代設計平臺聯合開發協議”和“設計-生產一體化平臺聯合開發協議”，旨在共同開發數字化制造創新平臺。2024年7月，兩家公司在HD現代全球研發中心（GRC）舉行技術會議，審查了數字制造部署的情況。

據了解，HD現代集團旗下造船子公司于2021年起開始實施FOS項目，旨在利用數字技術提高造船效率和安全水平并轉型為智能船廠。

該項目分三個階段推進：第一階段到2023年，建成“可視化船廠”，目前已如期建成；第二階段到2026年，建成“互聯可預測的最優化工廠”，已從2024年著手推進；第三階段到2030年，轉型為“100%數字孿生智能自主運營船廠”，該階段將實時連接從船舶設計到生產的整個流程，并可以進行仿真驗證，減少不必要的流程延遲并降低庫存，通過物聯網技術和機器人最大限度減少人工干預并增強安全性。

FOS項目完成后，HD現代旗下船廠的生產率將提高30%、交船期縮短30%并實現資源零浪費。

據介紹，BHC項目涉及在加的斯灣的Navantia造船廠為西班牙海軍建造兩艘最先進的船舶。Navantia在該項目中集成西門子Xcelerator軟件有助于優化造船流程、提高工藝質量、降低成本以及縮短交付時間，并為造船業的效率和創新設定新標準。

西門子Xcelerator軟件是一套集成的數字組合，涵蓋船舶的整個生命周期：從初始概念、設計和仿真，到生產和調試，再到船舶運營和相關服務。

該軟件包括最先進的數字解決方案，如NX 設計軟件、用于生命周期管理的Teamcenter? 軟件、用于仿真和優化的Simcenter 軟件 ，以及用于造船廠流程的Tecnomatix? 產品組合。未來，西門子計劃集成其工業物聯網平臺Insights Hub，以實現實時數據收集和預測性維護，提高運營效率。

為確保成功應用這項先進技術，參與BHC項目的Navantia工程師和技術人員通過西門子的“船舶數字孿生計劃”接受了全面的培訓，使其能夠充分掌握利用數字造船工具的專業知識。

據悉，這項培訓計劃由西班牙海軍卓越中心（Cesena）開展，該中心是促進海軍領域創新的重要合作伙伴。Cesena計劃從2025年初開始提供船舶數字孿生課程，從而擴大其培訓計劃。這些課程將側重于先進的數字造船實踐，確保該行業始終處于技術創新的前沿。

此次會議旨在加強雙方在數字化制造創新領域的實踐和持續合作，會議期間，雙方回顧了已有合作項目的現狀并就未來戰略交換意見。

據悉，自2022年以來，HD現代與西門子保持著密切的技術合作，以期在2030年前實現“智能自主船廠”。該系列合作旨在將先進的數字技術融入造船流程，強調自動化、數據交換（Data Exchange）以及數字孿生（Digital Twins）在造船業的應用。

2022年4月和2023年10月，HD現代與西門子相繼簽署“下一代設計平臺聯合開發協議”和“設計-生產一體化平臺聯合開發協議”，其目的是共同開發數字化制造創新平臺。根據2023年的聯合開發協議，HD現代計劃創建一個數字化自動化生產系統，以實現在單一平臺上管理從船舶設計到生產的全部數據。該系統旨在減少因各流程之間數據脫節導致的低效率，并實現生產力創新。

目前，HD現代與西門子正在逐步擴大數字孿生領域的合作范圍。在今年3月舉行的GTC 2024大會期間，西門子和英偉達利用先進的圖形技術實時展示出HD現代的“數字船廠和液化天然氣運輸船”并引起廣泛關注，同時顯現出數字孿生（用于模擬、監控和優化的物理實體的虛擬版本）在革新造船業方面的潛力。

HD現代表示，到2025年，旗下造船子公司HD現代尾浦將引進各種機器人和自動化設備，目前正在與西門子共同進行虛擬工廠模擬和數據連接工作，以便進行預先驗證和效果分析。

近期，HD現代尾浦已成功完成“工廠模擬”，即模擬面板生產線的生產物流流程。到2024年年底，HD現代尾浦計劃建立一個“小型組裝部件自動焊接機器人系統”，該系統能夠利用先進的圖像處理（視覺）技術跟蹤焊接線軌跡并檢測部件變形。

此外，HD現代與西門子在會議期間回顧了已有合作項目，如HD現代尾浦的“小型裝配機器人模擬”和“面板生產線生產優化”以及HD現代三湖的“Siemens Marine Platform”和“基于工業元宇宙（Teamcenter X）的設計數據系統”等。這些項目是HD現代擴大數字孿生技術合作范圍廣泛戰略的一部分，對于創建智能船廠和提高生產效率至關重要。

HD現代相關人員表示：“公司將成為業內首家通過在單一平臺上管理從船舶設計到生產的全部數據來實現數字化制造創新的企業。公司將把合作范圍擴大到普通商船和艦艇以外的各個工業領域，以創造協同效應。”

HD現代與西門子的合作是實現智能自主造船廠的重要一步。這一愿景包括利用先進技術創建高度自動化和自我優化的造船設施，從而提高造船業的生產率、精度和安全性。

近日，HD現代集團造船業務中間控股公司HD韓國造船海洋及其造船子公司HD現代重工、現代尾浦造船、現代三湖重工與全球智能工程公司Siemens Digital Industries Software（西門子）在現代尾浦造船舉行了“海洋平臺技術委員會”。

此次會議內容包括概述HD現代和西門子目前正在推進的綜合設計生產平臺現狀，并分享該平臺的發展路線圖等未來戰略，來自HD韓國造船海洋、HD現代重工、現代尾浦造船、現代三湖重工以及西門子的30多名主要人員參加此次會議。

未來，HD現代和西門子將擴大合作范圍，以構建“行業元宇宙”，通過設計和生產流程的可視化以及提前模擬造船過程，旨在最大限度地提高造船業的設計和生產效率。

早在2022年4月和2023年10月，HD現代和西門子已分別簽署“下一代設計平臺聯合開發協議”和“設計-生產一體化平臺聯合開發協議”，其目的是共同開發數字化制造創新平臺。

根據去年簽訂的協議，HD現代計劃創建一個數字化自動化生產系統，以實現在單一平臺上管理從船舶設計到生產的全部數據。該系統旨在減少因各流程之間數據脫節導致的低效率，并實現生產力創新。到2025年底，HD現代計劃將鋼板成型機器人、面板焊接機器人等自動化設備引入現代尾浦造船的內部建造流程，并完成與設計相關聯的虛擬物理系統（CPS）建設，以實現內部流程的數字化自動化。隨后，生產自動化系統將與HD現代重工和現代三湖重工正在開發的下一代設計平臺集成，在單一平臺上管理從船舶設計到生產的全部數據。

此次會議期間，現代尾浦造船相關人員表示：“建立一體化的數字化生產系統，在單一平臺上管理從船舶設計到生產的所有數據，是未來造船業的核心競爭力。我們將通過平臺進步實現最完整的虛擬船廠，從而改變造船模式。”

西門子相關人員表示：“西門子將為HD現代帶來全球數字化轉型經驗，為造船設計和生產平臺的轉型提供支持。”

與此同時，HD現代旗下造船子公司正在推進始于2021年的造船未來戰略（Future of Shipyard，FOS），旨在利用數字技術提高造船效率和安全水平并轉型為智能船廠。

項目分三個階段推進：第一階段到2023年，已經如期建成“可視化船廠”；第二階段到2026年，建成“互聯可預測的最優化工廠”；第三階段到2030年，轉型為“100%數字孿生智能自主運營船廠”，該階段將實時連接從船舶設計到生產的整個流程，并可以進行仿真驗證，減少不必要的流程延遲并降低庫存，通過物聯網技術和機器人最大限度減少人工干預并增強安全性。

HD現代近日宣布，該集團旗下造船子公司已與西門子簽署業務協議，將在HD現代全球研發中心（GRC）共同開發設計和生產制造創新平臺。

根據協議，HD現代計劃創建一個數字化自動化生產系統，以實現在單一平臺上管理從船舶設計到生產的全部數據。該系統旨在減少因各流程之間數據脫節導致的低效率，并實現生產力創新。到2025年底，HD現代計劃將鋼板成型機器人、面板焊接機器人等自動化設備引入現代尾浦造船的內部建造流程，并完成與設計相關聯的虛擬物理系統（CPS）建設，以實現內部流程的數字化自動化。隨后，生產自動化系統將與HD現代重工和現代三湖重工正在開發的下一代設計平臺集成，在單一平臺上管理從船舶設計到生產的全部數據。

HD現代計劃通過該方式打造基于數字孿生的集成創新平臺，該平臺可應用于所有造船子公司。基于數字孿生的集成創新平臺成功面世后，將實現“造船業的良性循環”，通過分析從生產現場收集的數據以發現問題，并以此為基礎修改設計，預計此舉將提高船舶質量和流程效率。

HD現代有關人員表示：“該協議有助于推進智能船廠建設，基于智能船廠，造船全流程都能在最佳條件下實現自動化。公司將通過建設智能船廠來改變造船業的模式。”

現階段，HD現代重工正在實施造船未來戰略（Future of Shipyard，FOS）項目，旨在利用數字技術提高造船效率和安全水平，力爭在2030年之前轉型為智能船廠。FOS項目分三個階段推進：第一階段到2023年，建成“可視化船廠”；第二階段到2026年，建成“互聯可預測的最優化工廠”；第三階段到2030年，轉型為“100%數字孿生智能自主船廠”，該階段將實時連接從船舶設計到生產的整個流程，并可以進行仿真驗證，減少不必要的流程延遲并降低庫存，通過物聯網技術和機器人最大限度減少人工干預并增強安全性。

根據規劃，HD現代重工今年的主要任務是完成“可視化船廠”建設，并計劃在未來繼續擴展升級已經投入運營的數字孿生平臺“Twin FOS”。“Twin FOS”是一個虛擬船廠，作為第一階段的標志性成果，通過點擊數字地圖上的船舶，便可提供相關船舶的建造狀態和溫室氣體排放量等視覺信息，同時還能監測起重機、叉車等動力設備，通過迅速掌握和管理船廠情況，能夠大幅減少人工作業、重復作業等低效現象，通過數字化作業指導、物聯網（IoT）技術以及實時查看移動圖紙等，預計未來有望大幅提高生產效率。

FORAN是一款3D船舶設計軟件，是世界上應用最廣泛的大型船舶設計軟件之一，用戶包括全球100多家的設計公司和船廠。

收購將在2021年第四季度最終完成，Foran業務此后將被納入西門子近年來力推的Xcelerator平臺。

收購Foran后，西門子軟件將為造船行業提供一個全面的軟件和服務組合，涉及船舶生命周期的所有方面，包括設計、生產和運營，以及優化的服務生命周期管理。

西門子軟件希望支持船廠在設計和建造船舶時采用數字雙胞胎方法，并逐步過渡到船廠4.0。

24小時交貨時間

每1秒出一個產品

合格率99.9985%

管理30億的元器件

約1200員工

5公里地下元器件運輸帶

磁懸浮運輸帶

這家工廠，生產設備和電腦可以自主處理75%的工序，只有剩余1/4的工作需要人工完成。自建成以來，工廠的生產面積沒有擴張，員工數量也幾乎未變，產能卻提升了8倍，平均1秒即可生產一個產品。同時，產品質量合格率高達99.9985%，全球沒有任何一家同類工廠可以匹敵。

這是讓人目瞪口呆的西門子“未來工廠”，最目瞪口呆的是這工廠不是在未來，而是活在當下，在德國巴伐利亞邦東部的安貝格（Amberg），紐倫堡以東約60公里的維爾斯河（Vils）畔，當我還在陶醉在維爾斯河美景時，冷不防已到達門禁森嚴的德國工業4.0最佳示范單位。

所謂未來工廠，西門子的官方說法是數字化工廠，或者直接安貝格電子制造工廠（Electronic Works Amberg，簡稱EWA）。

這是我參加香港生產力促進局“德國工業4.0培訓及考察團”的重頭戲，去德國之前已知道中國與德國有很大差距，去之后確認差距真的很大，比我想象中還要大。

廠內嚴禁拍照，我們只能做“門外漢/女”





去靜電紙帶、白袍及參觀禁忌

默克爾解密西門子

到訪西門子，第一印象是門禁及管理，全程不許拍照錄影，手機不準取出來，連心臟起搏器都不準帶。都不許進廠之前每人獲發一條紙帶，要穿在鞋上帶走靜電。另外訪客都要穿上白袍，從s碼到5XL碼都有，來自中國的嬌小女士以至歐美壯男都能找到貼身的選擇。按規定，穿白袍的訪客都要由穿藍袍的西門子員工帶領，才能在廠內走動。

只有一個人例外，她就是德國總理默克爾（Angela Dorothea MERKEL），她在今年2月參觀EWA時，便穿上西門子員工的藍袍，官方其后發布了她參觀及講話的視頻，終于解密了這座神秘的未來工廠。讓我們跟隨默克爾的步伐，近距離欣賞這家歐洲最佳數字工廠。

EWA本身就是德國工業4.0的孩子，西門子根據2011年4月發表的報告，在原有的強大基礎下，打造這家超強未來工廠，并于2013年在中國四川成都開枝散葉，默克爾今年2月親臨EWA，對這項階段成果表示贊賞。視頻對話為德文，但不打緊，主要看現場及設備。

德國總理默克爾今年2月巡視西門子數字化工廠EWA。

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http://v.qq.com/page/w/s/x/w01673n5ksx.html

另一段視頻是西門子官方介紹數字化生產，廣告味略濃，但人家做得真的好，不妨認真看完，仔細研究。

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http://v.qq.com/page/s/9/v/s0167y3mr9v.html

真正工業4.0

西門子對工業4.0的定義，重點在于Cyber Physical System （CPS），即賽博物理系統。

這家明星工廠的閃光之處在于“機器控制機器的生產”，也就是端到端的數字化，這正是未來制造所要達到的目標。

這家工廠主要生產SIMATIC可編程邏輯控制器（PLC）及相關產品，打個比方說，這些東西類似電腦里的CPU。一般來說，一家汽車制造廠僅需使用50至100套SIMATIC控制系統，一個石油平臺只需使用5到20套。EWA則生產多達1000種的這類產品可被用于控制機械設備與工廠，從而實現生產過程的自動化。

而數字化帶來的，產品之間以及產品與機器設備之間的互通互聯使得生產路徑不斷優化，不斷提升生產效率。

在EWA，每條生產線上都運行著約1000 臺SIMATIC控制器。這些產品通過產品代碼控制它們自身的制造過程，它們可告知生產設備它們的要求是什么、下一步工序是什么。

產品可與生產設備通信，所有流程均已經實現了IT控制并進行了優化。工人在這里只需要做生產全過程1/4的工作，比如在生產之初，將印刷電路板安裝在生產線上，此后所有的工作均由機器自動控制完成。

即使是原料配送也全部實現了自動化與信息化。在安貝格工廠的地下倉庫里，物料安靜地等待著被運送到需要它們的生產線上，地下運輸帶長達5米。

當生產過程中需要某種物料時，屏幕上會有提示，工人會拿著掃描槍，在物料樣品上進行掃描，條碼信息傳輸到工廠的自動化倉庫之后，ERP系統發出的指令會讓自動化的物流系統去倉庫的指定位置取指定的物料，然后通過自動升降機，將物料傳送到生產線附近。

人，仍是不可或缺

高度的數字化和自動化提升了生產效率。不過，人依然不可或缺。

在生產車間中，時不時會看到工人在走動巡查。這家工廠依然有大約1200名員工，實行三班輪換制，每班大約有300-400名員工。他們會起身查看自己負責環節的進展，比如手工連接上某些原材料以及查看數據等。

由于工廠里的所有設備都已經聯網，可以實時交換數據，因此員工可以通過移動終端查看重要信息。而1000多臺掃描儀實時記錄所有生產步驟，記錄焊接溫度、貼片數據和測試結果等產品細節信息。而人最為重要的作用是提出改進意見。現在，員工提出的改進意見對年生產力增長的貢獻率達40%，剩余60% 源于基礎設施投資，包括購置新裝配線和用創新方法改造物流設備。

員工提改善意見還有獎金可拿，上個財政年度，公司便發放了220萬歐元的獎金給予提意見并獲采納的員工。

西門子廢品率一直在下降，從下圖看出，90/91年，每100萬件產品中有約560件廢品，而到13/14年，每100萬件產品僅有11.5件廢品。

從Big Data到Smart Data

西門子EWA每天處理的數據

1995年 > 5,000

2000年 > 50,000

2014年 > 50,000,000

未來工廠的核心便是將Big Data變成Smart Data，EWA主要透過數據挖掘、分析及管理層整合，以及分類主動推送給相關員工等多種手段，讓人員用好數據，這也是未來工廠仍要保留人的智慧的另一體現。

來源：三維創造（微信號：gh_a928e9471c08） 作者：羅綺萍，香港創意服務、三維創造國際董事總經理

2015年11月3日，西門子“DP3閉環數字實驗室”在中集海洋工程研究院揭牌，實現了西門子數字化技術與中集來福士深水平臺集成設計建造的相互融合和聯合研發。

西門子于2010年研究推出DP3閉環電力技術，也是全球第一個將此技術應用到實船并獲得船級社認證的公司。DP3閉環電力技術是基于增強型穩定性及高度自動化電力系統的設計，以及高級發電機保護系統的應用，在DP3模式下對不同的DP冗余組設備及整個平臺負荷實現閉環電力供應，可有效減少主機運行和維護時間，提高主機操作靈活性和燃油經濟性，減少溫室及有害氣體的排放。目前西門子DP3閉環電力技術已應用到6個實船項目。經實踐檢驗，此技術可降低11%油耗，減少35%氧化氮和20%二氧化碳排放，降低50%主機維修費用。

西門子“DP3閉環數字實驗室”在中集海洋工程研究院成立，是中集來福士與西門子戰略合作的升級。早在2012年8月，中集來福士與西門子簽訂戰略合作協議，雙方不斷在技術創新、研發合作、人員培訓、團隊建設等領域深化合作。DP動力定位是人類走向深海的核心技術，西門子DP3閉環電力技術已經在中集來福士交付的“中海油服興旺號”深水半潛式鉆井平臺，以及2座在建的D90超深水半潛式鉆井平臺上集成應用。此次揭牌的“DP3閉環數字實驗室”，實現了西門子技術平臺大數據與中集來福士深水平臺集成設計建造大數據互聯互通，通過數字化模擬，實驗室的動力管理系統持續實時顯示平臺油耗、成本、運營時間、排放等運營效率數據，并演示在各種模擬故障情況下，DP3閉環是如何響應的，船東和中集來福士工程師可通過互聯網視頻系統實時與西門子挪威技術中心的專家互動，并獲得技術支持。

該實驗室投入使用后，重點對在建項目和相關課題研發提供技術支持，提高閉環配電系統在深水裝備的實船應用，同時用于員工、客戶等培訓，可促進國際核心技術的本地化，推動我國海洋工程動力系統關鍵技術實現新突破。