全球汽車產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷著一場深刻的變革，新能源汽車的崛起成為這場變革最鮮明的注腳。
7月10日，一份來自中國汽車工業(yè)協(xié)會(以下簡稱“中汽協(xié)”)的數(shù)據(jù)顯示，今年上半年汽車產(chǎn)銷分別為1562.1萬輛和1565.3萬輛，其中新能源汽車產(chǎn)銷量分別完成696.8萬輛和693.7萬輛，新能源汽車新車銷量達(dá)到汽車新車總銷量的44.3%，接近一半占比標(biāo)志著新能源汽車正在從“可選”變?yōu)?ldquo;必選”。
在這場爆發(fā)式增長的背后，是整個汽車行業(yè)的智造轉(zhuǎn)型和持續(xù)加劇的市場競爭，而西門子智造解決方案則為已然進(jìn)入“貼身肉搏”的車企們提供了一種智造加速和進(jìn)階的選擇。
遇阻：車企傳統(tǒng)生產(chǎn)模式難以為繼
近年來，車企面臨的壓力接踵而至。新能源車市場車型迭代加速，投資規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，單款車型成爆款難度陡增。同時，技術(shù)路線的不確定性帶來進(jìn)一步的困擾，從插電混動到純電，從充電到換電，每條路線都需要巨額研發(fā)與生產(chǎn)投入，而由此帶來的多車型共存也成為常態(tài)，燃油車、增程式、純電等多種品類需共線生產(chǎn)，對柔性制造能力提出極高要求。最后，供應(yīng)鏈重構(gòu)、付款周期壓力，以及傳統(tǒng)四大車間向壓鑄、電機(jī)等新車間的擴(kuò)展，更讓汽車制造的復(fù)雜度飆升。
面對這些挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)制造模式已應(yīng)接不暇。過去，在研發(fā)階段，一款新車從研發(fā)到量產(chǎn)往往需要5年，僅物理原型研發(fā)成本就可能高達(dá)5億;在投產(chǎn)階段，新建產(chǎn)線不僅投資巨大，現(xiàn)場調(diào)試時頻繁出現(xiàn)的機(jī)械干涉、PLC程序返工等問題，更讓投產(chǎn)周期一再拉長。國內(nèi)外建廠的差異更添難度——歐洲等地審批流程漫長，不同國家的建筑、消防標(biāo)準(zhǔn)各異，特斯拉柏林工廠的審批歷程就是典型例證，這些都讓車企的全球化布局舉步維艱。
破局：數(shù)字孿生展現(xiàn)“全流程效率革命”
在此背景下，以數(shù)字孿生為核心的智能制造技術(shù)成為破局關(guān)鍵。
西門子數(shù)字孿生通過融合虛擬與現(xiàn)實世界，在設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試全流程構(gòu)建虛擬原型與產(chǎn)線，實現(xiàn)離線開發(fā)與優(yōu)化，正為汽車智造按下“加速鍵”。作為行業(yè)領(lǐng)軍者，西門子的數(shù)字孿生解決方案已在全球多個案例中展現(xiàn)出強(qiáng)大效能。
越南VinFast的案例堪稱數(shù)字孿生的典范。這家原本無汽車生產(chǎn)經(jīng)驗的企業(yè)，在西門子全流程數(shù)字化方案支持下，將建廠周期從42個月壓縮至21個月，成功推出越南第一個自主乘用車品牌。核心在于數(shù)字孿生技術(shù)的深度應(yīng)用：產(chǎn)品設(shè)計階段生成虛擬原型，讓跨領(lǐng)域工程師在同一虛擬環(huán)境協(xié)作;產(chǎn)線建設(shè)階段將產(chǎn)線虛擬化，在虛擬環(huán)境完成自動化開發(fā)與調(diào)試，既規(guī)避了物理原型的高成本，又讓產(chǎn)線調(diào)試效率翻倍。
虛擬調(diào)試是數(shù)字孿生的重要應(yīng)用場景。傳統(tǒng)模式中，自動化工程師需長期駐場開發(fā)PLC程序，現(xiàn)場機(jī)械干涉常導(dǎo)致零部件重新設(shè)計，耗時耗力。而西門子Technomatix套件中的ProcessSimulate軟件，可導(dǎo)入所有機(jī)械設(shè)計3D模型，結(jié)合虛擬PLC進(jìn)行離線開發(fā)，提前完成80%～90%的PLC程序編寫。工程師能在虛擬環(huán)境驗證產(chǎn)線節(jié)拍、檢查機(jī)器人路徑、避免機(jī)械碰撞——國內(nèi)某外資電動車品牌上海工廠正是通過這項技術(shù)，實現(xiàn)了快速投產(chǎn)，大幅縮短現(xiàn)場調(diào)試時間。
進(jìn)階：柔性與標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)建智造“雙重引擎”
標(biāo)準(zhǔn)化是數(shù)字孿生發(fā)揮效能的基礎(chǔ)。西門子與大眾聯(lián)合開發(fā)的VASS標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋自動化硬件、軟件及人機(jī)界面，為大眾集團(tuán)旗下品牌構(gòu)建“積木式”系統(tǒng)。通過標(biāo)準(zhǔn)化的PLC、工業(yè)PC和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以及明確的零部件選型規(guī)范，大眾的產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集、預(yù)測性維護(hù)和MES系統(tǒng)對接效率顯著提升。針對國內(nèi)車企和新勢力，西門子2015年推出的SiCar自動化標(biāo)準(zhǔn)同樣表現(xiàn)亮眼，不僅提供標(biāo)準(zhǔn)化硬件和程序模板，還允許客戶二次開發(fā)形成自有標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)多家領(lǐng)先自主品牌和新勢力車企已采用這一方案。
在柔性生產(chǎn)領(lǐng)域，西門子解決方案同樣出色。保時捷為生產(chǎn)電動跑車Taycan，在德國祖文豪森老廠房改造時，受限于城市建筑高度，需將工序分布在不同樓層。西門子提供的FlexiLine柔性方案，用AGV小車替代傳統(tǒng)傳送帶，通過Plant Simulation軟件模擬所有小車任務(wù)，同步生產(chǎn)節(jié)拍并避免了環(huán)節(jié)沖突?；赑LC的AGV解決方案(SIMOVE)具有高度開放性，支持VDA5050標(biāo)準(zhǔn)，能調(diào)度其他品牌AGV，同時通過Profinet無線通訊和安全通訊保障生產(chǎn)安全。此外，EMS輸送系統(tǒng)可將車身傾斜±110度，進(jìn)一步優(yōu)化了人機(jī)工學(xué)，提升工人操作效率。保時捷相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“如果沒有數(shù)字化方案，這樣的場地限制下想完成改造簡直難以想象。”
藍(lán)圖：以全球化與可持續(xù)描繪未來圖景
上述這些解決方案的成效有目共睹——借助西門子智造解決方案中的虛擬調(diào)試，工程師成功將項目現(xiàn)場開發(fā)時間壓縮超50%，而標(biāo)準(zhǔn)化則讓產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集效率提升30%。此外，柔性產(chǎn)線則幫助汽車行業(yè)用戶實現(xiàn)了多車型混線切換，時間從數(shù)天縮至小時級。
對一線工程師而言，技術(shù)帶來的改變則更為直接：通過數(shù)字孿生可在辦公室完成離線開發(fā)，工程師可大幅減少現(xiàn)場駐場時間;標(biāo)準(zhǔn)化程序模板和開源控制邏輯讓參數(shù)修改、功能添加更簡單，無需依賴供應(yīng)商即可自主優(yōu)化。正如案例所呈現(xiàn)的，虛擬調(diào)試成功讓物流供應(yīng)商從“首個進(jìn)場、最后離場”的工作模式，轉(zhuǎn)變?yōu)樘崆巴瓿烧{(diào)試工作的靈活工作節(jié)奏。
在全球化布局中，西門子全球服務(wù)網(wǎng)絡(luò)幫助車企理解各地法規(guī)，西碳跡SiTANJI - 碳足跡生態(tài)解決方案可追蹤產(chǎn)品全生命周期碳排放，滿足歐洲碳關(guān)稅和電池護(hù)照要求，為新能源汽車出海提供有力支撐。
展望未來，汽車制造工廠將以標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化為基石，實現(xiàn)更柔性、更可持續(xù)的生產(chǎn)。數(shù)字孿生將貫穿研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)維全鏈路，從虛擬原型設(shè)計到產(chǎn)線全流程仿真，從全球產(chǎn)線協(xié)同到碳足跡管理，推動汽車智造進(jìn)入高效、靈活、綠色的新階段。在這場變革中，西門子正以數(shù)字孿生技術(shù)為核心，助力汽車企業(yè)應(yīng)對挑戰(zhàn)、搶占先機(jī)，讓汽車智造跑出前所未有的“加速度”。
（來源：西門子Xcelerator中國）
