2005年，許正忠在江蘇昆山投建的第一座齒輪工廠正式投產(chǎn)運營。2020年，大同齒輪啟動了二期智能化新工廠的建設(shè)。

和大多數(shù)企業(yè)主不同的是，許正忠當(dāng)時每天在辦公室除了關(guān)心具體業(yè)務(wù)，更多是思考工廠未來長期、可持續(xù)的發(fā)展問題。

許正忠說，“我們當(dāng)時在建廠時，考慮更多的不是如何滿足當(dāng)下需求，而是如何滿足未來長遠的需求。”

這樣的經(jīng)營理念，說起來容易，做起來卻并不簡單，尤其是在大家普遍都在追求利益最大化的商業(yè)世界里，如何兼顧長期投入，就成了所有企業(yè)不得不面對的一個頗具挑戰(zhàn)的選擇題。

不過，對于將工廠綠化面積做到了15%以上的許正忠來說，這道選擇題并不難做。

于是，當(dāng)2020年大同齒輪投建新工廠時，不僅引入了西門子PLC等產(chǎn)品來提升工廠自動化、數(shù)字化水平，還引入了碳足跡可信精算與追溯解決方案SiGREEN。

大同齒輪也成了西門子第一家用上SiGREEN的供應(yīng)商。

西門子的零碳先鋒計劃

在商業(yè)世界里，數(shù)字化、低碳化正在成為兩個衡量企業(yè)競爭力的重要指標(biāo)，尤其是在全球逐漸進入第四次工業(yè)革命時，這兩項指標(biāo)的權(quán)重變得越來越重要。

作為全球數(shù)字化領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，西門子顯然察覺到了這樣的變化，在不斷加強軟件技術(shù)投入、加大數(shù)字化技術(shù)研發(fā)力度的同時，也更加關(guān)注低碳化的產(chǎn)業(yè)需求和趨勢。

2021年6月，西門子面向全球發(fā)布了DEGREE戰(zhàn)略框架，明確了公司在環(huán)境、社會和治理（ESG）方面的六大重點領(lǐng)域，這其中，去碳化就赫然在列。

去碳化不像一項新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)那樣，可以集中人力、財力進行技術(shù)攻關(guān)，去碳化是一個事關(guān)人類生存、需要長期堅持執(zhí)行的計劃。

正因如此，我國在2020年9月明確提出了2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”的雙碳目標(biāo)。

針對去碳化，西門子也提出了自身的減碳目標(biāo)——2030年實現(xiàn)自身運營碳中和，供應(yīng)鏈碳排放減少20%，力爭2050年實現(xiàn)供應(yīng)鏈碳中和。

西門子的低碳決心在其全球第一座原生數(shù)字化工廠——西門子數(shù)控（南京）有限公司新工廠中得到了很好的體現(xiàn)。這座工廠在2022年6月正式投入運營。

我們是在2023年9月跟隨西門子“零碳先鋒兩周年”一行，一起探訪的這座原生數(shù)字化工廠。

什么是原生數(shù)字化工廠？

西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁、西門子大中華區(qū)數(shù)字化工業(yè)集團總經(jīng)理王海濱介紹稱，“SNC新工廠在工廠規(guī)劃、建設(shè)、投產(chǎn)的第一天，就在工業(yè)軟件的虛擬環(huán)境里進行了設(shè)計、仿真、驗證等，這在我們建設(shè)工廠的實踐中是一個前所未有的新做法，也是其被稱作原生數(shù)字化工廠的原因。”

正是通過這樣的數(shù)字孿生技術(shù)，SNC新工廠在仿真環(huán)境的設(shè)備設(shè)計、產(chǎn)線設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)了諸多設(shè)計缺陷，這些設(shè)計缺陷在設(shè)計環(huán)節(jié)經(jīng)過反復(fù)修改、驗證，從而在工廠動工前就完成了設(shè)計驗證，避免了工廠開建后的調(diào)整和更改。

西門子數(shù)控（南京）有限公司總經(jīng)理周郁榮對此進一步解釋稱，“在開始建工廠前，我們已經(jīng)在虛擬世界里模擬了若干遍，這樣在真實世界里就能更好地一開始就做對，‘一開始就做對’是精益生產(chǎn)的要求，也是最高效的。”

西門子SNC工廠建成后，已經(jīng)陸續(xù)接待了超過4000人次的訪問量，其中最吸引參觀者的正是這一工廠是如何將軟硬件結(jié)合起來的。

“從一開始的流程規(guī)劃和概念設(shè)計，到精細的產(chǎn)線、甚至每一個工位的設(shè)計，以及工廠基建，我們完全是用西門子自身軟硬件技術(shù)來實現(xiàn)的，來工廠參觀的客戶對這些都很感興趣。”

除此以外，在這座原生數(shù)字化工廠中，西門子如何實現(xiàn)的低碳化，是這些訪問者關(guān)心的另一個話題。

我們注意到，針對低碳化，西門子在這座工廠中引入了至少三個關(guān)鍵設(shè)計：

第一，引入可再生能源。

SNC工廠引入了太陽能作為工廠能源，如今，光伏發(fā)電為工廠提供了10%的用電量，預(yù)計二期建設(shè)完成后，光伏發(fā)電將能夠提供20%的工廠用電量。

第二，引入SiGREEN碳足跡可信精算與追溯解決方案。

西門子通過在軟件中設(shè)置設(shè)置監(jiān)控電表，電表通過與SiGREEN系統(tǒng)實時連接，將信息傳送到數(shù)據(jù)庫中，并通過ECX實時監(jiān)測整個工廠的用電情況。

通過上機圖我能夠看到整個工廠各個車間中每個設(shè)備的用電量，從而幫助西門子低碳化轉(zhuǎn)型提供決策依據(jù)。

第三，引入Smart ECX智慧能碳管理平臺。

Smart ECX智慧能碳管理平臺可以實時監(jiān)控組織碳排放，組織碳排放監(jiān)測更多是從節(jié)能降碳的角度來指導(dǎo)工廠有效地進行能源效率提升，直接和間接降低碳排放。

值得注意的是，SiGREEN碳足跡可信精算與追溯解決方案和Smart ECX智慧能碳管理平臺如今都已經(jīng)在西門子開放式數(shù)字商業(yè)平臺Xcelerator上線。

而通過這些關(guān)鍵技術(shù)的引入，以及一系列軟硬件和系統(tǒng)層面的優(yōu)化，西門子這座新工廠投產(chǎn)后，生產(chǎn)效率提升了20%，柔性生產(chǎn)能力提升了30%，產(chǎn)品上市時間縮短了20%，實現(xiàn)了每年減碳3300噸。

供應(yīng)鏈減碳難，供應(yīng)鏈難減碳

對于大型跨國企業(yè)，減碳不僅要自身減碳，還要兼顧被寫進GHG Protocol范圍三碳排放量統(tǒng)計中的供應(yīng)鏈減碳。

然而，供應(yīng)鏈減碳是所有企業(yè)面臨的一大行業(yè)難題。

為什么供應(yīng)鏈減碳這么難？

首先是為供應(yīng)鏈制定減碳目標(biāo)「難」。

西門子供應(yīng)鏈亞太區(qū)可持續(xù)發(fā)展經(jīng)理吉海嬌指出，西門子在中國有7000+供應(yīng)商，放眼全球更是有16萬家供應(yīng)商，這種情況下，為供應(yīng)商設(shè)定目標(biāo)是非常困難的。

其次是這樣的目標(biāo)下沉到供應(yīng)鏈「難」。

西門子中國供應(yīng)鏈成本價值工程團隊負責(zé)人兼供應(yīng)鏈物料釆購經(jīng)理王曉文以西門子2030年供應(yīng)鏈統(tǒng)一降碳20%的目標(biāo)為例分析稱：

“將20%的減碳目標(biāo)下沉到供應(yīng)鏈，如果一刀切，每個原材料都降30%，原材料占成本10%和原材料占成本90%，兩者降碳的能力是不一樣的，90%的降碳能力強于占10%的原材料，這就需要通過碳透明來建立不同維度的目標(biāo)。”

一邊是像西門子這樣的企業(yè)在供應(yīng)鏈上遇到的“減碳難”問題，另一邊，供應(yīng)鏈廠商也在因“難減碳”而焦急。

作為西門子電機齒輪這一關(guān)鍵零部件供應(yīng)商，同時也是西門子南京第一大機加工件材料供應(yīng)商，大同齒輪同樣遇到了“難減碳”的問題。

大同齒輪總經(jīng)理許正忠在接觸客戶時發(fā)現(xiàn)，“現(xiàn)在很多客戶，尤其歐洲客戶幾乎每一家都想供應(yīng)商減碳，我們以前就想做減碳，但是不知道具體怎么做，直到引入了西門子的低碳方案。”

許正忠提到的“西門子的低碳方案”，正是SiGREEN碳足跡可信精算與追溯解決方案。

2020年，大同齒輪二期智能化新工廠正式投建，這座新工廠不僅數(shù)字化程度更高，也引入了SiGREEN系統(tǒng)。

SiGREEN為大同齒輪帶來的一個最直接的好處是，可以實時掌握工廠中設(shè)備的實時碳排放量，讓整個工廠的碳排放變得透明。

通過工廠中各設(shè)備透明的碳排放統(tǒng)計，許正忠發(fā)現(xiàn)，整個工廠中耗電量最大的其實是不直接參與生產(chǎn)的空調(diào)，而在廠房中裝空調(diào)后來也被證實為并不是最優(yōu)解。

“因為空調(diào)沒辦法將熱氣送出，這造成空調(diào)實際上沒有起到制冷作用，后來我們除了在精密加工車間裝有空調(diào)外，其它車間通過節(jié)能風(fēng)扇+地下新風(fēng)系統(tǒng)進行制冷，同樣能起到很好的制冷效果。”

同樣是通過SiGREEN系統(tǒng)，許正忠發(fā)現(xiàn)空壓機是另一個碳排放大戶，通過對空壓機工作節(jié)拍的調(diào)節(jié)和優(yōu)化，進一步降低了工廠碳排放總量。

正是在導(dǎo)入SiGREEN系統(tǒng)后，設(shè)備碳排放的透明化和數(shù)據(jù)化，讓大同齒輪找到了工廠中的碳排放大戶，加快了導(dǎo)入改進方案推動工廠低碳化的決策速度。

對于許正忠而言，身為大同齒輪的經(jīng)營者和管理者，在看到這些數(shù)字并借助這些數(shù)據(jù)做出了更明確的決策后，也讓他有了繼續(xù)投入的信心。

為可口可樂“創(chuàng)收”4個億

坐落于浙江杭州的太古可口可樂，是另一家在低碳化上走得比較快的工廠。

2022年4月22日，浙江太古可口可樂與大唐電力浙江分公司達成合作，太古可口可樂從大唐電力購入5000萬千萬時綠電，由此，太古可口可樂實現(xiàn)了100%綠電，正式進入到了“低碳工廠”時代。

實際上，除了購入綠電，太古可口可樂也在通過數(shù)字化技術(shù)來節(jié)能減碳，例如，引入西門子制造信息系統(tǒng)MIS。

在太古可口可樂的裝瓶工廠中，一條產(chǎn)線上包含吹瓶、罐裝、旋蓋、貼標(biāo)、包裝、碼垛六大工序，如今，這樣一條產(chǎn)線全力運轉(zhuǎn)僅需配備6名工人。

這背后的關(guān)鍵正是MIS系統(tǒng)。

太古可口可樂是在2021年引入的西門子MIS系統(tǒng)，從前期的數(shù)據(jù)采集點位的部署，工廠專網(wǎng)的搭建，到工廠人員培訓(xùn)、設(shè)備推廣應(yīng)用，兩年時間里，太古可口可樂杭州工廠通過數(shù)字化升級，實現(xiàn)了39條生產(chǎn)線效率提升了4.15%。

4.15%的效率提升意味著什么？

太古可口可樂（中國）有限公司技術(shù)總監(jiān)駱超告訴我們，如果我們迅速將這樣的數(shù)字化經(jīng)驗復(fù)制到100條產(chǎn)線，4.15%的效率提升意味著我們可以減少4條價值1億元的產(chǎn)線。

令駱超記憶深刻的另一個點是：

在導(dǎo)入MIS系統(tǒng)之前，集團想要縱覽30家工廠的數(shù)據(jù)，由于當(dāng)時的數(shù)據(jù)是手工填寫并匯總的，一般都是每個月第三周的周三才能拿到上個月的所有能耗數(shù)據(jù)。

這時，分析這個數(shù)字只能作為未來工廠改進的參考，無法對當(dāng)下產(chǎn)生什么實際價值。

導(dǎo)入MIS系統(tǒng)后，某座工廠某條生產(chǎn)線上生產(chǎn)一瓶500毫升的可樂需要多少度電，現(xiàn)在1個小時就可以給出一個能耗數(shù)據(jù)。

“這個能耗數(shù)據(jù)的走勢如果是一條直線，則說明產(chǎn)線非常穩(wěn)定，如果出現(xiàn)了跳變，那就可以通過找到跳動部分背后的原因，短周期內(nèi)迅速解決，避免整條產(chǎn)線停工維護，這對工廠生產(chǎn)產(chǎn)生的價值是巨大的。”

也是在引入西門子MIS系統(tǒng)后，讓太古可口可口能夠更精準(zhǔn)地分析工廠中的用電大戶——高壓機。

在太古可口可樂工廠中，如今有同時在用四個品牌的高壓機，四個品牌的高壓機單位產(chǎn)汽量的耗能之間的差距高達30%，也就是說產(chǎn)生一個標(biāo)立方汽，四個品牌的高壓機用電量并不相同。

太古可口可樂工廠中配備了數(shù)百臺高壓機，高壓機能耗占工廠總能耗的15%，這自然是一個節(jié)能減碳時必須要考慮的問題。

駱超告訴我們，“通過現(xiàn)在呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)進行橫向?qū)Ρ�，未來我們做工廠改造或引入新設(shè)備時，直接選用能耗最好的高壓機，就能進一步節(jié)能減碳。”

實際上，通過MIS 1.0系統(tǒng)的集中部署，在過去兩年里，太古可口可樂全系統(tǒng)能耗降低了8%，平均每年節(jié)能5000萬度電。

與此同時，隨著MIS 2.0系統(tǒng)的升級，進一步擴展了能源管理，設(shè)備狀態(tài)維護、在線質(zhì)量等功能，駱超稱，“未來我們還有更多機會，進一步提升能效，并將生產(chǎn)過程中的碳排放量減下來。”

復(fù)制原生數(shù)字化工廠

如果說每個時代都有一個驅(qū)動引擎的話，當(dāng)下這個時代，就有兩個驅(qū)動引擎：

一曰數(shù)字化，二曰低碳化。

無論是追求企業(yè)業(yè)務(wù)升級，還是降本增效，這兩大引擎在每個企業(yè)中又有相輔相成的功效，這兩點在西門子的原生數(shù)字化工廠中也得到了集中體現(xiàn)。

在參觀西門子SNC工廠時，我們看到了整個工廠在虛擬世界里的數(shù)字孿生，看到了這座工程在規(guī)劃設(shè)計時的數(shù)字樣貌，也看到了一塊電路板的貼裝、生產(chǎn)、質(zhì)檢全流程。

身在在其中時，感觸最深的是數(shù)字化程度已經(jīng)如此之高，整個工廠已經(jīng)看不到什么工人，更多工程師是在辦公室或生產(chǎn)車間之外，進行著數(shù)字化排產(chǎn)、管控。

也是從這座工廠中，西門子生產(chǎn)出了第一臺碳中和電機。

有了這座原生數(shù)字化工廠的建設(shè)經(jīng)驗，王海濱稱，今后西門子在全球其他地方再建新工廠，一定會按照SNC工廠的建設(shè)經(jīng)驗和方法論去復(fù)制。

參觀過西門子SNC工廠的駱超也指出，“我們未來分別在昆山、河南、廣州新建的3座工廠，也會借鑒西門子建模的方式來進行工廠設(shè)計和優(yōu)化。”

原生數(shù)字化工廠正在成為當(dāng)下時代的潮流，接下來，數(shù)字化、低碳化也將重塑新一代企業(yè)的核心競爭力。

下一個十年，零碳工廠將成為企業(yè)生存根本，也將成為未來商業(yè)世界里最重要的一個齒輪。