西门子RS485电缆（2芯）6XV1830-0EH10

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发动创意引擎

制造的起点日益从工厂走向计算机。不论是数以千计的爱好者在“共同创造”环境中设计的崭新跑车，还是生产线上的汽车中的大多数创新背后的数百万条代码的组织，都离不开软件的作用。

就像从宙斯的前额蹦出来的雅典娜一样，Rally Fighter是从Jovian的脑袋里冒出来的。事实上，不同于世界上任何其他车辆，Fighter——一辆装配6.2升发动机、输出功率高达430马力的超级跑车，是成百上千人的智慧结晶。他们的活动场所是虚拟世界。他们的目标是将*跑车理想变成价格适宜的现实。

Rally Fighter是数以千计的爱好者在一个遍及的共同创造环境中并肩努力的结晶。

坐落于亚利桑那州凤凰城南郊沙漠地带的Local Motors（简称“LM”），是一家迅速发展的初创企业。在其外形酷似吊架的总部大厦前方，停放着Local Motors制造的*辆“团体设计”汽车Rally Fighter。在这个Local Motors称之为“共同创造”——亦被称为“众包”——的团体设计流程中，广大爱好者可以利用计算机辅助设计（CAD）软件，*地发挥其聪明才智。在Local Motors内部一支工程师和设计师团队的妥善管理下，在获奖设计将赢得现金奖励的激励下，参与者既可以单独工作，也可以结成彼此竞争的团队，专注于专业子项目。总而言之，这个流程能大大加快复杂系统的设计和开发进程。

制胜秘诀。由于Local Motors能够如此快速高效地将创意转化为工业产品，美国*办公室下属的高级研究计划署（DARPA）与这家成立不到六年的企业签订了一份合同。

Local Motors开发Rally Fighter的方式令DARPA大为折服，于是要求这家年轻的企业证明，团体设计是否可用于开发真正价格适宜的轻型军运输车辆。Local Motors制造出了XC2V，*辆源自群众智慧的战斗支援车辆。Local Motors的总裁兼*执行官暨联合创始人John B. Rogers表示，“我们不仅向DARPA表明，该项目能够在预算内按期完成，而且我们向他们提供一个流程，允许他们一次又一次地复制这样的成功。”这辆车目前正在接受试验。

然而，在共同创造环境中设计一个基于CAD的部件，与在一家所有人都使用同一软件的企业内部这样做，有着天壤之别。譬如，大约300人参与了Local Motors不久前为德国一家大型汽车制造商完成的一个项目，他们使用五花八门的CAD系统和文件格式。Local Motors的工程师网络Alex Fiechter指出，“在每个部件的开发过程中，这些人需要彼此交流，也需要与我们交流，以获取反馈信息。”为了让这一过程顺利进行，Local Motors求助于西门子PLM软件公司及其Solid Edge CAD平台。他说：“这款软件能够干净利落地导入许多不同格式的文件，这是一个*的能力。就团队工作而言，它比任何其他竞争产品都更加灵活。”

当某个团体敲定某个部件的设计之后，设计将被下载到Local Motors的高压水射流机中，这是一台自动化高速原型制作机器，仅采用高压水和研磨剂，即可从一块厚达9英寸的钢铁中切割出部件。Fiechter解释道，“从创意到现实，你只需要一个保存在U盘中的CAD设计。然后，即可将该部件安装到原型车辆上进行现场试验。”

为了向Local Motors的普通用户提供价格适宜的CAD平台，西门子开发了一个名为“Design1”的Solid Edge版本，从根本上弥合了功能有限的免费或低成本CAD解决方案与价格不菲的全功能商用解决方案之间的差距。西门子PLM软件公司高级副总裁兼主流工程软件业务总Karsten Newbury表示，“Solid Edge Design1是一款专为世界各地参与Local Motors合作设计团体的爱好者打造的*的CAD解决方案。”公司*执行官Rogers补充道，“譬如，Design1允许Local Motors的成员发布设计，甚至缩略图，同时也允许其他用户通过浏览器调看三维图形，测量尺寸，发表评论。所以，它是一个非常重要的共同创造工具。”他接着道，“此外，Design1的一个重要特点是，相对于非用户之间的合作，任何下载该工具的用户都能与使用截然不同的CAD软件的其他人展开更好的合作。”

Local Motors在团体设计方面的经验，是不是意味着不仅初创企业有机会大展拳脚，而且大型制造商也能借机挖掘新的潜力？Newbury说：“我认为，共同创造模式为进一步充分利用现有资源，提高能力、加快进度创造了条件，同时也为提高产品定制度开启了一扇机会之门。DARPA就是一个很好的例子。他们想要提高效率。美国政府开发一辆新车的成本动辄高达数十亿美元。但Local Motors仅以低廉的费用，在4到6个月的时间内就设计出一辆新车。因此，我认为这表明共同创造模式为加快创新和催生创意开辟了一片更为广阔的天地，并且做到所有这一切并不需要扩大工程团队规模。”

福特：车轮上的软件。如果说像Local Motors这样的初创企业有什么优越之处，那就是它们是一张可以自由挥洒的白纸。相反，大型制造商不论多么富于创新精神，都背负着现有系统的重担。但福特汽车公司的管理层发现了以更加明智、更加快速、更加经济并且更具个性化的方式制造和检修汽车的关键。这个关键就叫做“软件”，如今，软件正日益成为制造活动的起点。

西门子PLM软件公司汽车工业战略副总裁Stefan Jockusch博士透露，“当今汽车的各种吸引力的特性中，有60%是在软件中实现的，而70%左右的问题和召回都可以追究到某种软件不兼容问题。”

当今汽车的各种吸引力的特性中，有60%是在软件中实现的，而70%左右的问题可以追究到软件

如今，不论是在Local Motors手工制造，还是在大型制造商的自动化工厂生产，所有汽车都是利用软件设计出来的。

事实上，正如福特汽车公司的软件与控制系统工程部高级技术主管Chris Davey所指出的那样，福特公司目前生产的许多汽车都配备了50到70颗单片机，它们运行着超过1,500万条代码，控制着大约5万项功能需求，这些功能从推进和事故预防，到休闲娱乐和导航，不一而足。

鉴于软件对制成产品的经济意义与日俱增，以及由此引发的复杂度急剧提高，福特汽车已经与西门子密切合作实现了“车内软件（IVS）” 管理系统——一个用于管理其所有汽车软件和硬件的信息平台。 借助西门子的Teamcenter——使用zui广泛的产品生命周期管理（PLM）系统，福特公司现在也利用同一个数据库来开展一切经营活动，从内部和供应商开发，到生产和检修，不胜枚举。

Davey说：“在生产环境中，IVS将追踪已经安装的硬件以及有关软件，确保二者精确匹配。”这些信息带来了可观的经济效益。不仅避免了缺陷和不*，而且当涉及检修、软件更新，特别是，关于软件版本的详尽信息时，有时候这些信息可以避免花费高昂成本更换电子控制装置（ECU）。归功于基于Teamcenter的IVS，福特公司的经销商现在可以为每辆汽车下载其真正需要的软件更新版本，从而节省资源，加快服务速度，降低引发新问题的风险。

仅在北美地区，这种“瞬间重新编程”能力就为福特公司节省了大笔费用。Davey说：“起初我们以为每年能节省100到500万美元。没想到的是，短短三年之内，我们已经避免更换价值超过一亿美元的模块。”

软件重复使用是另一个关键问题。譬如，在车辆开发过程中，通常要为一系列车载系统定义和优化大约5,000到7,000个运行参数。Teamcenter可以在一个统一的数据库内管理所有这些数据。这可避免重复劳动，促进软件的*使用（和重复使用）。对于要求多个模块——如制动器和油门调节器——通过车载网络相互通信的分布式功能如自适应车速控制，这一点大有裨益。Davey补充道，“我们认为，软件重复使用是汽车工业取得进一步发展的重大契机之一。Teamcenter解决方案允许我们*重复使用软件组件，而不必进行任何更改。”

随着软件逐渐成为汽车能否取得差异化优势的关键因素，其生命周期——就像智能手机和其他电子设备的生命周期一样——将变得越来越短。Davey说：“我们必须能够管理短至6到9个月的消费电子产品生命周期，还要能够管理通常为两到三年的汽车生命周期。”

所有这一切都在推动汽车行业朝着实现软硬件彼此关联的数据库这一目标，迈出了重要一步，尽管归咎于历史原因造成现有系统与当前系统之间的不兼容，这个愿景要在多年后才会变成现实。Jockusch说：“福特公司是为数不多的几家已在产品数据管理环境中开发、分配和追踪所有软件的企业之一。他们已经步入zui终统一数据库的正轨，正在逐步接近在车辆投产之前，*在虚拟世界中完成制造和试验的目标。这是让事情变得更加简单的*途径，哪怕我们所生产的产品正变得日益复杂。”

制造业的飞跃

廉价劳动力不再是中国的主要优势。中国已开始转变经济发展方式，曾经的“世界工厂”今非昔比，现如今中国生产着复杂的产品，而其生产过程则需要*的自动化和信息管理解决方案。

中国已一跃成为*二大经济体。同时很多迹象表明，2020年之前，中国将赶超美国，成为世界zui大的经济体。在这场宏大的经济转型的初期阶段，中国zui大的优势是仿佛*的劳动力资源，正是这种丰富的人力资源使中国被冠以“世界工厂”之称。不过初期改革的成功开创了新形势。富裕起来的中国很快将不再满足于在价值链的低端徘徊。

早在2001年，广东省政府便开始实施激励技术密集型企业的结构性改革计划。这项改革带动当地工资水平快速上升。举例而言，深圳的产业工人平均月工资约为320美元。相比之下，柬埔寨当前的法定zui低工资标准只有50美元。这种发展所带来的结果是劳动密集型行业正撤出广东，甚至撤出中国。如今球鞋和T恤衫的产地已逐步从珠三角地区转移至孟加拉、越南或柬埔寨。与此同时，中国的生产重心开始向更为复杂的产品转移，例如高速列车、电脑、机械和汽车等。在这些领域，廉价劳动力不再是。真正让中国获得竞争力的是高效的流程、专业技术和组织管理能力。中国的汽车行业就是一个很好的例子。

越来越多的中国汽车制造商开始采用西门子的解决方案，包括奇瑞和吉利，其目的是优化生产过程。

“汽车研发是一个极其复杂的过程。”西门子工业软件（上海）有限公司的高级业务顾问周克虎说，“一方面，它需要多个职能团队的通力合作。另一方面，所有这些团队还要处理大量的数据。所以可想而知，单是协调数量众多的数据就不是件轻松的事。”为避免沟通不力，确保生产过程的顺畅运行，工程团队不仅要管理团队内的数据，还必须时刻掌握生产部门和质量控制团队的工作进展。

西门子实现产品生命周期管理（PLM）的软件解决方案，帮助工业企业解决上述难题。PLM汇集从初稿到详细设计过程、再到实际生产的所有相关信息。因此，企业可以通过PLM收集的此类数据来优化设计和生产过程。

在汽车行业的应用中，PLM能够使设计更加成熟，促进质量管理的显著改善。因此，中国的*汽车制造商和供应商很早以前就根据PLM的需求，调整他们的产品开发和生产计划。

奇瑞汽车有限公司就是一个例子。该公司去年的产量约为67万辆，其中约有17万辆销往国外。这也使奇瑞成为中国汽车出口的。与其他所有中国汽车制造企业一样，奇瑞的发展历史并不长。该公司成立于1997年，自2003年以来，一直采用西门子的PLM解决方案。

在奇瑞采用的多种PLM工具中，zui重要的工具之一是Tecnomatix。从过程定义和规划到模拟和实际生产，Tecnomatix把制造和产品研发紧密在一起。奇瑞利用PLM的这一工具进行尺寸分析。“尺寸分析在车身设计中具有重要作用。” 奇瑞汽车股份有限公司规划设计一院工艺技术部部长吴世强表示，“通过尺寸分析，我们在车身设计的早期阶段就能确定设计结构和生产方法是否符合技术规范。所以我们可以及早制定解决方案来优化这些因素。”

西门子的Tecnomatix软件还有一个重要组件，叫做差异分析，即VSA。VSA也是一种尺寸分析，它在计算机生成的三维模型的辅助下模拟生产工艺。VSA的设计用途是在执行实际生产之前洞察生产工艺中的薄弱点。比如，奇瑞曾利用VSA查出某车型头灯生产中的问题，仅仅是这一次软件诊断就为奇瑞挽回了近15万美元的损失。“当然，这种诊断还避免了生产的延误。”吴世强指出。

在选择西门子的Tecnomatix之前，奇瑞曾考察过很多软件解决方案。“zui打动我们的是Tecnomatix的多功能性。”吴世强介绍道。奇瑞考虑的其他重要因素还有西门子在该软件领域的..地位、*的客户服务、在该领域的丰富经验，以及西门子与世界各地..汽车制造商的*合作。“鉴于上述原因，我们zui终选择了西门子。”吴世强说。其他很多汽车制造商和供应商做出了同样的选择。因此，西门子成为中国汽车业zui大的PLM解决方案供应商。根据独立的PLM咨询公司CIMdata的数据，2011年，西门子在中国拥有27%的PLM*。

中国为何转向自动化。西门子为汽车制造商带来的优势十分显著。例如，作为中国..汽车制造商之一的中国一汽采用西门子的Tecnomatix等PLM解决方案后，其规划流程缩短了数月时间，同时工序的精确性得到显著提高。“我们的规划效率提升了35%。”中国一汽的技术副总监苑学愚说，“另外，我们的过程规划整改数量减少了18%，组装线生产率提高了25%，并且显著提高了所有相关资源的利用效率。”

这样的自动化解决方案和工作流程与中国作为世界工厂的旧形象相去甚远。的确，自动化在中国正变得日益重要。毕竟，中国的劳动力资源已经不像过去那般取之不尽用之不竭。在中国的主要工业区（香港和深圳之间的珠三角地区和靠近上海的长江口地区），企业已经感受到招工难的压力。这个问题在今后几年只会有增无减。中国面临着人口老龄化加速问题，单是人口因素就会产生巨大影响。到2050年，中国人口的平均年龄将突破48岁，比日本目前的平均年龄高出四岁，而日本和摩纳哥是当前世界上人口平均年龄zui高的两个国家。

“自动化工艺的一大优势是可以确保一定程度的质量稳定性和规划安全性，如果没有自动化，即便拥有再多的劳动力资源，也无法实现这一点。”上海西门子汽车工业培训中心的系统应用Chen Wei如此评价，“所以，生产工艺自动化方面的投入直接关系到产品质量。”

解决方案的复杂程度随生产的复杂程度而异。汽车行业目前属于复杂度较高的领域，在生产线中，需要众多机器人、传感器、人机界面及其他设备协调工作。这种协调可以通过可编程逻辑控制器（PLC）来实现。PLC是一种功能强大的计算机，其作用相当于自动化工厂的“神经中枢”。奇瑞、吉利以及中以合资企业观致汽车有限公司等..汽车制造商均在生产中引入了西门子的此类高性能组件。

像奇瑞汽车这样的市场客户使用的是西门子在德国生产的组件。不过，目前西门子在中国本地也开始研发其他PLC及类似设备，这些设备不仅供应给中国市场，还出口到其他国家，尤其是新兴市场。所有这些都是西门子通过在各地设立研发部门以增强自身创新网络实力的战略的组成部分。同时这种发展也符合中国转变经济增长方式的战略——中国希望从世界工厂转型成为*自动化解决方案的应用地和研发地。30年来，中国的确取得了不俗的成就。