超级工业帝国:德国西门子 强大到没朋友!

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【每日学机械】第102期，这次我们说说超级工业帝国德国西门子公司的那些事！


西门子公司历史背景



1816年，维尔纳·冯·西门子出生于一个农民家庭，由于家里经济条件有限，西门子中学毕业就参军了，在军队里对电报产生很大兴趣，自己发明制造了指南针式电报机（当时十分流行的产品）。

▲指南针式电报机


1847年，西门子和工程师约翰·乔治·哈尔斯克依靠自己堂兄投资的6842塔勒银币（1塔勒相当于3马克）建立了西门子－哈尔斯克电报机制造公司（国外喜欢用自己名字当公司，昨天说的英国公司马丁贝克也是），主要生产西门子发明的指南针式电报机，这个公司也就是后来西门子公司的前身。1848年西门子公司赢得了法兰克福至柏林的电报线路合同，从此开始了大发展。


作为物理学家，西门子对技术的喜爱直接影响到了西门子公司的发展，除了管理公司外，西门子更多的把时间放在了研究发明上。1866年，西门子提出了发电机的工作原理，并由西门子公司的一个工程师完成了人类第一台自励式直流发电机。同年，西门子还发明了第一台直流电动机。

西门子研发的这些技术往往马上被产品化投入市场，或者将其应用到新的产品中。例如电力机车（1879）、电梯（1880）、有轨电车（1881）、无轨电车（1882）等都是西门子公司利用其创始人的发明最先投入市场的。讽刺的是，直到20世纪末才开始有所发展的电动汽车也是西门子公司在1898年最先发明的。

▲西门子有轨电车

▲西门子有轨电车的模型

▲西门子发明世界首辆无轨电车


西门子集团总部位于柏林和慕尼黑，是世界上最大的电气工程和电子公司之一。其业务遍及全球190多个国家，在全世界拥有大约600家工厂、研发中心和销售办事处。公司的业务主要集中于6大领域：信息和通讯、自动化和控制、电力、交通、医疗系统和照明。

西门子是全球第 2 动力巨头

▲西门子——SGT5-8000H超级重燃气轮机是世界最大的气轮机

西门子——SGT5-8000H超级重燃气轮机是世界最大的气轮机，功率为尼米兹航母的1.93倍，一台即可提供一个工业化大城市的用电。如果说航空发动机是“工业之花”，那么超大型燃气轮机就是工业“皇冠上的明珠”。


重型燃气轮机是21世纪动力设备的核心，燃气轮机技术是目前世界公认标志国家工业基础先进程度的关键技术! 超大型燃气轮机公认最难造：一片叶片价等同一辆宝马，毫发误差即为报废。其功率相当于13个空客A380喷气式客机的引擎总和。375MW的功率，等于“尼迷兹”号航母总功率(194MW)的1.93倍!一台SGT5-8000H超大型燃气轮机的发电量，足够一个工业化大城市用电量!

▲西门子SGT5-8000H重型燃气轮机的高温隔热罩与转子涡轮盘

▲西门子SGT5-8000H超重型燃气轮机的涡轮叶片



西门子SGT5-8000H超重型燃气轮机的涡轮叶片，其要承受超过1500°C的高温，超过了GE90涡扇航空发动机与F404喷气发动机的涡轮进口温度。

由于涡轮叶片旋转，巨大的离心力在起作用。每个刀片一端接触到的10,000倍地球的引力，这是每个重达这样一个人作为一个成年人多刀片立方厘米当量最大的力量。涡轮叶片通过单晶生长过程中使用的特殊冷却，没有任何晶粒之间在合金晶界能破裂。透平叶片叶梢转速超过1700公里/小时，超过音速。

▲西门子开发的电磁流体-燃料电池AIP动力系统


海豚级AIP潜艇，由克虏伯海事系统与西门子制造，其中西门子提供动力系统，声纳设备与控制系统。海豚级AIP潜艇是当今世界唯一能发射核导弹，具有二次核打击威慑的常规潜艇，堪称常规潜艇的巅峰之作!是以色列的二次核打击能力的保障。

▲西门子研发的欧洲大型强子对撞机

▲西门子研发的欧洲大型强子对撞机

▲西门子研发的欧洲大型强子对撞机

▲西门子研发的欧洲大型强子对撞机


德国西门子为世界最大粒子加速器—欧洲大型强子对撞机，提供自动化系统与PVSS建造解决方案，成为欧洲大型强子对撞机项目中唯一的工业开发与赞助商。欧洲大型强子对撞机是人类制造的最复杂的装置，它能模拟“迷你版”宇宙大爆炸!

西门子制造世界最大的滑环电机，。电机高19.08米，宽25.09米，厚2.7米，总重约640吨，单片重量100吨，整个电机定子部分分为4片，分别吊装后进行组装，是目前世界上最大的滑环电机。

西门子为全球最大丙烷脱氢装置供核心压缩机组，每套机组均达到世界最大流量，且由SGT - 700型燃气轮机驱动。

▲西门子为俄罗斯制造超低温高速列车

▲利勃海尔T282B重卡研发交流传动系统

▲利勃海尔T282B重卡


利勃海尔T282B重卡，2004年投放市场，采用西门子/利勃海尔交流传动系统，有多种动力配置，最大的一款柴油机DDC/MTU20V4000为V型20缸，排量90升，重10.5t，扭矩为14457Nm。最大车速为64km/h，它的363吨的额定载重量是目前世界最大的。


世界最大的工业软件巨头

▲好奇号火星探测器

▲好奇号火星探测器三维模型


NASA根据西门子 PLM 提供的精确模拟设计，组装建造了“好奇号” 。“好奇号”这个人类最复杂的太空探测器，可谓是虚拟到现实相融合的过程。西门子为NASA提供了PLM智能软件，覆盖了“好奇号”的研发与测试整个过程。例如“空中起落机”，降落火星等都是在软件上千次的模拟试验下，为其成功大大提升了可能性。

▲加工制造CAM仿真模型


西门子的PLM系列软件优化了森精机（日本）的数控机床，将计算机应用于制造生产过程的过程或系统，数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来控制机床，可以从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能连续完成锐、钻、饺、攻丝等多道工序。从而将森精机（日本）的数控机床设计到制造的时间缩短一半，并且提高了发布更多新产品的能力

▲苏-27战斗机三维模型

▲苏-27战斗机三维模型

西门子NX和Teamcenter软件，对苏-27战斗机的气动布局与机动性进行了精密的整体优化，从机身、机翼甚至到小小的螺纹都数字化。


世界最大的电气工程巨头

西门子制造世界首个800KV特高压直流变压器，成为了特高压输电的核心装置

▲800KV特高压直流变压器

▲800KV特高压直流变压器

▲CBTC列车控制系统


西门子世界最长的采用CBTC列车控制系统的地铁线路在北京开通。北京地铁10号线环线成为世界上最长的采用CBTC（基于通信的列车控制）系统的地铁线路。

通过基于移动闭塞原理的CBTC系统，数据在轨旁和车辆之间连续传输。所谓移动闭塞即列车以安全的制动距离相隔行驶。得益于可实现自动运行及制动的列车控制系统，列车能够稳定运行并在站台精确停车。该系统可以根据人流量控制列车发车间隔，最大程度上确保列车运营的安全性、可靠性及舒适性。

▲西门子风电机组


2015年底，西门子在欧洲海上风电装机总量中占63.5%，成为新的全球最大风机制造商。


世界领先的的自动化巨头

西门子的自动化超微电子芯片与S7-1500自动化控制系统，S7-1500自动化控制系统被称为自动化的终极利器，自动化领域的里程碑。

数控系统是机床的核心，相当于机床的大脑。西门子、发那科等代表世界数控系统的最高水平。数控系统是根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量。

世界第2大医疗器械巨头

▲西门子制造世界首台4D螺旋CT


4D螺旋CT可实现真正的全器官扫描，超越探测器的物理宽度限制，心脏扫描检查，冻结心血管运动，完美呈现心脏，可大覆盖范围下快速的亚毫秒级扫描。

▲西门子大孔径核磁共振


西门子大孔径核磁共振的特点： （1）业内率先采用大孔径短磁体设计，70cm的检查孔径（2）采用了业内最高的独立48通道的射频数据采集通道，是普通3T磁共振的5倍（3）大范围多部位联合扫描Tim技术（4）具有大量应用于全身各部位的功能成像，除了能够详细地观察人体各器官结构和病变的形态学变化，还能显示器官的功能和代谢变化。

▲西门子血管造影机

▲西门子助听器


助听器主要是由下面六个关键的部分在起作用：话筒（传声器或麦克风）接收声音并把它转化为电波形式，即把声能转化为电能。；放大器　放大电信号（晶体管放大线路）；耳机（受话器）把电信号转化为声信号（即把电能转化为声能）；耳模（耳塞）置入外耳道；音量控制开关；电源供放大器用的干电池。



西门子在中国


西门子一直以国际化公司的身份享誉全球，在公司成立25年（1872年）之后，西门子和中国开始了业务往来。西门子在中国的第一笔订单是向中国提供指针式电报机，这标志着中国现代化电信事业的开端。

▲西门子中国北京望京总部


1879年初，西门子接到一笔来自中国政府的"照明设备"订单。西门子提供了一台10马力的蒸汽发电机，用于上海港的照明，大大提高了港口的工作效率。西门子将革命性的发电机第一次应用于中国大地，从而载入中国的史册。

西门子的在华业务，尤其是电力领域的业务，在20世纪初发展迅速。1912年在云南省建成了中国第一座大型水力发电站——石龙坝水电站，发电机即由德国西门子公司制造。至今西门子电机还在正常运转，该水电站也被誉为春城昆明一大奇观。

▲石龙坝水电站安装的西门子发电机组已100年仍正常运行



参考资料：百度百科、西门子官网


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