数字化工厂正在闪现迷人的色彩，制造业正在被其光线所吸引。然而辉光之中，许多企业也被种种相互矛盾和相互纠缠的看法所混淆，各人都渴望自己拥有一个洞开一切的神器。而数字化工厂，简直是一道有着清晰轨迹的光路，它在指引，那些走向理解智能工厂和工业4.0的必经之路。
数字化工厂：工业4.0生长必经之路
数字化工厂的界说虽然海内外对数字化工厂的研究越来越多，但是对于数字化工厂的界说确没有统一的定论。就目前而言，存在两种数字化工厂的界说，一种是广义的，一种是狭义的。
广义数字化工厂以生产产物或提供服务的制造企业为焦点企业，以及相关联的成员，包罗焦点制造企业、供应商、软件系统服务商相助同伴、协作厂商、客户、分销商、银行等，使其生产与经营历程中所有信息数字化的动态联盟。狭义数字化工厂以制造资源(resource)、生产操作(operation)和产物(product)为焦点，以产物生命周期数据为基础，应用仿真技术、虚拟现实技术、实验验证技术等，是产物在生产工位、生产单元、生产线以及整个工厂中的所有真实运动虚拟化，并对加工和装配历程进行仿真、试验、分析、优化的一种集成组织方式。笔者倾向并接纳的看法为狭义的数字化工厂。实际上，这也切合工厂企业的实际认知。数字化工厂将产物信息数字化、历程信息数字化和资源物料信息数字化，并使这三种数字化流进行有效结合，是真实工厂的制造历程(包罗设计、性能分析、工艺计划、加工制造、质量检测、生产历程治理和控制)，在盘算机上的一种映射。数字化工厂、智能工厂与工业4.0 ——工业4.0的说法文字太多，简朴说，有两个维度，技术维度就是物联网和服务在制造业的应用，而商业维度就是用户驱动。其两大主题也是读者耳熟能详，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及历程，以及网络化漫衍式生产设施的实现;二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流治理、人机互动以及3D技术在工业生产历程中的应用等。数字化工厂和工业4.0之间隔着一个智能工厂的距离。关于工业4.0的阶段和实施先决条件，北航刘强教授说过一段话很是经典的“三不要原则”，第一，不要在不具备成熟的工艺下做自动化，工艺如果不成熟，就最好先做生产线，这是工业2.0解决的问题。第二，不要在治理不成熟的时候做信息化，这是工业3.0解决的问题。第三，不要在不具备网络化和数字化的基础时做智能化，这是工业4.0解决的问题。
数字化自己其实就是智能的一部门，是一个入口;而智能工厂是在数字化工厂的基础上附加了物联网技术和种种智能系统等新兴技术于一体，提高生产历程可控性、淘汰生产线人工干预。 数字化工厂是智能工厂的落脚点，而智能工厂又是工业4.0的基础和落脚点。只有实现了数字化工厂，才有可能实现工业4.0。数字化工厂的路径数字化工厂是在信息集成的基础上，对研发、制造、治理等各个环节进行全面的历程集成，构建数字化工厂是一项困难而且庞大的系统工程。 而任何庞大系统工程的实施都离不了系统建模、系统仿真、系统分析和优化，同样数字化工厂也不能例外。首先要全面了解数字化工厂，建设数字化工厂的模型和参考架构，然后需要有一套完整的要领论、工具和流程对数字化工厂的各个阶段进行建模、计划、分析和优化。
企业数字化转型框架上图中的参考架构即是笔者研究参考了众多工业4.0框架体系后，提出的针对企业的数字化转型框架模型，重点是凭据当前企业现状从治理咨询维度和IT信息化维度，剖析智能制造时代数字化车间、数字化工厂和数字化企业的层级关系，面向落地和实施。 随着现代制造对产物开发的要求不停挑，以及产物逐步转向多品种、小批量的订单模式，企业内各系统之间的统一性与有效整合问题就逐渐浮出水面。目前大多数企业面临的是对原来工厂，从基础信息化与自动化向数字化革新的问题。无论是建新厂照旧革新老厂，首先要面对的问题就是数字化工厂的计划，而每一家企业所处的阶段都不尽相同，这就需要梳理企业现状，量身剪裁出合身的数字化工厂计划蓝图。如下图所示，数字化工厂的建设x轴代表这技术水平，y轴代表着治理水平。治理水平从基础治理、尺度化治理一直到集成化治理、智能化治理。技术水平从基础IT与自动化，到业务流程厘革，再到系统集成，最后实现CPS。企业可以凭据自身所处的阶段，重点关注本阶段需要重点去推进的事情，做到2.0补课，3.0普及，4.0目标。
数字化工厂实施路径图在数字化工厂的建设历程中，有了细致周密的数字化计划蓝图，就拥有了数字化工厂建设的基点和指南针。接下来就应该选择最合适的技术，这里注意不是最先进的技术，先进的技术并纷歧定在企业数字化建设中发挥最大的效用，需要凭据企业自身功效和用途需求合理决策。在信息化水平还比力低的企业，RFID技术的使用，不见得比条码技术更实用。制造业的数字化工厂建设是一个大的系统工程，并非几天、几个月就能建设好并投入使用的，需要一个较长的实施周期，不能跨越式建设。每个阶段都是以前一个阶段为基�。鸩酵平模倚矶辔侍獠⒉皇羌际跎系奈侍猓侵卫�、组织方式、看法的厘革。 这是对治理者真正的考验。治理者需要痛下决心，支付耐心。而这同时也对数字化工厂的咨询照料，提出了很是综合的要求：需要了解企业治理、懂技术实现、懂生产运营等等。员工的士气也是一个重要考量。这是一个学习型的渐进历程，三方都必须深浸其中，才气推进全面的数字化建设。数字化工厂计划焦点要素数字化工厂的建设的焦点要素可以归纳为工厂装备数字化、工厂物流数字化、设计研发数字化、生产历程数字化，如下图所示。通过这四个方面的建设，发动产物设计要领和工具的创新、企业治理模式的创新。工业4.0和数字化工厂的相关技术将促进工业链和价值链的分工重组，传统的行业界限将消失，并会发生种种新的业态和相助形式，形成自动化、信息化、一体化、精益化、集成化的数字化工厂。
焦点四要素这其中工厂装备数字化，是数字化工厂建设的前提和基�。杓�、研发、生产等各个环节提供基础数据的支持。工控产物，如PLC、伺服电机、传感器等仍然是数字化工厂不行或缺的部门。 在此基础上，工厂物流能够从被动感知变为主动感知，实现透明、宁静和高效，包罗产物运输历程跟踪，运输车辆跟踪定位，物料出库，物料配送上线等。越发重要和经常被切断的环节，来自上游的设计。通过设计研发数字化，从而实现设计、工艺、制造、检测等各业务的高度集成，包罗CAD/CAPP/CAE/CAM/PLM的集成，虚拟仿真技术，MDB模型的应用，产物全生命周期治理等。 生产历程的数字化主要是利用数字化的手段应对更庞大的车间生产历程治理，这其中最重要的是制造执行系统MES的建设以及MES与ERP/PLM和车间现场自动化控制系统的交互。MES在智能制造领域的作用越来越明显。它既是一个相对独立的软件系统又是企业信息通报路由器，搜集市场与服务、产物设计、MRP/ERP、供应链等信息，并转化为详细的生产作业指令，从而实现庞大产物制造历程生产现场的治理与控制。MES向上承接ERP下达的生产计划以及PLM经过仿真验证的产物BOM，向下衔接车间现场SCADA控制系统，弥补了ERP与车间历程控制之间的真空，实现了工业4.0所强调的垂直偏向上的集成以及贯串价值链的端到端工程数字化集成。 下面这张图充实的反映了数字化工厂几大焦点系统之间的数据信息流动关系，强调了差异系统之间的应用界限和交互界面。
（转载中国工控网）
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