短短的幾十年間，中國制造業(yè)先后經歷了機械化、電氣化和信息化的發(fā)展歷程，當人口紅利和勞動力成本優(yōu)勢不再后，中國制造業(yè)正從勞力密集型向技術密集和資本密集型轉型。在制造業(yè)轉型升級的浪潮中，借助數(shù)字化裝備、數(shù)字化執(zhí)行和數(shù)字化管控全面提升企業(yè)競爭能力，成為制造業(yè)重塑制造體系的關鍵。在這個過程中，傳統(tǒng)企業(yè)需要重視并解決哪些問題？日前，e-works記者采訪了數(shù)字工廠解決方案提供商蘇州蘭開斯特電子科技有限公司售前顧問趙旭先生。
蘇州蘭開斯特電子科技有限公司售前顧問趙旭
趙旭認為，隨著工業(yè)4.0概念的興起，制造企業(yè)變得愈加重視產品生產的智能化和資源合理利用問題，這也是制造業(yè)轉型升級的必由之路。
德國是最早提出工業(yè)4.0概念的國家，在德國政府推出的《高技術戰(zhàn)略2020》中，工業(yè)4.0被列為十大未來項目之一。德國學術界和產業(yè)界對“工業(yè)4.0”概念的一個比較統(tǒng)一的解釋是：繼機械化、電氣化和信息技術之后以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，主要是指通過信息通訊技術和虛擬網絡-實體物理網絡系統(tǒng)的結合，將制造業(yè)向智能化轉型，實現(xiàn)集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變，最終建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產品與服務生產模式。
工業(yè)4.0描繪的是工業(yè)界未來的藍圖，對萬千的制造企業(yè)而言，構建數(shù)字工廠則是實現(xiàn)這一遠景的必經階段。所謂數(shù)字工廠（Digital Factory ），是指通過現(xiàn)代數(shù)字制造技術與物聯(lián)網技術相結合，實現(xiàn)從訂單、生產排程、裝配制造、物流配送、后勤倉儲等過程的數(shù)字化管理解決方案。
在趙旭看來，傳統(tǒng)制造業(yè)和新興制造業(yè)的更迭最明顯當屬汽車行業(yè)，通用、大眾等汽車在汽車業(yè)的新貴特斯拉面前，很多傳統(tǒng)的技術壁壘，如發(fā)動機的渦輪增壓高速驅動、百米的加速驅動等核心技術，在電動發(fā)動機面前完全無用。電動引擎，連汽油都不用了，這些巨頭苦心經營的馬其諾防線被輕而易舉的繞過。
同樣，中國的傳統(tǒng)人力優(yōu)勢也正在被機器人、3D打印等新興技術削弱。當特斯拉進行故障檢測時，它可以將車輛自身狀態(tài)生成體檢報告；其設備零件擁有追溯功能，對維修保養(yǎng)故障記錄進行大數(shù)據(jù)匯集和分析，進而為下一代車輛研發(fā)提供決策數(shù)據(jù)。
隨著物聯(lián)網技術的興起，通過傳感、定位和云計算等技術，可以借助數(shù)字化裝備、數(shù)字化執(zhí)行和數(shù)字化管控全面提升企業(yè)生產績效水平。從產品設計、生成制造到服務維護形成有效的全生命周期閉環(huán)監(jiān)測管理成為未來的趨勢，而這一切將以數(shù)字化工廠為基石。將制造業(yè)原來各自為政的部門改變?yōu)閰f(xié)同生成管控的數(shù)字化工廠，打通制造信息流的任督二脈，實現(xiàn)資源配置的最優(yōu)化，訂單車間生產的透明化，制造過程的實時高效，故障響應敏捷。
趙旭表示，目前國內的工業(yè)4.0概念尚處于萌芽階段，數(shù)字化工廠的需求正被逐步的激發(fā)出來，以重工行業(yè)的客戶來講，重工行業(yè)的產品眾多結構復雜，并且因客戶需求的不同，造成同一種型號的產品參數(shù)和零部件也會不同，而傳統(tǒng)業(yè)主要通過單據(jù)管理，同時線邊物料庫存與訂單缺少關聯(lián)，線上工人裝配非常容易出錯。
其實，傳統(tǒng)制造企業(yè)中的信息孤島，在高度自動化的數(shù)字化工廠中可以得到很好的解決。在蘭開斯特的解決方案中，通過在制品自動報工為基石，將訂單和在制品工位關聯(lián)起來，每一個訂單、每一個工位、每一個關重件物料，通過MES實現(xiàn)物料的科學推送，看板展示指導，合理利用線邊每一個容器，讓后臺倉儲和配送結合起來，真正實現(xiàn)訂單物料自動科學推送，在制品的自動報工。
這和精益制造不同，精益制造以追求制造時間精準控制為基準點，然后對設備、人員、進行制造協(xié)調。這是一種自上而下的管理方式，而蘭開斯特是通過物聯(lián)網技術實在自下而上的管理。由在制品的實時監(jiān)控，從現(xiàn)場真實生產數(shù)據(jù)驅動看板、叉車、人員、物料、在制品等公共制造資源定位和控制管理，建成實時在線的制造物聯(lián)網絡，實現(xiàn)生產信息的數(shù)字化，使生產現(xiàn)場、物流控制、質量管理的數(shù)據(jù)能夠實時的反映給現(xiàn)場工人，達到信息的高交互程度。
數(shù)字工廠架構
在數(shù)字工廠的系統(tǒng)中，對數(shù)據(jù)的真實性和實時性要求非常高，而現(xiàn)場條件惡劣，人員、金屬、油污等非友好的因素，都可能造成數(shù)字工廠項目的數(shù)據(jù)異常。趙旭說，蘭開斯特也是通過很多經驗教訓才真正實現(xiàn)“現(xiàn)實制造”和“虛擬呈現(xiàn)”融合在一起，幫助傳統(tǒng)企業(yè)實現(xiàn)：克服現(xiàn)場惡劣環(huán)境實現(xiàn)透明工廠，真實跟蹤每一個訂單的執(zhí)行進度和工位；進而實現(xiàn)MES的線邊物料推送和自動報工；建設PLM（Product Lifecycle Management，產品生命周期管理）追溯平臺，實現(xiàn)產品逆向分解和關重件的公眾云防偽追溯；對整個生產加工過程進行數(shù)據(jù)采集、模型分析和優(yōu)化，自動采集、跟蹤、報工、記錄產品質量和檢修過程、輸出每個/批產品的實建物料清單；進一步擴展到整個產品生命周期跟蹤管理，管理銷售渠道與售后維修與故障反饋。
當然，國內企業(yè)部署數(shù)字化工廠不能生搬硬套國外模式，因為成本、人力等原因，各企業(yè)信息化程度不同，可以根據(jù)自身情況對接數(shù)字工廠云平臺的對應部分。通過通用中間件系統(tǒng)，直接對接企業(yè)現(xiàn)有的ERP、MES等系統(tǒng)。
數(shù)字工廠最重要的不是技術和信息化的投資，而是企業(yè)經營思路的一種轉變。傳統(tǒng)人參與的眾多過程，通過傳感和系統(tǒng)實現(xiàn)科學的運算和分析，由人使用軟件，改變成自動識別、自動執(zhí)行，從產品設計到用戶使用形成有效的監(jiān)控閉環(huán)，產品研發(fā)周期越來越短、產品生產效率越來越高，最終形成真正萬物互聯(lián)，相互協(xié)調，對整個生產過程進行數(shù)據(jù)采集、模型分析和優(yōu)化的智能化數(shù)字工廠。
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