工廠數(shù)字化規(guī)劃模板(10篇)

導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇工廠數(shù)字化規(guī)劃，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：TV73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1、工程概況

混凝土面板堆石壩壩頂長度為408.3m，壩頂寬度為10.0m，最大壩高121.5m，大壩上游壩坡1:1.55，下游面設(shè)置三條寬3m的水平馬道，一級馬道以上坡比為1：1.6，一級馬道以下坡比為1：1.55。壩頂設(shè)有高度為3.3m的防浪墻與面板相接，壩頂高程3204.60m，壩頂設(shè)有高度為1.2m 的防浪墻與面板相接。面板頂端厚度0.3m，底部最大厚度0.65m，為不等厚面板，面板間設(shè)垂直縫；面板與趾板間設(shè)周邊縫；壩頂防浪墻與面板間設(shè)伸縮縫。

壩體自上游至下游分別為碎石土蓋重（1B）、上游壤土鋪蓋（1A）、面板（F）、墊層區(qū)（2A）、周邊縫處特殊墊層區(qū)（2B）、主堆砂礫料區(qū)（3B1）、主堆砂礫料區(qū)（3B2）、排水區(qū)（3F）以及下游壩面砌塊石護(hù)坡（3D）。壩體填筑總量507萬m3。其中墊層料、特殊墊層料采用業(yè)主提供成品砂礫石料；主堆砂礫料（3B1、3B2）、排水料（3F）主要從C1、C3砂礫石料場開采。

2、C1料場復(fù)勘結(jié)果

C1砂礫石料場位于壩址區(qū)下游大通河右岸出山口的門源縣蘇吉灘鄉(xiāng)燕麥圖呼村一帶Ⅰ～Ⅲ階地，呈長條形沿大通河右岸展布，最大寬度約0.96km，最大長度約1.3km。距壩址區(qū)最遠(yuǎn)距離約1.9km。C1料場按由上游至下游，由外向里，由近及遠(yuǎn)分為A、B、C、D、E、F六個區(qū)。復(fù)勘時對料場6個料區(qū)布置了14個探坑，進(jìn)行了37組試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明如下：

2.1C1料場整體料源級配連續(xù)，曲線平滑，超粒徑料較少。

2.2通過對料場復(fù)勘試驗(yàn)檢測資料分析，A、B、C、D、E、F區(qū)料源級配相差不大，D＜5mm的顆粒含量在18~31%，0.075mm顆粒含量為0.1~0.3%,均滿足砂礫料3B1、3B2級配包絡(luò)曲線的范圍，通過業(yè)主、監(jiān)理溝通，確定3B1、3B2料開采料源為E區(qū)和F區(qū)，即3B1、3B2料開采過程中均在E、F區(qū)同區(qū)開采；A、B、C、D區(qū)主要開采排水料、墊層料，并布置排水料、墊層料加工系統(tǒng)及篩分料堆放場地。

2.3根據(jù)探坑的剖面及現(xiàn)場實(shí)際地形，經(jīng)測算：無用層厚度0.30～1.6m，有用層開采厚度0.9～6.0m，減去料場內(nèi)小河道、水坑以及墊層料和排水料加工堆放占地面積，砂礫石儲量650.41 萬m3，其中水上砂礫石501.03萬m3，水下砂礫石149.38萬m3。

3、料場規(guī)劃原則

經(jīng)對C1料場復(fù)勘后依據(jù)施工圖紙工程量、料場資料、施工進(jìn)度計劃等進(jìn)行土石方填筑壩料平衡計算。并根據(jù)本工程壩料開采、料源布置的特點(diǎn)綜合平衡和充分利用；充分考慮各料場的運(yùn)距、容量及其它標(biāo)段直接上壩料等因素，安排各料場的開采量。同時在料場規(guī)劃時遵循少占耕地、保護(hù)環(huán)境、統(tǒng)籌安排、減少干擾、全面規(guī)劃、統(tǒng)一布置、就近取料、料盡其用的原則。

4 料場開采

4.1開采程序

砂礫料開采用挖裝設(shè)備在C1砂礫石料場直接開采拉運(yùn)，先清除表層覆蓋層，經(jīng)試驗(yàn)合格后開采上壩。開采程序：測量放線開采施工道路修筑覆蓋層揭除分區(qū)砂礫石料開采自卸車運(yùn)輸上壩。

開采時垂直于開采主干道按條帶狀向河岸方向推進(jìn)開采。條帶寬度擬定為200m，填筑高峰時，可同時進(jìn)行幾個條帶同步開采，開采條帶間隔錯開，以便于相鄰未開采條帶堆放覆蓋層。待一個條帶開采完畢后，將相鄰條帶堆放的覆蓋及該條帶覆蓋一同回填至已開采條帶內(nèi)。

砂礫料開采前，首先由反鏟配合自卸車將表層覆蓋層挖至相鄰條帶區(qū)，清表主要是將料場區(qū)表層50cm～200cm 的多年沉積物及表層有機(jī)土質(zhì)進(jìn)行清除。砂礫石料開采主要由1.6m3 反鏟挖掘機(jī)立面開采為主，20t自卸汽車?yán)\(yùn)至填筑區(qū)，平均運(yùn)距1.4km，開采深度3m～8m。若開挖的砂礫料含水量較大則需進(jìn)行堆放脫水，由現(xiàn)場技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制；若開挖料含水量較小，則通過灑水進(jìn)行調(diào)整。在運(yùn)輸和填筑過程中含水量有損失，所以料場調(diào)整含水量時使含水量略大于填筑時的含水量，所超出含水量百分比按現(xiàn)場施工試驗(yàn)和實(shí)際天氣情況確定，保證大壩填筑時砂礫料的含水量為最優(yōu)含水量。

4.2施工方法

根據(jù)對C1進(jìn)行地質(zhì)復(fù)勘，得出以下結(jié)論C1料場砂礫石顆粒組成以卵礫石為主，其中400～300mm占6.84%，300～150mm占10.96%，150～5mm占60.72%，5～0.075mm占18.88%，粒徑＜0.075mm占2.6%。該料場碾壓后滲透系數(shù)為10-2cm/s，可直接開采上壩作主堆石料。

開采施工方法：砂礫料開采主要采用1.6m3和1.2m3液壓反鏟挖料裝車，40t自卸汽車直接拉運(yùn)上壩，對于局部開采粒徑不合格的砂礫石料，挖裝時進(jìn)行剔除。開采厚度按2m分層開采，第一層（2m）采用平采方式，利用現(xiàn)有1#主干道運(yùn)至壩面，2m以下采用立面開采，利用一級階地以下的2#主干道運(yùn)輸至壩面。幾個條狀帶開采過程中，可錯開開采層深（時間），以滿足開采過程中料源均衡開采。在開采過程中，應(yīng)盡可能地照顧到各個時段的級配平衡。當(dāng)在施工過程中，有雨天開采料時，應(yīng)先開采堆存，經(jīng)自然脫水滿足要求時，再倒運(yùn)上壩。

5 C1料場施工質(zhì)量控制

5.1施工前測量人員根據(jù)設(shè)計提供的控制點(diǎn)和施工圖控制坐標(biāo)，做好各料場的施工規(guī)劃。

5.2應(yīng)加強(qiáng)開采料場分區(qū)先后施工順序的控制，嚴(yán)格上壩料級配的質(zhì)量控制，顆粒的級配應(yīng)符合規(guī)定，砂礫石的最大粒徑不應(yīng)超過設(shè)計規(guī)定值。

5.3裝車時應(yīng)控制每車料的數(shù)量相等，避免料不夠或過多，并也要按安全文明施工要求，裝料不得超過車廂板，以免沿途灑落；2A、2B料裝車每車方量應(yīng)接進(jìn)，以便等距卸料；施工時應(yīng)嚴(yán)格按施工技術(shù)要求執(zhí)行。

5.4開采中有明確的劃分條帶，使條帶開挖邊界清晰、明確，嚴(yán)防開挖混雜和失控。

5.5拉運(yùn)料物的車輛相對固定，并且時常保持車廂及車體的干凈；不同壩料應(yīng)在車前駕駛室玻璃處做牌標(biāo)識。

6 結(jié)束語

C1料場通過合理的規(guī)劃開采，在施工期間間極大的保證了大壩填筑的質(zhì)量及進(jìn)度，同同時通過對C1料場的合理開采最大限度的提高了砂礫料的開采效率及其利用率，通過填筑后的測算納子峽水電站大壩填筑骨料利用率達(dá)到97%以上，并且為業(yè)主節(jié)約征地350畝，得到了建設(shè)各方的一直肯定，同時也為類似工程的料場開采積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

篇2

數(shù)字化工廠是以制造產(chǎn)品和提供服務(wù)的企業(yè)為核心，由核心企業(yè)以及一切相關(guān)聯(lián)的成員構(gòu)成，使所有運(yùn)營信息數(shù)字化的動態(tài)“組織”。通過數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)有效地組織控制人流、物流、資金流和信息流，實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)部所有成員之間的高度協(xié)作和資源共享，為客戶提供滿意的產(chǎn)品和服務(wù)。而數(shù)字化工廠工作流管理系統(tǒng)作為數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是協(xié)調(diào)數(shù)字化工廠成員內(nèi)部、成員相互間的各項活動的具體執(zhí)行者。數(shù)字化工廠是指以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機(jī)虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時具有其鮮明的特征。它的出現(xiàn)給基礎(chǔ)制造業(yè)注入了新的活力，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。

一、數(shù)字化工廠概述

數(shù)字化工廠（DF）以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機(jī)虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。在設(shè)計部分，CAD和PDM系統(tǒng)的應(yīng)用已相當(dāng)普及；在生產(chǎn)部分，ERP等相關(guān)的信息系統(tǒng)也獲得了相當(dāng)?shù)钠占埃诮鉀Q“如何制造工藝設(shè)計”這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，大部分國內(nèi)企業(yè)還沒有實(shí)現(xiàn)有效的計算機(jī)輔助治理機(jī)制，“數(shù)字化工廠”技術(shù)與系統(tǒng)作為新型的制造系統(tǒng)，緊承著虛擬樣機(jī)（VP）和虛擬制造（VM）的數(shù)字化輔助工程，提供了一個制造工藝信息平臺，能夠?qū)φ麄€制造過程進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃，模擬仿真和治理，并將制造信息及時地與相關(guān)部分、供應(yīng)商共享，從而實(shí)現(xiàn)虛擬制造和并行工程，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。“數(shù)字化工廠”規(guī)劃系統(tǒng)通過同一的數(shù)據(jù)平臺，通過具體的規(guī)劃設(shè)計和驗(yàn)證預(yù)見所有的制造任務(wù)，在進(jìn)步質(zhì)量的同時減少設(shè)計時間，加速產(chǎn)品開發(fā)周期，消除浪費(fèi)，減少為了完成某項任務(wù)所需的資源數(shù)目等，實(shí)現(xiàn)主機(jī)廠內(nèi)部、生產(chǎn)線供給商、工裝夾具供給商等的并行工程。數(shù)字化工廠（DF）是企業(yè)數(shù)字化輔助工程新的發(fā)展階段，包括產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化、生產(chǎn)準(zhǔn)備數(shù)字化、制造數(shù)字化、管理數(shù)字化、營銷數(shù)字化。除了要對產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行建模與仿真外，還要根據(jù)產(chǎn)品的變化對生產(chǎn)系統(tǒng)的重組和運(yùn)行進(jìn)行仿真，使生產(chǎn)系統(tǒng)在投入運(yùn)行前就了解系統(tǒng)的使用性能，分析其可靠性、經(jīng)濟(jì)性、質(zhì)量、工期等，為生產(chǎn)過程優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)制造提供支持。

二、數(shù)字化工廠的關(guān)鍵技術(shù)

通常研究的制造系統(tǒng)是非線性離散化系統(tǒng)，需要建立產(chǎn)品模型、資源模型制造設(shè)備、材料、能源、工夾具、生產(chǎn)人員和制造環(huán)境等、工藝模型工藝規(guī)則、制造路線等以及生產(chǎn)管理模型系統(tǒng)的限制和約束關(guān)系。數(shù)字化工廠是建立在模型基礎(chǔ)上的優(yōu)化仿真系統(tǒng)，所數(shù)字化建模技術(shù)是數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)。隨著虛擬設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，在計算機(jī)中進(jìn)行產(chǎn)品零件的三維造型、裝配分析和數(shù)控加模擬技術(shù)以及以上程分析技術(shù)不斷發(fā)展和完善，這種技術(shù)進(jìn)一步向制造過程領(lǐng)域發(fā)展。數(shù)字化建模的基礎(chǔ)上，對制造系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、加工能力等各方面進(jìn)行動態(tài)仿真優(yōu)化。隨著三維造型技術(shù)發(fā)展，三維實(shí)體造型技術(shù)已得到普遍的應(yīng)用。具有沉浸性的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使用戶能身臨其境地感受產(chǎn)品的設(shè)計過程和制造過程，使仿真的旁觀者成為虛擬環(huán)境的組成部分。數(shù)字化工，軟件模塊之間以及和其他軟件模塊之間的信息交換和集成。虛擬環(huán)境的下具集、各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具、設(shè)備控制程序的生成器、各種報表的輸出工具等。

三、數(shù)字化工廠的解決方案

（一）產(chǎn)品研發(fā)的數(shù)字化和虛擬化

數(shù)字化工廠通過使用CAX等軟件，建立產(chǎn)品的邏輯、幾何、功能、性能和關(guān)聯(lián)等模型，實(shí)現(xiàn)基于模型的產(chǎn)品定義與關(guān)聯(lián)設(shè)計，在虛擬的數(shù)字世界中完成多學(xué)科優(yōu)化、協(xié)同設(shè)計、優(yōu)化分析、制造試驗(yàn)仿真及模擬產(chǎn)品的制造和運(yùn)營過程（包括虛擬工廠、生產(chǎn)線布局、物流等）。同時，通過PLM與ERP/MES等集成，實(shí)現(xiàn)三維模型、數(shù)字化工藝指令等信息向生產(chǎn)現(xiàn)場的推送，并與質(zhì)量、采購、物流等部門進(jìn)行共享。各部門依據(jù)這些共享信息即可開展相應(yīng)的零部件生產(chǎn)、原材料采購、產(chǎn)品驗(yàn)收和產(chǎn)品確認(rèn)等工作。

（二）生產(chǎn)過程的精益化和標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)字化工廠是按照精益思想建設(shè)的，通過對生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化整合，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程，確保車間生產(chǎn)節(jié)奏更加緊湊和有序。它使用ERP統(tǒng)一管理和下達(dá)生產(chǎn)指令，使用MES和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)計劃調(diào)度、物料追蹤、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、工位操作、包裝發(fā)貨等生產(chǎn)運(yùn)營全過程的管理，并將檢測結(jié)果與PLM中設(shè)計模型進(jìn)行快速對比，形成從虛擬產(chǎn)品設(shè)計到實(shí)際生產(chǎn)制造的閉環(huán)產(chǎn)品質(zhì)量控制，實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠到產(chǎn)品出廠的生產(chǎn)過程自動化、裝備制造信息化和智能化、生產(chǎn)過程的高度透明化。

（三）車間生產(chǎn)的自動化和集成化

數(shù)字化工廠車間生產(chǎn)自動化是在統(tǒng)一通信、統(tǒng)一編程以及統(tǒng)一IT架構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過高運(yùn)行可靠性和可用性的數(shù)據(jù)鏈路（物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)網(wǎng)等），把生產(chǎn)制造過程中眾多獨(dú)立的產(chǎn)品、工具與關(guān)聯(lián)的服務(wù)進(jìn)行集成，支持自動化控制、制造執(zhí)行和企業(yè)資源管理等系統(tǒng)的完美整合。并將網(wǎng)絡(luò)與通信、傳感器與感知、自動檢測、人機(jī)交互與專家系統(tǒng)等智能化技術(shù)加入車間制造單元與生產(chǎn)線中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自優(yōu)化、自重構(gòu)、自診斷，形成高度的柔性生產(chǎn)方式，達(dá)到信息技術(shù)和制造技術(shù)深度融合的目的，使得高度智能的快速生產(chǎn)成為可能。

四、結(jié)束語

綠色和人文是數(shù)字化工廠的重要特征，所以數(shù)字化工廠的建設(shè)不僅要求體現(xiàn)數(shù)字化、自動化和智能化元素，還要符合綠色人文的需求。它一方面用自動化設(shè)備來減輕人員的體力消耗和精神壓力，以及用持續(xù)的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃來延長員工的工作壽命和工作質(zhì)量。

篇3

根據(jù)學(xué)校改革示范校任務(wù)目標(biāo)的發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合本學(xué)校實(shí)際的情況，就一體化工作站提出了建設(shè)數(shù)字化工廠。通過積極探索，不斷的創(chuàng)新與實(shí)踐，充分考慮到今后發(fā)展的需要，把企業(yè)設(shè)計制造過程的現(xiàn)代化無紙化引入學(xué)校，真實(shí)模擬現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營場景，使學(xué)校成為培養(yǎng)高技能高素質(zhì)的優(yōu)秀畢業(yè)生的理想實(shí)踐場所。我校現(xiàn)在已經(jīng)建立起PLM體驗(yàn)中心、理實(shí)一體化教室、數(shù)字化實(shí)訓(xùn)工作站、教學(xué)資源庫等數(shù)字化平臺。從而實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)、實(shí)習(xí)訓(xùn)練的全數(shù)字化。為職業(yè)教育的“雙師型”師資培養(yǎng)培訓(xùn)及交流創(chuàng)造良好的數(shù)字平臺。

一、“數(shù)字化工廠”具體的內(nèi)涵

信息化建設(shè)是現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的發(fā)展方向，是企業(yè)走向競爭市場的一次深刻的革命。我們認(rèn)為從五個方面著手實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化工廠”的目標(biāo)。對各項目標(biāo)的具體實(shí)施，即為“數(shù)字化工廠”具體的內(nèi)涵。

（1）搭建一體化工作站數(shù)字化

搭建安全快速的網(wǎng)絡(luò)平臺是一體化工作站信息化的前提。計算機(jī)已成為管理人員和操作人員的工具。我校一體化工作站的系統(tǒng)平臺由計算機(jī)主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等組成。通過軟件來相連各個系統(tǒng)的平臺，將實(shí)訓(xùn)車間的數(shù)控設(shè)備與數(shù)據(jù)管理平臺相連，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對數(shù)控設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化管理。當(dāng)然，操作技術(shù)人員必須具備網(wǎng)絡(luò)操作能力，只有軟硬件和操作人員都具備了數(shù)字化的能力才能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠。

（2）打造無紙生產(chǎn)場景數(shù)字化

隨著管理集成系統(tǒng)的搭建，通過數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，即可看到學(xué)生現(xiàn)階段一體化工作站的任務(wù)零件及相關(guān)信息如：毛坯尺寸、產(chǎn)品材料、加工圖樣、工藝流程、注意事項等，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造流程接軌。對學(xué)生生產(chǎn)用到的數(shù)控程序，通過數(shù)據(jù)終端直接傳輸?shù)綑C(jī)床上進(jìn)行應(yīng)用加工，實(shí)現(xiàn)無紙化的設(shè)計與生產(chǎn)，既提高了生產(chǎn)效率又規(guī)范了操作規(guī)程。

（3）一體化討論區(qū)數(shù)字化

在一體化討論區(qū)，通過大屏幕投影，可將學(xué)生在PLM體驗(yàn)中心中的工作過程現(xiàn)場調(diào)出來，包括產(chǎn)品的三維或二維圖，工藝流程卡、加工模型及刀路軌跡、仿真結(jié)果、加工程序等。同時，也可看到車間機(jī)床操作面板及產(chǎn)品加工過程。通過模型結(jié)果及機(jī)床加工過程現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的一體化教學(xué)。

（4）一體化工作站管理數(shù)字化

通過搭建一體化工作站的管理系統(tǒng)，通過視頻可以看到師生教學(xué)在工作臺上的操作場景，包括工件裝夾情況、找正對刀、機(jī)床加工等情況。有信息化的支撐，一體化工作站的管理效率大幅度的提高。管理逐步向規(guī)范化轉(zhuǎn)變。

二、建設(shè)數(shù)字化工廠的體會

幾年來的信息化建設(shè)，使我們在探索建立數(shù)字化工廠的道路上感受頗多，在此談?wù)勛约旱男牡皿w會。

（1）規(guī)劃管理要統(tǒng)一

信息化建設(shè)要統(tǒng)一規(guī)劃，在指導(dǎo)部門的安排下進(jìn)行信息化的建設(shè)，信息互聯(lián)互通，共享資源，避免重復(fù)建設(shè)。“應(yīng)用主導(dǎo)，面向市場”是信息化建設(shè)的內(nèi)在動力和重要手段。

① 強(qiáng)調(diào)資源共享時，也耍推進(jìn)方法和經(jīng)驗(yàn)的交流，取長補(bǔ)短。我廠的信息化工作交流活動，將各部門在信息化工作開展過程中的效果和方法進(jìn)行交流，特別是具有探索性的、難度大的工作，通過交流的方式互相學(xué)習(xí)進(jìn)步。

② 建成管理網(wǎng)絡(luò)。分三個層次：一層是信息化主管部門負(fù)責(zé)全廠信息化建設(shè)整體規(guī)劃及協(xié)調(diào)工作；二層由專業(yè)科室組成，負(fù)責(zé)在信息化推進(jìn)過程中結(jié)合專業(yè)具體開展工作；三層是車間部門層，是各項工作具體落實(shí)和實(shí)現(xiàn)的地方。

③ 全廠的信息化工作統(tǒng)一規(guī)劃。信息化主管部門制定目標(biāo)，長期目標(biāo)包括五年計劃，短期目標(biāo)包括年度和季皮工作計劃等，規(guī)劃將包容全廠的信息化工作內(nèi)容，各部門在此基礎(chǔ)上再制定分解目標(biāo)，既緊扣總體規(guī)劃，又體現(xiàn)自身的個性內(nèi)容。

（2）現(xiàn)代化技術(shù)要合理運(yùn)用

在建設(shè)一體化數(shù)字化工廠的過程中，先進(jìn)的技術(shù)是其重要支撐。但是，片面的依賴高、新、全為目標(biāo)的話，是一個錯誤的誤區(qū)，關(guān)鍵是要選擇最適合自己的先進(jìn)的技術(shù)。其功能以夠用為主。

（3）推行管理要逐步化

一體化數(shù)字工廠是一個長周期的過程，初期投入的時間很長。在建設(shè)完善過程中要有耐心和恒心。在建設(shè)過程中從人員配合及管理人員的超前意識等等都是一個逐步完善的過程。，要在每一個環(huán)節(jié)中都能讓大家看到希望，感覺到好處，管理人員覺得不難了，思路清晰了，再將目標(biāo)提高一個臺階。最終提出了全面推行信息化管理，實(shí)現(xiàn)一體化數(shù)字化工廠。

（4）操作系統(tǒng)要扁平化

在一體化數(shù)字工廠的建設(shè)的整個過程中，有些系統(tǒng)在過程中不再適合新條件下生產(chǎn)管理需求。例如，在初期一些小系統(tǒng)的開發(fā)，可能到目前為止這些小系統(tǒng)還在用，甚至用得很不錯，但為了完整的大系統(tǒng)，就需要拋棄這些小的孤立的系統(tǒng)，這其實(shí)是操作系統(tǒng)需要本身扁平。

（5）建設(shè)過程要應(yīng)用化

篇4

這就是西門子的數(shù)字工廠，在對整個產(chǎn)品的生命周期管理中，數(shù)字化處處顯現(xiàn)，這也正是Siemens PLM Software的魅力之處。“在新一輪的工業(yè)革命中，企業(yè)需要思考的是怎樣可以幫助客戶不斷地創(chuàng)新，有了創(chuàng)新的構(gòu)想之后，我們再幫助他們在制造的質(zhì)量和設(shè)計方面提供軟硬結(jié)合的一體化解決方案，這也是我們Siemens PLM Software給客戶帶來的最大價值。”Siemens PLM Software大中華區(qū)首席執(zhí)行官兼董事總經(jīng)理梁乃明表示。

產(chǎn)品交貨時間縮短50%“智造”速度

數(shù)字化的企業(yè)平臺能夠帶來什么？Siemens PLM Software的答案是用數(shù)字化的方式可以實(shí)現(xiàn)精益的生產(chǎn)。

比如，西門子打造的數(shù)字化工廠能夠?qū)崿F(xiàn)社區(qū)與制造的融合。按照通常的做法，產(chǎn)品規(guī)劃部門完成后提交給研發(fā)部門，研發(fā)部門開始做開發(fā)和設(shè)計，研發(fā)部門把設(shè)計好的圖紙再交給采購或者生產(chǎn)部門，生產(chǎn)部門完成后介入質(zhì)量部門。

但是這往往存在一個問題，有時候可能因?yàn)閳D紙改動而造成所有部門變化。反之，如果從產(chǎn)品開始設(shè)計的時候就通過數(shù)據(jù)平臺做到后臺共享，那么，各部門就能做到及時響應(yīng)，進(jìn)而縮短產(chǎn)品投入市場的時間，讓設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)可以統(tǒng)一融合。

“應(yīng)用西門子數(shù)字化企業(yè)平臺解決方案的成都工廠與西門子在中國的其他工廠相比，產(chǎn)品交貨時間縮短了50%。”西門子成都工廠總經(jīng)理Andreas Bukenberger表示。

“制造環(huán)節(jié)有各種各樣的參數(shù)要求，例如我們加工軌道的寬度、檢測精度，這些數(shù)據(jù)都可以和我們的研發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，然后仿真。研發(fā)部門做出來的數(shù)據(jù)，我們可以通過CAD、CAM這些軟件直接傳送到輸送機(jī)床上，這樣就可以解決設(shè)計制造融合的時間問題，使之速度更快。”梁乃明解釋道。

“混搭”的流水線“智造”效率

如果接到這樣一個訂單：生產(chǎn)100輛卡車、100輛轎車。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工廠可能會按部就班地一樣一樣完成，不過在Siemens PLM Software的幫助下，數(shù)字化工廠往往會根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，或許會做出混搭的生產(chǎn)線。

在西門子數(shù)字工廠的工作臺上，會陳列多種不同的零件盒，每個零件盒上都配有指示燈。當(dāng)自動引導(dǎo)小車送來一款待裝配的產(chǎn)品時，電腦顯示屏上會出現(xiàn)它的信息，相應(yīng)的所需零件盒上的指示燈亮起，工人們就知道該安裝什么零件了。

這是由于傳感器掃描了產(chǎn)品的條碼信息，并將數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)搅薓ES 系統(tǒng)，MES系統(tǒng)再通過與西門子TIA（全集成自動化系統(tǒng)）的互聯(lián)操縱零件盒指示燈，從而代替人完成了思考的過程。如果使用Siemens PLM Software 的Teamcenter軟件，就可以進(jìn)行靈活地小批量、多批次生產(chǎn)，使它能夠很均勻地、連續(xù)流地生產(chǎn)，產(chǎn)生的待售品很少，如此一來，生產(chǎn)過程中需要的原材料消耗也很少，現(xiàn)金流也會較好。

“成都工廠產(chǎn)品的一次通過率（FPY ）可達(dá)到99% 以上。”Andreas Bukenberger針對高效生產(chǎn)給出了具體的數(shù)字。

引領(lǐng)工業(yè)新革命“智造”未來

中國的制造企業(yè)都面臨著相似的挑戰(zhàn)：當(dāng)?shù)土膭趧恿Τ杀静荒茉僮鳛椤爸袊圃臁痹谌蚴袌錾系膬?yōu)勢標(biāo)簽，制造企業(yè)對變革的需求更為迫切。

為在激烈的全球競爭中保持優(yōu)勢，制造企業(yè)要最大化利用資源，將生產(chǎn)變得更加高效；為適應(yīng)不斷變化的客戶需求，制造企業(yè)必須盡可能地縮短產(chǎn)品上市時間，對市場的響應(yīng)更加快速；為滿足市場多元化的需求，制造企業(yè)還要快速實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的靈活變動，將生產(chǎn)變得更加柔性。而高效、快速、柔性，正是數(shù)字化企業(yè)為制造業(yè)帶來的最大變化。西門子成都工廠這樣的數(shù)字化企業(yè)的出現(xiàn)，為未來中國制造的變革方向提供了一個良好的參考。

篇5

這種感覺可能是人們對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的普遍認(rèn)識，就是能夠?qū)⑷藗儙氲揭环N近乎現(xiàn)實(shí)的虛擬環(huán)境當(dāng)中。殊不知，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在另一個領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響，并引發(fā)了行業(yè)變革。

當(dāng)前，隨著計算機(jī)、傳感、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)逐漸向工業(yè)領(lǐng)域滲透應(yīng)用，為制造業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)等各環(huán)節(jié)帶來了深刻變革，進(jìn)一步推動了智能工廠的發(fā)展。日前，西門子在英國一處工廠里安裝了Virtalis虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）軟件和系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)裝配工藝的模擬和優(yōu)化、提高概念設(shè)計的效率、精簡設(shè)計單位和更加有效地進(jìn)行工廠規(guī)劃，通過VR技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行制造前的虛擬評估，解決其在制造過程早期階段出現(xiàn)的問題。

虛擬制造技術(shù)是以虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、加工、裝配、檢驗(yàn)等全部流程的模擬和仿真。通過虛擬制造技術(shù)，企業(yè)能夠在設(shè)計階段就對產(chǎn)品制造的全過程進(jìn)行虛擬集成，預(yù)測、檢測、評價產(chǎn)品性能和制造可行性，達(dá)到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化以及生產(chǎn)效率的最大化。奔馳、寶馬、大眾等公司利用虛擬制造技術(shù)建立“數(shù)字汽車”模型，設(shè)計發(fā)動機(jī)、車體、電氣線路等，并進(jìn)行碰撞分析和運(yùn)動分析、模擬數(shù)控加工和質(zhì)量檢驗(yàn)等，可將新車型的研發(fā)生產(chǎn)周期從一年以上縮短至2個月左右，開發(fā)成本最多可降到原先的1/10。

篇6

一、引言

“信息化帶動工業(yè)化，工業(yè)化促進(jìn)信息化”的國家戰(zhàn)略已取得了世人矚目的成就。信息化對于資產(chǎn)密集型、技術(shù)密集型，同時又風(fēng)險密集型的石化企業(yè)來說，扮演著愈發(fā)重要的角色，信息化支撐石化企業(yè)在安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行的道路上越走越快。“十二五”期間蘭州石化投入大量的人力物力逐步建成了一百多套信息化系統(tǒng)，信息化對業(yè)務(wù)的支撐已經(jīng)深入到企業(yè)的方方面面，但是依舊未能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，信息孤島的問題也逐漸顯露。為此蘭州石化啟動了數(shù)字化工廠系統(tǒng)建設(shè)，以期最大限度地滿足業(yè)務(wù)需要、集成信息資源，減少信息孤島，提升管理效率。新系統(tǒng)給企業(yè)能夠帶來怎樣的價值，給企業(yè)管理帶來怎樣的改變，是建設(shè)新系統(tǒng)之前需要深入分析的課題。

二、數(shù)字化工廠概述

數(shù)字化工廠的概念最先是在制造業(yè)信息化建設(shè)中產(chǎn)生的，主要是解決產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的鴻溝，使設(shè)計到制造之間的不確定性降低，使生產(chǎn)過程在三維虛擬工廠中得以檢驗(yàn)，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計和生產(chǎn)工藝中存在的不足，從而縮短從設(shè)計到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化時間。

對流程工業(yè)的石化企業(yè)而言，設(shè)計和生產(chǎn)的產(chǎn)品并不像制造業(yè)的產(chǎn)品那樣有形和可裝配，流程工業(yè)的數(shù)字化工廠所關(guān)注的內(nèi)容發(fā)生了很大變化，主要關(guān)注在：集成設(shè)計、設(shè)備、運(yùn)行等相關(guān)數(shù)據(jù)，在工廠規(guī)劃、裝置設(shè)計、工程建設(shè)、工廠維護(hù)、生產(chǎn)運(yùn)行、員工培訓(xùn)、應(yīng)急演練等業(yè)務(wù)領(lǐng)域，利用三維虛擬工廠實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)工廠立體式監(jiān)控、浸入式交互和協(xié)同式管理。

三、成本實(shí)施的費(fèi)用劃分

分析蘭州石化數(shù)字化工廠系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用大體可分為三個部分：系統(tǒng)建設(shè)前、系統(tǒng)建設(shè)中和系統(tǒng)建設(shè)后。系統(tǒng)建設(shè)前的費(fèi)用包括：系統(tǒng)前期技術(shù)調(diào)研、方案設(shè)計、技術(shù)咨詢和查新檢索等費(fèi)用。系統(tǒng)建設(shè)中的費(fèi)用包括：標(biāo)準(zhǔn)定義、硬件購置、軟件許可、接口開發(fā)、客戶化開發(fā)配置、初始培訓(xùn)、數(shù)據(jù)采集優(yōu)化驗(yàn)證、歷史數(shù)據(jù)遷移等。系統(tǒng)建設(shè)后的費(fèi)用包括：軟件維護(hù)、服務(wù)支持、新用戶培訓(xùn)、系統(tǒng)改進(jìn)、硬件維護(hù)、變更管理、數(shù)據(jù)備份等。

四、給企業(yè)帶來的收益價值分析

（一）直接收益

1.流暢、優(yōu)化的數(shù)據(jù)移交

當(dāng)今各設(shè)計院工程設(shè)計已采用三維立體設(shè)計，裝置在設(shè)計階段已誕生了一套數(shù)字化的虛擬裝置，這套帶有各種工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的虛擬裝置是煉化企業(yè)一筆豐厚的數(shù)字資產(chǎn)。但是企業(yè)實(shí)施數(shù)字化工廠系統(tǒng)之前，并沒有一套合適的信息化系統(tǒng)來完整的接收這筆資產(chǎn)。工程移交還停留在紙質(zhì)圖紙移交方式，移交驗(yàn)收工作量大，很難高效校驗(yàn)圖紙的完整性和準(zhǔn)確性，也很難使這些工程設(shè)計數(shù)據(jù)在工程建設(shè)信息化管理方面發(fā)揮作用。通過數(shù)字化工廠系統(tǒng)建立了一個自定義的工程數(shù)據(jù)管理架構(gòu)，并能固化復(fù)雜的校驗(yàn)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對裝置工程設(shè)計資料的完整接收，和對移交資料的校驗(yàn)和分析，確保進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確。工程數(shù)據(jù)電子化移交，使信息交接能力和質(zhì)量得到極大提升。如德勤對澳大利亞WOODSIDE（烏賽石油公司）數(shù)字化工廠項目測算得到：一般每個裝置的工程數(shù)據(jù)移交費(fèi)用在100萬到250萬美元之間，實(shí)施數(shù)字化工廠系統(tǒng)用于數(shù)字化移交后，移交費(fèi)用降到每個裝置25萬美元之內(nèi)。

2.更高效的信息搜索方式

數(shù)字化工廠系統(tǒng)對公司業(yè)務(wù)流程的效率有著顯著的影響，主要體現(xiàn)在節(jié)省了大量的時間。裝置改造、設(shè)備維修、動火審批、危險源評估、預(yù)案編制、應(yīng)急救援等管理方案的制定和決策的下達(dá)都需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供支持。數(shù)據(jù)分散，檢索不便會導(dǎo)致決策的延遲，數(shù)據(jù)不一致、不準(zhǔn)確、不充分會導(dǎo)致不恰當(dāng)?shù)臎Q策和判斷。數(shù)字化工廠系統(tǒng)導(dǎo)入了大量裝置設(shè)計數(shù)據(jù)和設(shè)備技術(shù)數(shù)據(jù)，以及各種相關(guān)的建設(shè)、運(yùn)維、安全數(shù)據(jù)，并通過集成各種生產(chǎn)運(yùn)行相關(guān)的信息系統(tǒng)，使裝置動靜態(tài)數(shù)據(jù)得以進(jìn)入一套系統(tǒng)中，數(shù)字化工廠系統(tǒng)在數(shù)據(jù)間建立復(fù)雜的網(wǎng)狀關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過信息間的互校驗(yàn)和索引信息，保證了信息的單點(diǎn)查詢、正確無誤和高效檢索，極大地減少了信息的檢索時間。

如德勤對烏賽項目測算得到：用戶用于搜索信息的時間從占用用戶時間的40%降到20%，相當(dāng)于每個用戶平均每天節(jié)省3/4小時，搜索效率提升使用戶平均可以提高10%的生產(chǎn)效率。在蘭州石化各種工程資料和設(shè)備資料還是以紙質(zhì)資料為主，在用信息系統(tǒng)有120多套，信息較為分散，信息集中對信息檢索時間的節(jié)約效果將更為明顯。

3.培訓(xùn)費(fèi)用降低

數(shù)字化工廠系統(tǒng)為多種數(shù)據(jù)庫和資料庫提供了單一的存取點(diǎn)：ERP、儀表元件庫、文檔管理系統(tǒng)、2D和3D模型、生產(chǎn)運(yùn)行動態(tài)數(shù)據(jù)、安全環(huán)保數(shù)據(jù)、設(shè)備檢維修數(shù)據(jù)等大量的信息數(shù)據(jù)，整合到一個系統(tǒng)中，員工查詢信息只需要熟悉一套系統(tǒng)，免去了對員工進(jìn)行多個信息系統(tǒng)使用方法的培訓(xùn)。

數(shù)字化工廠系統(tǒng)在工藝培訓(xùn)管理方面，主要通過全裝置三維模型，集成專業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用場景、虛擬拆解、異常情況處理、模擬演練、HAZOP分析、知識管理及轉(zhuǎn)移等員工培訓(xùn)功能，達(dá)到傳統(tǒng)的培訓(xùn)無法達(dá)到的效果與目的。

培訓(xùn)時間的減少是明顯的，如德勤對烏賽項目測算得到：實(shí)施數(shù)字化工廠以后對新員工的培訓(xùn)時間由20小時降到1.5個小時。

4.減少支持性應(yīng)用程序數(shù)量

大量的信息化應(yīng)用可以直接在數(shù)字化工廠系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)，如工作流配置和管理。同時數(shù)字化工廠系統(tǒng)對所管理的大量不同格式的資料可以在系統(tǒng)中直接打開，用戶以網(wǎng)頁形式在客戶端直接查看資料內(nèi)容，免去了客戶端購買大量應(yīng)用和瀏覽軟件工具的費(fèi)用，和這些軟件的維護(hù)、支持費(fèi)用。如德勤對烏賽石油公司數(shù)字化工廠項目測算得到：實(shí)施數(shù)字化工廠系統(tǒng)后，管理系統(tǒng)由253個降到18個。蘭州石化員工多，各員工都有可能在系統(tǒng)中查詢需要的資料，而這些資料格式多種多樣，每種格式可能需要不同的打開和瀏覽工具，在所有客戶端都配置這些打開和瀏覽工具，將是一筆巨大的軟件費(fèi)用支出，投入大，使用率卻不高，造成了極大的浪費(fèi)。數(shù)字化工廠系統(tǒng)能夠減少這部分費(fèi)用支出。

（二）定性與無形收益

除了可量化的收益，數(shù)字化工廠系統(tǒng)定性和無形收益還體現(xiàn)在：

1.信息質(zhì)量的提升帶來更安全的工作環(huán)境，降低應(yīng)用錯誤信息的風(fēng)險

基礎(chǔ)信息進(jìn)入數(shù)字化工廠系統(tǒng)需要通過自定義的校驗(yàn)規(guī)則的檢驗(yàn)，集成多個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間也能夠?qū)崿F(xiàn)互驗(yàn)證，這有效地提升了信息的質(zhì)量，同時信息的跨系統(tǒng)單點(diǎn)查詢使一次查詢所得到的信息更加充分，這為正確有效的決策提供了強(qiáng)大的支撐。有效地降低了不正確不充分的信息導(dǎo)致的決策失誤。基于三維空間的靈活的信息展現(xiàn)方式，也使管理者對信息的掌控得心應(yīng)手。

2.售出資產(chǎn)具有完善的移交與歸檔數(shù)據(jù)，使資產(chǎn)售出獲得更大收益

數(shù)字化工廠集成了設(shè)備、裝置基礎(chǔ)資料，與ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、設(shè)備管理平臺、預(yù)知維修系統(tǒng)、大機(jī)組檢測系統(tǒng)等系統(tǒng)集成，加強(qiáng)了對設(shè)備、裝置的全生命周期管理。在資產(chǎn)需要更新而出售舊資產(chǎn)過程中能夠提供完善的移交與歸檔數(shù)據(jù)，更體現(xiàn)出公司對資產(chǎn)的細(xì)心和負(fù)責(zé)，這將使資產(chǎn)在售出過程中贏得客戶的認(rèn)可和信任，從而獲得更大的收益。

3.工程數(shù)據(jù)的共享和設(shè)計成果的重用，節(jié)省更多的工程設(shè)計費(fèi)用支出

數(shù)字化工廠系統(tǒng)能夠完整地接收工程設(shè)計數(shù)據(jù)資料，包括工程設(shè)計庫數(shù)據(jù)。進(jìn)入系統(tǒng)的工程設(shè)計模型也能夠?qū)С鰳?biāo)準(zhǔn)的工程設(shè)計二維圖，這使工程數(shù)據(jù)共享和設(shè)計成果的重用更加便捷。公司在裝置改造、新建、擴(kuò)建過程中可以有效地利用已有的設(shè)計成果，促進(jìn)了設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化，節(jié)省了更多的工程設(shè)計費(fèi)用的支出。

4.設(shè)備采購、比選更具主動優(yōu)勢，節(jié)省采購成本

完整、準(zhǔn)確，查詢便捷的工程設(shè)計信息，使采購人員對設(shè)備原始設(shè)計參數(shù)和技術(shù)要求更加了解，更加清楚各種表象信息下，哪些技術(shù)要求才是需要重點(diǎn)關(guān)注的，這使采購人員在設(shè)備采購、比選過程中更具主動優(yōu)勢，采購到最適合需要的設(shè)備，節(jié)省采購成本。

（三）未來的機(jī)會

面對未來，數(shù)字化工廠系統(tǒng)提供了更大的應(yīng)用拓展空間：

1.集成和拓展新的應(yīng)用系統(tǒng)

數(shù)字化工廠系統(tǒng)是一個綜合的集成應(yīng)用平臺，通過有限的二次開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用功能，這使未來需要新建的信息系統(tǒng)大為減少，降低了未來信息化建設(shè)的成本。

2.集成移動辦公設(shè)備

數(shù)字化工廠系統(tǒng)集成移動辦公設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作流各控制點(diǎn)的信息的自動推送和移動辦公，使系統(tǒng)的使用更加便捷和高效，大大提升管理的效率。

3.采用RFID（射頻識別）設(shè)備跟蹤識別設(shè)備

采用RFID等物流網(wǎng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、車輛、人員在數(shù)字化工廠三維虛擬空間中的實(shí)時定位，有效地提升了公司對生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)各對象空間位置信息的掌控，更有利于工廠的安全運(yùn)行。

4.集成視頻和媒體庫，使現(xiàn)實(shí)和虛擬更加融合、真實(shí)

通過集成遍布廠區(qū)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的便捷切換。系統(tǒng)可以聯(lián)動各種生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、火災(zāi)報警數(shù)據(jù)、危險源監(jiān)控數(shù)據(jù)，在這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，自動定位異常位置點(diǎn)，顯示實(shí)時視頻信息，使異常的應(yīng)對更加迅速高效。

五、總結(jié)

數(shù)字化工廠系統(tǒng)是一套開放的信息和應(yīng)用集成平臺系統(tǒng)，它提供了與現(xiàn)實(shí)工廠一致的三維虛擬數(shù)字環(huán)境，集成在虛擬環(huán)境中的海量數(shù)字信息使人們更輕松自然地理解并掌控現(xiàn)實(shí)裝置，建立在之上的各種應(yīng)用將為企業(yè)提供安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行的信息支撐，為企業(yè)積累數(shù)據(jù)財富，并幫助企業(yè)持續(xù)降低生產(chǎn)運(yùn)行和管理成本，其給企業(yè)帶來的收益和價值將在企業(yè)未來發(fā)展中得到逐步體現(xiàn)，為企業(yè)管理提升提供強(qiáng)有力的信息支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]管 政 企業(yè)信息化需提高投資回報 中國經(jīng)濟(jì)信息 2004 1期57-58

篇7

4月底，這個世界最大的工業(yè)技術(shù)展在德國舉行。今年展會的主題為“工業(yè)融合——發(fā)現(xiàn)解決方案”，聚焦智能化、數(shù)字化工廠與能源系統(tǒng)的改造，并重點(diǎn)展示工業(yè)4.0的實(shí)際應(yīng)用。工業(yè)4.0，結(jié)合發(fā)達(dá)的物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)，除了顯著提高工業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，更能精準(zhǔn)地利用材料和能源，減少資源消耗與污染排放，推動工業(yè)領(lǐng)域的綠色發(fā)展。據(jù)賽迪顧問裝備產(chǎn)業(yè)研究中心測算，以“工業(yè)4.0”引領(lǐng)的智能制造，將使我國總體生產(chǎn)效率提升25%～30%，降低40%以上的生產(chǎn)線能耗，總碳排放量減少20%以上。

 

智造帶來的綠色變革

 

一輛藍(lán)色的大眾轎車前面，屏幕上不斷變化的三維透視圖向人們展示這輛車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)步驟。

 

“通過數(shù)字化軟件的計算和控制，我們細(xì)致到機(jī)械臂給汽車噴涂的每一個動作，都做了優(yōu)化，以減少多余的運(yùn)動產(chǎn)生的能耗。”在漢諾威工博會最大的單體展臺上，西門子(中國)有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)及過程工業(yè)與驅(qū)動集團(tuán)的專家劉鍇告訴記者。目前，數(shù)字化的汽車生產(chǎn)廠已能把生產(chǎn)的整個生命周期，包括設(shè)計、規(guī)劃、工程、生產(chǎn)，直到最終成品整合為一體，通過集成軟硬件的一體化解決方案實(shí)現(xiàn)整個價值鏈的數(shù)字化無縫集成。

 

現(xiàn)場同時展示的一輛奔馳汽車，就利用了該公司NX軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計及仿真模擬。“以前很多產(chǎn)品都要生產(chǎn)出來，才知道其實(shí)際性能和效果，通過軟件模擬將虛擬與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)相結(jié)合，大大節(jié)省了設(shè)計時間成本和樣車生產(chǎn)的能耗、資源成本。”劉鍇說。

 

在展廳的“工業(yè)能源”板塊，一個具有互動功能的燈箱模型，直觀展示了能源消費(fèi)者、傳統(tǒng)發(fā)電方式、可再生能源、以及儲能系統(tǒng)之間的相互影響和相互作用，參觀者調(diào)節(jié)其中的不同因素，能直觀看到從上游電網(wǎng)輸入到輸出，整個復(fù)雜環(huán)境下各要素的能源消耗量、發(fā)熱發(fā)電量以及碳排放的變化。

 

數(shù)字化更變革了產(chǎn)品制造方式本身。“傳統(tǒng)的制造方法是減材制造，也就是在制造過程中對材料不斷削減加工，原材料消耗相對較大，而增材制造則在生產(chǎn)過程中，通過數(shù)字化控制把產(chǎn)品的材料一層一層地‘噴繪’上去。”劉鍇說。3D打印就是增材制造的重要領(lǐng)域之一，可制造出之前用傳統(tǒng)技術(shù)無法生產(chǎn)的復(fù)雜幾何形狀，以客戶的需求決定產(chǎn)品的設(shè)計。

 

記者看到，展臺展示了3D打印增材制造的三種主要方式。一種叫粉末層融合，就是把粉末狀的材料一層一層地鋪在粉末床上，再用激光把粉末熔化成所需要的形狀;第二種是粉末熔積焊接，第三種是材料擠出，是把非常細(xì)的塑料絲熔化后再一層一層地堆積起來。

 

目前，已經(jīng)有大型的跨國數(shù)字化工業(yè)技術(shù)供應(yīng)商，能夠提供涵蓋整個價值鏈的一體化增材制造軟件和自動化解決方案。

 

加速布局的數(shù)字化工廠

 

隨著工業(yè)4.0的熱潮從德國涌向全球，越來越多的中國生產(chǎn)企業(yè)也感受到數(shù)字化引領(lǐng)的工業(yè)變革。中國也提出了實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的第一個行動綱領(lǐng)《中國制造2025》，一方面推進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，另一方面是工業(yè)能耗、污染物排放的下降。

 

在漢諾威工博會現(xiàn)場，某跨國企業(yè)中國研究院數(shù)字化工廠專家告訴記者，“2013年我們接到5家企業(yè)關(guān)于籌建數(shù)字化工廠的咨詢，2014年這一數(shù)字增加到10家左右，去年上升到幾十家。”

 

事實(shí)上，博覽會展現(xiàn)的數(shù)字化案例并非紙上談兵，在實(shí)踐層面的數(shù)字化工廠已經(jīng)在多地布局。

 

兩年前，西門子在全球布局的第二個數(shù)字化工廠在成都落成。而在德國采訪期間，記者有幸參觀了成都這家數(shù)字化工廠的“姐姐”——安貝格電子制造工廠，其作為在歐洲乃至全球最先進(jìn)的數(shù)字化工廠，被認(rèn)為最接近工業(yè)4.0概念的工廠。

 

與以往充滿噪音和油污的車間不同，安貝格工廠盡管還保留著上世紀(jì)八九十年代的紅磚外觀風(fēng)格以及1萬平方米的面積，但產(chǎn)能卻較26年前提升了8倍，每年可生產(chǎn)約1200萬件自動化產(chǎn)品，按每年生產(chǎn)230天計算，即平均每秒就能生產(chǎn)出一件產(chǎn)品，產(chǎn)品合格率高達(dá)99.9988%。

 

記者看到，明亮寬敞的廠房內(nèi)不見煙氣與灰塵，齊胸高的灰藍(lán)色機(jī)柜排成一行。員工身著藍(lán)色工服，并不需要自己動手生產(chǎn)，只有生產(chǎn)過程的開頭部分，即員工將初始組件(裸電路板)放置到生產(chǎn)線上的環(huán)節(jié)，是人工執(zhí)行的。此后的一切操作都是自動進(jìn)行。期間只需要操作觸摸屏，通過軟件實(shí)現(xiàn)對機(jī)器的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。

 

工廠地面與地下倉庫有一個個小孔洞連通，部件和電路板通過傳送帶從孔洞運(yùn)上來，并自動運(yùn)輸?shù)街饌€生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)器中，隨即被機(jī)械臂抓取加工，之后再放到傳送帶上運(yùn)往下一環(huán)節(jié)。

 

上述生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)，是安貝格工廠對超過3億個元器件建立了“身份證”。這些基礎(chǔ)識別信息包括：材質(zhì)、生產(chǎn)線位置、甚至當(dāng)時用的扭矩是多少、用什么樣的螺絲釘?shù)鹊取．?dāng)一個元件進(jìn)入時，機(jī)器會判斷該用什么溫度以及時間長短，并可以判斷下一個進(jìn)入的元件是哪一種。安置其間的顯示器上，不斷刷新著數(shù)據(jù)并閃爍著紅、黃、綠光，告訴工人們每個元器件的加工狀況。

 

近2000億歐元的市場蛋糕

 

當(dāng)然，除了安貝格工廠這樣的工業(yè)數(shù)字化頂尖案例，數(shù)字化工廠對于中小企業(yè)來說也并非高不可攀。

 

“現(xiàn)在每天全球產(chǎn)生的新信息總量達(dá)2EB，相當(dāng)于2000年之前一年的信息量，到2020年全球數(shù)據(jù)總量將增長至2013年的10倍。目前，我們的自動化業(yè)務(wù)中，幾乎80%的客戶都是中小企業(yè)。”西門子數(shù)字化工廠集團(tuán)首席技術(shù)官Bernhard Quendt博士表示，2.0階段的自動化水平較低，很多是通過人力工作。要想邁向4.0階段，首先要提高自動化水平，然后把不同的設(shè)備聯(lián)系起來。

 

此次工博會上，博世、西門子等龍頭企業(yè)都有相應(yīng)的產(chǎn)品服務(wù)，使中小企業(yè)加入工業(yè)4.0的門檻有所降低，不少解決方案兼容現(xiàn)有生產(chǎn)線，使得中小企業(yè)不必另起爐灶。

 

在中國，已有大型的跨國數(shù)字化技術(shù)供應(yīng)商與中國醫(yī)藥集團(tuán)聯(lián)合工程有限公司、金達(dá)控股有限公司、中信戴卡股份有限公司等中國企業(yè)建立了數(shù)字化企業(yè)的合作關(guān)系。又如今年3月份簽約的中國石化油有限公司，將根據(jù)相關(guān)投資管理流程推進(jìn)在3D實(shí)時虛擬現(xiàn)實(shí)工廠、生產(chǎn)調(diào)度及優(yōu)化系統(tǒng)、節(jié)能系統(tǒng)、工廠運(yùn)維系統(tǒng)。此外，中建鋼構(gòu)、華立集團(tuán)也有數(shù)字化工廠的設(shè)想并進(jìn)行了咨詢或評估。

 

據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)預(yù)測，由于工業(yè)自動化的出現(xiàn)，數(shù)字化制造領(lǐng)域全球銷售額將從2013年的約1600億歐元，增長到2018年的約1950億歐元。

 

工業(yè)4.0下的中國企業(yè)機(jī)遇

 

制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級呈現(xiàn)的巨大市場，亦成為國內(nèi)智能技術(shù)供應(yīng)商競逐的舞臺。

 

“中國政府推出了適合本國制造業(yè)發(fā)展的‘中國制造2025’戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略核心是工業(yè)自動化和數(shù)字化。德國的工廠設(shè)備、企業(yè)軟件和系統(tǒng)集成產(chǎn)品具有領(lǐng)先優(yōu)勢，在中國大受歡迎。中國本身在工業(yè)機(jī)器人、云計算等工業(yè)領(lǐng)域投資巨大，在信息通訊技術(shù)領(lǐng)域十分具有競爭力。中德兩國在未來工業(yè)合作領(lǐng)域擁有巨大潛力。” 漢諾威工博會新聞發(fā)言人布里吉特·曼肯說。

 

記者從工博會了解到，與一些歐美大型企業(yè)信息集成度高、涵蓋工業(yè)領(lǐng)域廣相比，國內(nèi)企業(yè)在特定的行業(yè)，尤其是具有中國特色的行業(yè)中，優(yōu)勢更明顯。例如，作為我國乃至世界陶瓷機(jī)械的龍頭，科達(dá)節(jié)能股份有限公司去年進(jìn)軍工業(yè)軟件領(lǐng)域，推出了工業(yè)云平臺，今年首次參加漢諾威工博會。

 

“以往在陶瓷生產(chǎn)中，噴墨打印機(jī)、爐窖、拋光設(shè)備都是獨(dú)立運(yùn)作的，出現(xiàn)了問題都要現(xiàn)場查看才能知道故障的原因進(jìn)行處理。而通過物聯(lián)網(wǎng)平臺建立數(shù)據(jù)采集終端后，我們可以把這些設(shè)備的數(shù)據(jù)都傳輸?shù)娇拼笤朴嬎阒纹脚_上，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)鏈條的遠(yuǎn)程監(jiān)控，故障排查與控制。”科達(dá)研發(fā)院IT研究室副經(jīng)理吳啟榮說。陶瓷傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝也因數(shù)字化發(fā)生變革，科達(dá)同時展出的陶瓷噴墨數(shù)字打印機(jī)，只要輸入個性化的圖案，即可實(shí)現(xiàn)自動批量打印。

 

該公司副總裁武楨坦言，雖然國外有的技術(shù)比較領(lǐng)先，但中國企業(yè)也有自己的優(yōu)勢。“國外大公司的設(shè)計往往缺乏中國應(yīng)用場景的積累。”

 

在此次工博會上，華為攜帶創(chuàng)新的ICT產(chǎn)品、解決方案和11家客戶及合作伙伴首次參加漢諾威工業(yè)博覽會，主要展示其IoT(Internet of Things)聯(lián)接管理平臺。與工業(yè)云的工作流程類似，平臺內(nèi)置軟件對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。該平臺可支持測繪、汽車、智慧城市等多個垂直行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

 

篇8

中圖分類號：TN711.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

應(yīng)用背景

AE﹡(﹡化名AE為冶金行業(yè)EPC)是一個專業(yè)覆蓋面非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，除了工廠管道以外，更有大量的廠房、設(shè)備、場地、道路、鐵路、橋梁、自備電站、污水處理以及工程地理信息等眾多的專業(yè)子項。這一特點(diǎn)，也對冶金行業(yè)應(yīng)用軟件的選擇提出了更高的要求。 軟件除了能解決本專業(yè)的應(yīng)用問題外，更需要與其他專業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的互用，具有良好的數(shù)據(jù)兼容能力，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同設(shè)計。而廣泛的專業(yè)軟件覆蓋及數(shù)據(jù)在專業(yè)內(nèi)部及專業(yè)之間的互通互用，使得Bentley在全球冶金行業(yè)成為用戶數(shù)量最多的軟件供應(yīng)商。眾多的全球著名EPC公司及業(yè)主選擇Bentley的軟件解決方案作為他們的核心軟件環(huán)境。

ASE所面臨的挑戰(zhàn)和需求為：同一平臺協(xié)作工程 跨專業(yè)協(xié)作設(shè)計實(shí)時管控和設(shè)計應(yīng)用軟件平臺統(tǒng)一（尤其是3D設(shè)計）最終實(shí)現(xiàn)工廠設(shè)計數(shù)字化。而對平臺及軟件的需求為：易用性實(shí)施快捷。重點(diǎn)是與現(xiàn)有正在開發(fā)的ERP的集成及功能融合。另外要求要與項目立項及策劃管理設(shè)計過程管理項目變更管理項目進(jìn)度控制管理 ISO質(zhì)量管理采購管理 施工組織管理及開車管理人工時管理項目文檔合同管理項目查詢與分析等的融合。

項目應(yīng)用解決方案

1工程項目數(shù)字化全生命周期平臺集成方案

Bentley數(shù)字化工廠解決方案在ASE應(yīng)用整體架構(gòu)規(guī)劃圖

Bentley數(shù)字化工廠在ASE應(yīng)用架構(gòu)數(shù)據(jù)流向規(guī)劃圖

2AE三維工廠設(shè)計集成系統(tǒng)實(shí)施目標(biāo)和規(guī)劃

作為大型工程技術(shù)公司，AE公司擁有鐵燒、焦化、煉鋼、軋鋼、工業(yè)爐、總圖 、機(jī)制、冶設(shè)、土建 、電力、儀表、信息中心、給排水、通風(fēng)、燃?xì)狻⒌刭|(zhì)、測繪等齊全的多專業(yè)勘察設(shè)計主線以及優(yōu)秀的設(shè)計人員和設(shè)計軟件工具。此項目的規(guī)劃及策劃實(shí)施，目的在 于利用三維操作的平臺，進(jìn)一步提高公司自身的設(shè)計水平和競爭能力，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計縮短設(shè)計和施工周期，提早投產(chǎn)，創(chuàng)造效益。

因此，我們將構(gòu)建一個以Bentley三維工廠設(shè)計解決方案為基本環(huán)境，盡可能 兼容AE公司現(xiàn)有的軟件的集成軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字工廠和協(xié)同設(shè)計技術(shù)在冶金設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用。

三維協(xié)同設(shè)計，是真正能夠體現(xiàn)計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工程勘察設(shè)計行業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù) 價值的系統(tǒng)。這一技術(shù)的采用，不僅能夠提高設(shè)計的整體效益，更能提高設(shè)計質(zhì)量， 減少設(shè)計過程中所產(chǎn)生的錯、漏、碰、缺。

3AE三維工廠設(shè)計集成系統(tǒng)實(shí)施目標(biāo)和規(guī)劃

基于上述目標(biāo)及規(guī)劃，AE在本項目中如“Bentley數(shù)字化工廠解決方案在ASE應(yīng)用整體架構(gòu)規(guī)劃圖”中所示,其覆蓋的范圍為:

 三維協(xié)同輔助設(shè)計

 工程設(shè)計數(shù)據(jù)全生命周期管理系統(tǒng)中所有涉及到工程內(nèi)容部分

 企業(yè)資源管理系統(tǒng)中的圖檔及其產(chǎn)生過程，人員與圖檔的相對關(guān)系，以及企 業(yè)固定資產(chǎn)的管理

具體來說就是：

 以MicroStation為平臺的多專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)（覆蓋工程的各個專業(yè)）

 以ProjectWise為平臺的工程內(nèi)容管理環(huán)境，管理和控制著各種形式（包括 其他產(chǎn)品產(chǎn)生）的工程文檔、工程內(nèi)容（對象級管理）

 以BentleyFacility為平臺的固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)

 以BentleyProjectWiseLifeCycleServer 為平臺的工程數(shù)據(jù)全生命周期管理系統(tǒng)

Bentley還投入大量的人力物力和技術(shù)實(shí)現(xiàn)了和其它軟件廠商之間的數(shù)據(jù)互用， 能夠兼容公司正在運(yùn)行的現(xiàn)有系統(tǒng)，或與這些系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換接口進(jìn)行對接，充 分保護(hù)原有系統(tǒng)投資的延續(xù)。例如：機(jī)械設(shè)計軟件Solidworks、項目管理的P3/P3ec 等。

4多專業(yè)協(xié)同設(shè)計

如何提高多專業(yè)的協(xié)同操作效率就成為AE關(guān)注的關(guān)鍵問題。協(xié)同操作的內(nèi)容包括設(shè)計平臺的協(xié)同、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的協(xié)同以及模型空間 定位的協(xié)同等幾大方面。AE公司完全應(yīng)用了Bentley 基于MicroStation的三維工程解決方案。規(guī)劃使其完全實(shí)現(xiàn)專業(yè)間的協(xié)同操作。

AE采用的Bentley產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)劃圖如 下：

真正運(yùn)用了Bentley工程系列軟件涵蓋專業(yè)廣泛，針對性強(qiáng)，統(tǒng)一的操作平臺使得各專業(yè)均 在相同的界面上工作的諸多優(yōu)勢，使其達(dá)到實(shí)現(xiàn)減少了圖紙格式轉(zhuǎn)換帶來的麻煩，提高數(shù)據(jù)傳遞的速度和準(zhǔn) 確性。

另外參考工具為多專業(yè)協(xié)同操作帶來了極大方便，一改以往項目設(shè)計專業(yè)有時間先 后不同的弊端，使各專業(yè)可以同時開展設(shè)計工作，并在設(shè)計過程當(dāng)中及時了解其他 專業(yè)的設(shè)計情況，對設(shè)計過程中發(fā)生的錯誤及時修改，提高了設(shè)計的準(zhǔn)確性，并消 除了施工階段的返工現(xiàn)象。

結(jié)束語

篇9

國家視野：德國政府于2011年公布《德國高技術(shù)戰(zhàn)略2020》，涵蓋工業(yè)4.0、數(shù)字化進(jìn)程、智慧服務(wù)、大數(shù)據(jù)、云計算等課題;2013年4月推出《實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略舉措的建議》。2014年11月頒布《工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施路線圖》

歐洲視野：2014年8月，德國政府頒發(fā)《數(shù)字化議程2014-2017》，對接歐盟數(shù)字化議程項目。在實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略后又提出“數(shù)字化議程”，目的之一是通過“產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化”，包括智能制造與服務(wù)、大數(shù)據(jù)和云計算等領(lǐng)域新的商業(yè)模式創(chuàng)新，為德國開辟發(fā)展機(jī)遇，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長和就業(yè)，并為工業(yè)4.0體系提供長久動力。

國際視野：國際競爭方面，美國政府于2012年推出《美國先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》，同年12月通用電氣（GE）提出《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)》戰(zhàn)略;2013年8月我國工信部《信息化和工業(yè)化深度融合專項行動計劃2013-2018》。由此，美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、中國的“兩化深度融合”、德國的“工業(yè)4.0”等殊途同歸的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略為世人矚目。

國際合作方面，2014年10月中德兩國《中德合作行動綱要：共塑創(chuàng)新》。綱要第二部分“可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和金融領(lǐng)域合作”，設(shè) “經(jīng)濟(jì)”、“工業(yè)4.0合作”、“金融”3大主題。涉及工業(yè)4.0合作的內(nèi)容有：工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化（工業(yè)4.0）對于未來中德經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義，該進(jìn)程應(yīng)由企業(yè)推進(jìn)，政府政策支持;建立兩國工業(yè)4.0對話機(jī)制;將工業(yè)4.0議題納入中德標(biāo)準(zhǔn)化合作委員會;進(jìn)一步深化兩國在移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域合作。為此，工信部苗圩部長在講到德國工業(yè)4.0與中國兩化深度融合關(guān)系時，使用了“如出一轍、異曲同工、殊途同歸”三個關(guān)鍵詞。

工業(yè)4.0的國際探索與實(shí)踐案例

據(jù)2013年德國“工業(yè)4.0前景”報告，47%的公司已積極參與工業(yè)4.0計劃，18%的公司參與了對工業(yè)4.0的研究，12%的企業(yè)已開始實(shí)施工業(yè)4.0計劃。筆者認(rèn)為，德國企業(yè)既往成績斐然，目前是實(shí)施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的主角，探索最佳實(shí)踐眾望所歸。

工業(yè)4.0最佳企業(yè)實(shí)踐

根據(jù)文獻(xiàn)研究和筆者2014年訪德交流，工業(yè)4.0實(shí)施既包括工業(yè)4.0創(chuàng)意單位西門子、博世公司和弗勞恩霍夫研究院等，也包括其他諸多企業(yè)，如軟件企業(yè)SAP和大眾汽車;此外，德國專家還指出諸多中小企業(yè)正在努力踐行中。據(jù)羅蘭貝格報告（2014），工業(yè)4.0最佳企業(yè)實(shí)踐包括：

德國通快公司作為工業(yè)4.0技術(shù)提供商，實(shí)施了首例“社會化機(jī)器（一種人與技術(shù)交互而達(dá)成產(chǎn)出的環(huán)境）”案例，據(jù)稱其產(chǎn)品的每一個零件都是智能的，保留著以往加工的所有信息;同時各生產(chǎn)裝置都因互聯(lián)而知曉彼此的加工能力，以便生產(chǎn)流程可以自動優(yōu)化;用戶也得以實(shí)時介入乃至干預(yù)產(chǎn)品的加工。

德國西門子公司實(shí)施工業(yè)4.0的醫(yī)療工程，一改需要廢時多日適配患者的標(biāo)準(zhǔn)化人造膝蓋和髖關(guān)節(jié)，在工業(yè)4.0方案下僅數(shù)小時即可完成個性化產(chǎn)品的人體植入。

英國勞斯萊斯公司采用3D打印技術(shù)制造航空發(fā)動機(jī)元器件，采用輕型材料，并將原需18個月的訂單周期（源于復(fù)雜工藝工裝）大大縮減，顯著提高了企業(yè)競爭力。

法國達(dá)索工業(yè)軟件公司，重視工業(yè)4.0在產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)集成方面的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了從工程到PLM，進(jìn)而演進(jìn)到集成虛擬-實(shí)體平臺的工業(yè)4.0模式，核心內(nèi)容完整的3D數(shù)字化工藝設(shè)計、制造和數(shù)字化生產(chǎn)線解決方案，以及3D數(shù)字化體驗(yàn)平臺。

工業(yè)4.0實(shí)踐案例

【德國博世公司實(shí)踐案例】作為創(chuàng)意和發(fā)起單位，博世參與了德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的制訂，其實(shí)踐也較完整地表達(dá)了工業(yè)4.0的內(nèi)涵。

物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)（IoTS）參考模型：從底層向上依次為物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與服務(wù)平臺、務(wù)聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)用領(lǐng)域等四層，通過機(jī)器間（M2M）的無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、業(yè)務(wù)流程與業(yè)務(wù)規(guī)則的改進(jìn)，形成了物聯(lián)網(wǎng)與務(wù)聯(lián)網(wǎng)模式。物聯(lián)網(wǎng)的IT技術(shù)環(huán)境包括M2M語義獲取、數(shù)據(jù)歸集和大數(shù)據(jù)處理;務(wù)聯(lián)網(wǎng)的IT技術(shù)環(huán)境包括互聯(lián)的企業(yè)、互聯(lián)的業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)規(guī)則、云計算與大數(shù)據(jù)的服務(wù)等。博世提供了物聯(lián)網(wǎng)套餐或工業(yè)4.0“工具箱”軟件系統(tǒng)，為制造企業(yè)提供軟件創(chuàng)新解決方案。

“智慧工廠”模型：通過集成IT技術(shù)與企業(yè)生產(chǎn)的新型商業(yè)模式，智慧工廠主要由產(chǎn)品研發(fā)與流程，感知與互動環(huán)境，生產(chǎn)加工環(huán)境，也包括柔性工廠、聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)、預(yù)測性維護(hù)等內(nèi)容。智慧工廠的外部界面包括自適應(yīng)的物流模塊，通信與服務(wù)模塊，以及云服務(wù)的“技術(shù)和交易市場”。

工業(yè)4.0的應(yīng)用：智慧服務(wù)是工業(yè)4.0的核心概念。博世推出“預(yù)測性維護(hù)”的智慧服務(wù)產(chǎn)品，包括實(shí)時解釋機(jī)器與傳感器數(shù)據(jù)、分析機(jī)器數(shù)據(jù)及故障預(yù)測、規(guī)劃維護(hù)流程、集成企業(yè)IT等環(huán)節(jié)。對制造企業(yè)客戶，好處是提高設(shè)備的整體效用和系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，有效利用零部件和產(chǎn)品的最大服務(wù)生命周期，并提供專家知識的積累和傳遞。預(yù)測性維護(hù)的“遠(yuǎn)程服務(wù)門戶”可集中訪問客戶的機(jī)器和系統(tǒng)，并完成遠(yuǎn)程軟件更新。

工業(yè)4.0路線圖：博世演進(jìn)開發(fā)的工業(yè)4.0系統(tǒng)，第一階段開發(fā)遠(yuǎn)程服務(wù)門戶，包括通信平臺建設(shè)、對象的狀態(tài)監(jiān)視和預(yù)測性維護(hù)模塊;第二階段開發(fā)基于對象的數(shù)據(jù)，包括智慧化的適應(yīng)性測試、物流運(yùn)輸和庫存數(shù)據(jù)等;第三階段將開發(fā)數(shù)據(jù)挖掘和分析系統(tǒng)。

【德國西門子公司實(shí)踐案例】作為倡導(dǎo)者和踐行者，西門子在漢諾威工業(yè)博覽會上展示了工業(yè)4.0示范，表達(dá)其構(gòu)建未來智慧生產(chǎn)的能力。

西門子的工業(yè)4.0觀：未來企業(yè)新增競爭力，將來自通過增加能源和資源使用率來提高企業(yè)的經(jīng)營效益、更多的復(fù)雜產(chǎn)品和更大的數(shù)據(jù)量來縮短產(chǎn)品入市時間、個性化的規(guī)模定制和更高的產(chǎn)能來增強(qiáng)產(chǎn)品對市場的適應(yīng)性。工業(yè)4.0宛如“算法化的生產(chǎn)棋盤”，通過聯(lián)網(wǎng)的嵌入式技術(shù)，與分布式的CPS系統(tǒng)交互，其產(chǎn)品因“縱向集成”而包含加工信息，其生產(chǎn)組織因“橫向集成”而包含整個價值鏈的自組織信息，其生產(chǎn)流程因“端到端的集成”而體現(xiàn)依實(shí)時場景的靈活決策。

強(qiáng)調(diào)工業(yè)信息技術(shù)和工業(yè)軟件：各類計算機(jī)輔助應(yīng)用軟件、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的協(xié)同管理系統(tǒng)、數(shù)字化制造軟件、3D流程設(shè)計與工廠分析工具、制造執(zhí)行系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)企業(yè)價值創(chuàng)造各環(huán)節(jié)的緊密相連，優(yōu)化生產(chǎn)過程。西門子工業(yè)部門雇傭了7500位軟件工程師，為其7萬客戶及750萬PLM協(xié)議用戶提供專業(yè)服務(wù)。

“智慧生產(chǎn)”案例：西門子安貝格工廠生產(chǎn)高度數(shù)字化，可獨(dú)立于實(shí)體生產(chǎn)進(jìn)行仿真與優(yōu)化;安貝格采用制造執(zhí)行系統(tǒng)，顯著提高了生產(chǎn)效率和靈活性，允許在一分鐘內(nèi)更改產(chǎn)品及工序;工廠的測量事件達(dá)每日100萬以上，采集后由中央系統(tǒng)保證其數(shù)據(jù)的一致性;每一件產(chǎn)品都帶有其加工信息，若發(fā)現(xiàn)差錯，控制系統(tǒng)可依既定工序進(jìn)行干預(yù)和糾正。由此，安貝格百萬缺陷率僅為15%，成為產(chǎn)品誤差最小的企業(yè)。

設(shè)計智慧工廠，構(gòu)建貫穿價值鏈的端到端工程數(shù)字化集成：按提高企業(yè)生產(chǎn)整體競爭力的要求，從“產(chǎn)品設(shè)計”開始，經(jīng)過“生產(chǎn)規(guī)劃”和“生產(chǎn)工程”，到“生產(chǎn)實(shí)施”和“服務(wù)”等5個環(huán)節(jié)，展示了工業(yè)4.0縱向集成和端到端集成特征。在“產(chǎn)品設(shè)計”階段，實(shí)現(xiàn)貫穿整個產(chǎn)品生命周期的價值增值，通過產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)，全面優(yōu)化企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)流程。在“生產(chǎn)規(guī)劃”階段，通過虛擬仿真技術(shù)和PLM解決方案，客戶在實(shí)體生產(chǎn)之前即可對生產(chǎn)流程進(jìn)行模擬檢查和優(yōu)化，并保證虛擬生產(chǎn)模型與實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備間的無縫互動。在“生產(chǎn)實(shí)施”階段，一改傳統(tǒng)單臺產(chǎn)品的優(yōu)化模式，轉(zhuǎn)而采用“全集成自動化（TIA）”概念的“集成驅(qū)動系統(tǒng) （IDS）”，一站式地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品系統(tǒng)的增值。

CPS概念的“數(shù)字化企業(yè)平臺”：數(shù)字化企業(yè)平臺是實(shí)現(xiàn)數(shù)字制造的載體，在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，通過共同的數(shù)據(jù)庫和集成工具鏈，集成先進(jìn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)過程軟件和硬件，達(dá)成各種產(chǎn)品元部件生產(chǎn)之間的無縫集成。西門子已開始為我國企業(yè)提供數(shù)字化企業(yè)平臺解決方案。

啟示

篇10

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2306-1499（2014）12-

1.概念及其作用

數(shù)字化工廠是一個集成的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，用于對企業(yè)生產(chǎn)制造過程中的各個環(huán)節(jié)，在不同的層次上進(jìn)行設(shè)計、仿真、分析和優(yōu)化，這一環(huán)節(jié)可以小到一個操作步驟，大到一個生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線、生產(chǎn)車間乃至整個公司。它從并行工程的基本理論出發(fā)，在產(chǎn)品的設(shè)計階段就考慮和解決生產(chǎn)過程中的各類問題，這些問題包括工藝過程設(shè)計、工藝裝備、機(jī)床設(shè)備、刀具、生產(chǎn)線或加工單元的布局、人機(jī)工程學(xué)、生產(chǎn)調(diào)度、物料管理等，真正實(shí)現(xiàn)了CAD、CAPE和CAM的一體化。

數(shù)字化工廠技術(shù)與系統(tǒng)作為新興的制造系統(tǒng)，為制造業(yè)企業(yè)及其供應(yīng)商提供了一個共同的制造信息共享、交流平臺，使企業(yè)能夠?qū)φ麄€產(chǎn)品制造過程進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃，模擬仿真和信息化管理，并將制造信息及時地與相關(guān)部門、供應(yīng)商進(jìn)行交流共享，從而通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)虛擬制造，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部各部門、制造車間各生產(chǎn)線和產(chǎn)品供應(yīng)商等相互之間的并行工程，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。數(shù)字化工廠可以通過詳細(xì)的規(guī)劃設(shè)計和驗(yàn)證，預(yù)見所有的制造任務(wù)，在提高質(zhì)量的同時減少設(shè)計時間，從而加速新產(chǎn)品研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，消除各種浪費(fèi)。

2.整體架構(gòu)與實(shí)施流程

根據(jù)公司的實(shí)際情況，確定數(shù)字化工廠的整體架構(gòu)由五個主要部分組成（見圖1），分別為：設(shè)計管理、工藝管理、資源管理、數(shù)字化制造管理以及產(chǎn)品生命周期管理。具體實(shí)施流程如下。

圖1 數(shù)字化工廠的整體架構(gòu)

2.1設(shè)計管理

根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果、生產(chǎn)制造及營銷改進(jìn)意見并結(jié)合公司發(fā)展戰(zhàn)略，由公司董事會向研發(fā)中心下達(dá)新產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計改進(jìn)任務(wù)。設(shè)計部門通過實(shí)體設(shè)計軟件進(jìn)行產(chǎn)品的方案設(shè)計和優(yōu)化，三維實(shí)體設(shè)計文件統(tǒng)一歸檔至CAXA協(xié)同管理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的3D文檔下按產(chǎn)品型號進(jìn)行分類集中管理，通過不同的權(quán)限設(shè)置，研發(fā)員、工藝員、車間技術(shù)員、公司分管領(lǐng)導(dǎo)和其他相關(guān)人員可以進(jìn)行查看、出庫、入庫、修訂、審核以及等操作，從而達(dá)到對該數(shù)據(jù)的存儲、讀寫等各項操作。實(shí)體設(shè)計完成后，研發(fā)員提報協(xié)同管理軟件內(nèi)部的方案設(shè)計審批流程，通過審核后，再通過CAXA軟件本身的集成功能，由三維實(shí)體設(shè)計直接生成二維圖樣，二維圖樣經(jīng)過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、工藝審核和分管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后，最終歸檔并向下序部門下達(dá)通知，流程隨之轉(zhuǎn)入到工藝管理流程。

2.2工藝管理

工藝管理部門接到圖樣歸檔通知后，開始通過CAXA工藝圖表制定產(chǎn)品工藝路線，按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的產(chǎn)品零部件對應(yīng)關(guān)系，填寫相應(yīng)的工時定額和材料定額并將這些信息強(qiáng)制集中到CAXA協(xié)同管理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的工藝文檔下進(jìn)行統(tǒng)一管理。同上所述，通過不同的權(quán)限設(shè)置，也可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理內(nèi)產(chǎn)品工藝信息的不同管理操作。

2.3資源管理

通過CAXA協(xié)同管理程序，由設(shè)計管理中產(chǎn)生的設(shè)計BOM和工藝管理中產(chǎn)生的工藝BOM，將由程序自動導(dǎo)出生成，然后提供給用友ERP管理系統(tǒng)，由ERP歸口至生產(chǎn)BOM中，進(jìn)行除此之外的整個公司資源管理工作。同時，ERP管理系統(tǒng)還要向設(shè)計管理程序提供物料基礎(chǔ)檔案，從而順利實(shí)現(xiàn)兩個不同管理程序之間的無縫對接。在資源管理中，產(chǎn)品銷售訂單為流程的龍頭，營銷部在接到客戶的訂單后，將有關(guān)信息錄入到ERP，隨后流程轉(zhuǎn)至生產(chǎn)部，生產(chǎn)部開始按設(shè)計BOM進(jìn)行投產(chǎn)，并將生產(chǎn)訂單、委外訂單和采購訂單下發(fā)至相關(guān)部門處理，相關(guān)部門接到訂單后開始組織排產(chǎn)、采購、領(lǐng)料和外協(xié)等各項工作，最終經(jīng)過品質(zhì)檢驗(yàn)、總裝和出廠檢驗(yàn)，入到公司產(chǎn)成品庫，營銷部進(jìn)行出庫操作，至此產(chǎn)品整個生產(chǎn)、銷售流程便在這個流程中處理完畢。

用友ERP是一個高度集成的信息管理系統(tǒng)，小到日常的考勤管理、后勤管理，大到整個公司的財務(wù)管理、生產(chǎn)管理、庫存管理、供應(yīng)鏈管理（SCM）和客戶關(guān)系管理（CRM）等，都能夠在這個平臺上得以順利實(shí)現(xiàn)。

2.4數(shù)字化制造管理

從ERP下達(dá)的生產(chǎn)信息，通過CAXA制造工程師軟件并在CAXA協(xié)同管理的協(xié)作下，可將這些信息一并顯示到車間的電子顯示屏和各類已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)的數(shù)控機(jī)床上，通過自動編寫加工程序，自動模擬加工軌跡，自動校正加工錯誤等一系列功能，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造。數(shù)字化制造管理還表現(xiàn)在，產(chǎn)品在生產(chǎn)之前就可以通過軟件預(yù)先計算出產(chǎn)品的材料定額和工時定額等，從而讓管理者輕松地掌握制造成本，為各項經(jīng)營管理工作提供了及時準(zhǔn)確的財務(wù)數(shù)據(jù)和其他各類管理信息，便于進(jìn)行后期的經(jīng)營管理決策。

2.5產(chǎn)品生命周期管理（PLM）

產(chǎn)品生命周期管理是聯(lián)系設(shè)計管理、工藝管理、資源管理和數(shù)字化制造管理的紐帶，它類似于人類的大腦，協(xié)調(diào)和支配整個數(shù)字化工廠的正常運(yùn)作和相互之間的信息共享、數(shù)據(jù)存儲、讀取和交換。從客戶對產(chǎn)品的需求開始，到產(chǎn)品淘汰、報廢的全部生命歷程，均可以通過CAXA協(xié)同管理PLM來實(shí)現(xiàn)，公司組建的PLM基本結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

圖2 CAXA協(xié)同管理PLM基本結(jié)構(gòu)組成

3.軟件和硬件架構(gòu)

數(shù)字化工廠的軟件和硬件架構(gòu)如圖3所示，涉及的軟件有：CAXA協(xié)同管理軟件（內(nèi)含數(shù)字簽名、軟件集成、紅線批準(zhǔn)和審批流模塊）、CAXA電子圖版、CAXA實(shí)體設(shè)計、CAXA工藝圖表、CAXA制造工程師、用友ERP-U8；涉及的硬件設(shè)施有：電腦、路由器、服務(wù)器、網(wǎng)線、顯示屏、數(shù)控設(shè)備等。

圖3 數(shù)字化工廠的軟硬件架構(gòu)

4.常見問題及解決方案

4.1數(shù)據(jù)的安全性

考慮到公司領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)常出差，所以管理的實(shí)施必須能夠通過移動設(shè)備終端來實(shí)現(xiàn)。故此，數(shù)字化工廠里的所有管理環(huán)節(jié)和軟硬件設(shè)備都需要連接到互聯(lián)網(wǎng)上。由于各個電腦、數(shù)控設(shè)備和服務(wù)器之間均與外部的互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通，為此，數(shù)據(jù)的安全性成為構(gòu)建過程中的首要難題。數(shù)據(jù)安全主要涉及兩個方面：一個是數(shù)據(jù)不被泄露外傳，一個是數(shù)據(jù)不被損毀破壞。對于第一個方面，公司引進(jìn)了加密管理軟件（CASS加密軟件）和網(wǎng)絡(luò)管理軟件，對重要數(shù)據(jù)和文件進(jìn)行自動加密，對服務(wù)器上傳和下載數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，避免重要數(shù)據(jù)的流失，同時使之不經(jīng)過解密，即便流入外網(wǎng)，別人也無法使用；對于第二個方面，公司引進(jìn)了專業(yè)的殺毒軟件和防火墻軟件，同時實(shí)施遠(yuǎn)程備份和外部存儲備份，確保萬無一失。

4.2流程的時效性

ERP在處理一些流程時，經(jīng)常會因?yàn)槟承┫嚓P(guān)人員出差或遺忘等多種原因，導(dǎo)致流程被擱置，影響工作效率，特別是一些公司高管，如不能及時審批，而下屬又不好督促辦理時，會造成后續(xù)工作無法開展。故此這一問題一度造成產(chǎn)品生命周期管理的實(shí)施非常不順暢。為此，公司在流程節(jié)點(diǎn)上，設(shè)置了短信提醒和超時自動處理功能，確保了各項流程的及時處理和流轉(zhuǎn)。

4.3管理的執(zhí)行力

為進(jìn)一步促進(jìn)無紙化辦公，使各項管理的執(zhí)行力得到加強(qiáng)，保證整體目標(biāo)的快速實(shí)現(xiàn)，公司還引進(jìn)了泛微公司的OA管理軟件，輔助數(shù)字化工廠建設(shè)過程中的各項日常管理工作的開展，特別是在工作任務(wù)的下達(dá)、跟蹤以及工作責(zé)任的分工、落實(shí)等方面，該軟件能夠發(fā)揮良好的作用，對公司的ERP資源管理和CAXA協(xié)同管理的實(shí)施是一個強(qiáng)有力的補(bǔ)充。

5.實(shí)施的重要意義