智能数字化工厂热潮来袭，制造工厂将发生哪些改变

 智能数字化工厂热潮来袭 ，制造工厂将发生哪些改变？

导读：无论身处工业2.0还是3.0阶段，许多企业在怀揣智能工厂梦想的同时，却往往尚未形成清晰的思路及举措。随着“工业4.0”的热潮从德国涌向全球及“中国制造2025”的实施，越来越多的制造企业正决意将未来制造的愿景变为现实，以期在数字化引领的工业变革中尽早谋篇布局，但越来越多的企业在智能制造之路上却不知道从哪里开始，如何正确的实现数字化工厂。


如果说要完全实现“数字化制造”尚需时日的话，那么在当下，制造业如何通过“自动化制造”，破解劳动力成本不断上涨、劳动力结构性短缺的问题，是迫切的现实课题。在此趋势下，全球各大院校、科研机构和先进制造企业的研究重点之一—— 数字化工厂，并已初步形成一致的结论：数字化工厂是智能制造和工业4.0 实现的必经之路。

“中国制造2025”为中国实施制造强国战略做出了顶层计划和路线图。近年来，中国在家电、工程机械、石化、电子消费品等众多行业涌现出了一大批数字化工厂的应用实例。

中国数字化工厂的蓬勃发展固然可喜，但我们也发现了一些问题。当我们与希望建设数字化工厂的客户接洽时，通常能听到他们表示：“我们想造一座类似于某企业的全自动工厂或‘智能化’工厂”。然而，大多数企业并不能明确阐述他们希望中的数字化工厂，而是寄希望于有现成的智能化工厂定义，能够毫不费力地直接照搬。

近期制造业知名机构特对来自德国及欧洲的大型工业及制造业领域内的200位企业高管开展“数字化工厂2020 — 欧洲数字化工厂高管调研”，结果显示， 91%的工业企业正投资数字化工厂，但认为他们的工厂已经“完全数字化”的仅占6%。

数字化工厂是迈向智能工厂的基础

制造业存在三大需求—提高生产效率、缩短产品上市时间、增加制造的灵活性。然而在传统的制造条件下，要同时满足这三大需求并不容易，企业通常得牺牲灵活性来提升生产效率和缩短产品上市时间。制造企业要同时满足这三大需求，保障并提升产品质量，智能制造是制造企业发力方向。

数字化工厂是迈向智能工厂的基础，数字化工厂是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。

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什么是智造趋势下的数字化工厂 ？

数字化制造的其中一个重要基础，正是实现自动化制造；提升自动化水平是企业跨向数字化的步！

随着国际竞争的不断加剧和制造业劳动力成本的不断上升，对设备效率、制造成本和产品质量等环节的要求不断提高。

轻工业化本质在提升质量，而非降低成本 ！

人力成本被认为是导致近年制造业竞争力下降的原因，但制造业不能仅仅盯着制造环节的成本，应该更加注重供应链成本。而数字化制造从一开始就不仅仅是为了降低成本，的目的在于提升质量，而高质量并不意味高成本。

近年，国内制造业遭遇的发展瓶颈中，人力成本的上涨，被认为是导致制造业竞争力下降的重要原因之一。很多制造业的企业主都喜欢谈控制成本，但质量才是企业的竞争力。

事实上，很多时候企业面临的并不仅仅是制造环节的成本，而应该更加注重供应链的成本。因为，即使在劳动密集型企业中，人力成本毕竟只是占据一定的比例，而不是成本的全部。

高质量在工业制造领域的重要性不言而喻。作为耐用品的工业产品，比如一款海上风力发电机的产品，一旦出现问题，不仅造成的损失不可估量，而且需要动用到直升机维修，维修的后期成本也非常高。

为此，在实现质量提升上，数字化制造首先是借助自动化产线上的机器充当“纠错官”的角色，比如当工人少拧了一颗螺丝，机器会自动发出警示，阻止产品进入下一个环节，通过机器的协助，减少人的出错。通过机器的“检查”杜绝人在制造过程的差错，这只是保证产品质量的基础一步，由制造质量、研发质量以及原材料质量组成的产品质量中，更需要的是借助数字化制造去保障研发质量和原材料质量。

6轴带视觉机器人

众所周知，智能制造和工业4.0 已成为全球的研究热点。智能制造以数字化、网络化和智能化为其三大要素，其中数字化是基础，要求产品模型化、资源模型化和过程可视化，不难发现其本质是在产品生命周期内实现模型驱动需求、设计、制造、生产、验证及服务全过程。

让小编继续为大家介绍下

“ 什么是数字化工厂 ” ？

业内人士认为基于工业4.0的未来制造，一定是一个能实现快速反应，符合高度柔性化、自动化，智能化的，数字化工厂 ，它主要体现以下方面特点。

数字化工厂是指以产品生命周期数据为基础，利用计算机技术对整个生产过程进行评估分析，通过数字制造技术与计算机仿真技术的结合，实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。

在传统制造业中，一个错误的设计可能会导致严重的损失，那么如何确保产品从设计、生产到消费过程都能正常运行，将制造过程虚拟化是一种的方法。因此，数字化工厂包括了产品数字化、设备数字化、制造过程数字化、管理数字化以及营销数字化等。

随着信息化技术的发展成熟，采用数字化工厂的企业将获得更多的竞争力。也可以这么说，数字化是制造商为了驱动客户和员工价值而对商业模型和生产流程改造的一种技术投资。

智能工厂是构成工业4.0的核心元素。在智能工厂内不仅要求单体设备是智能的，而且要求工厂内的所有设施、设备与资源实现互通互联，以满足智能生产和智能物流的要求。通过互联网等通信网络，使工厂内外的万物互联，形成全新的业务模式。

工业4.0 提出了物理赛博系统（CPS) 、三大集成和八项行动等实现技术与规划，其核心是产品生命周期和生产生命周期（即两PLM ) 的融合，同时融合的基础还是模型。可见，智能制造和工业4.0的核心、本质及其实现的基础均离不开产品生命周期及在全过程中运行的模型。因此在智能制造和工业4.0 的驱使下，从PLM 视角入手，数字化工厂应充分继承前人的研究成果，结合新特征和技术以进一步向深度和广度延伸，满足智能制造和工业4.0 的发展要求。

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西门子成都数字化工厂是什么样的？


西门子成都工厂成立与2013年9月，员工370余名，其中工人100多人，每天工作三班，生产西门子工控产品，包括PLC、人机界面、工业PC等，总面积3.53万平米，其中生产区域3100平米。目前已完成了一期工程，还预留了后面两期工厂的用地。全部建成后，生产区域面积将达到1万平米。该工厂生产的产品既有面向中国国内客户的，也有出口国外的产品。良率达到了惊人的99.9985%，准时交付率达到98.8%。

负责人首先介绍了西门子的愿景：尽善尽美为客户。他强调西门子的战略方针是：质量、准时交付和创新，可持续的企业文化。他认为对于工业产品而言，质量非常关键，例如风电产品是无人值守，维修非常麻烦，因此，必须确保将质量作为首要目标。

质量的要素包括制造质量、研发质量和原材料的质量。在制造过程，手工操作是容易产生质量问题的关键要素，机器可以帮助人不犯错误，在成都工厂的生产线上，设计了自动防呆系统，零件盒的指示灯可以工人所需安装的零件，避免误操作；通过研发与制造紧密配合，可以规避很多质量问题，例如进行防呆设计；而对于原材料质量，需要推进质量追溯，确保过程数据全程有记录，可以追溯到原材料的批次。

通过此次观摩，我们团队初步领略了西门子数字化工厂的内涵：

1）从产品研发、订单处理到生产调度、数据采集，通过多个信息系统的无缝集成实现闭环；

2）通过数字技术的应用，实现高效率、高质量；

3）通过MES系统和柔性的生产线，实现电子产品的混流生产；

4）通过人机协作，实现高效生产。

在参观过程中，我们团队不断在回味工业4.0的核心CPS（Cyber Physical System）的含义。的确，CPS需要实现信息系统之间，信息系统与人、信息系统与设备之间的互联。

那么，西门子成都工厂是否已经完全实现工业4.0？

我们想，答案实际上是：工业创新是一个长期的持续改进的过程。工业4.0是一个愿景，不论是西门子还是其他的工业巨头，都在不断改进，结合自身的产品特点，寻找一条走向工业4.0的路线图。