數(shù)字化工廠是基于全業(yè)務流程進行頂層規(guī)劃，利用自動化、數(shù)字化、信息化、 物聯(lián)網(wǎng)等新興技術，重點完成工廠建模、工藝流程仿真、高端數(shù)控設備運用，智能物流、 智慧能源管理等系統(tǒng)。從而完成“數(shù)字化研發(fā)、數(shù)字化供應鏈、數(shù)字化生產(chǎn)、數(shù)字化運營” 全方位智能工廠建設。構建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、安全的智能化工廠。

圖1 企業(yè)數(shù)字化工廠制造運營系統(tǒng)功能架構

01工廠設計數(shù)字化

企業(yè)數(shù)字化工廠設計主要包括三大塊:以訂單為核心的運營平臺，包括客戶需求管理、銷售訂單活動、供應鏈管理、生產(chǎn)計劃管理等；以產(chǎn)品為中心的研發(fā)平臺，包括產(chǎn)品研發(fā)、服務等；以及以MOM系統(tǒng)為核心的生產(chǎn)管控平臺，其核心基礎是數(shù) 字化車間。數(shù)字化車間是基于生產(chǎn)設備、生產(chǎn)設施等硬件設施，以降本提質(zhì)增效、快速響應市場為目的，在對工藝設計、生產(chǎn)組織、過程控制等環(huán)節(jié)優(yōu)化管理的基礎上，通過數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化等手段，在計算機虛擬環(huán)境中，對人、機、料、法、環(huán)、測等生產(chǎn)資源與生產(chǎn)過程進行設計、管理、仿真、優(yōu)化與可視化等工作，以信息數(shù)字化及數(shù)據(jù)流動為主要特征，對生產(chǎn)資源、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)設施以及生產(chǎn)過程進行精細、精準、敏捷、高效地管理與控制。

02產(chǎn)品設計數(shù)字化

需要企業(yè)提升數(shù)字化設計和產(chǎn)品開發(fā)能力，重視知識產(chǎn)權的保護，在 CAX和PLM 等方面持續(xù)進行軟硬件投資，建設以CAX為主的基于3D環(huán)境結(jié)構設計平臺、仿真軟件開發(fā)平臺，提升產(chǎn)品設計手段，實現(xiàn)了全數(shù)字化產(chǎn)品建模。為降低技術創(chuàng)新風險和新產(chǎn)品研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品研制周期，一方面將擴大仿真軟件應用，滿足仿真分析的要求，建立多領域協(xié)同仿真平臺，一方面將進一步實現(xiàn)研發(fā)數(shù)據(jù)集成與過程管理，規(guī)范設計過程和設計標準，包括數(shù)據(jù)、文檔、業(yè)務流程、操作規(guī)范等標準，提升產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)復用能力。

03制造過程裝備數(shù)字化

需要企業(yè)采購國內(nèi)外先進的數(shù)控加工生產(chǎn)設備和檢測設備，應用自動化集成化、數(shù)字化的軟硬件技術，分別在零部件生產(chǎn)、組裝、測試等工藝實現(xiàn)數(shù)字化的自動化管控；關鍵工作站采用MOM系統(tǒng)進行生產(chǎn)過程管控，在生產(chǎn)過程，物料配送采用AGV小車進行物料的移轉(zhuǎn)，可根據(jù)倉庫和生產(chǎn)線的需求信息，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的物料移動。過程管理信息化，生產(chǎn)過程采用 MOM 系統(tǒng)，集 成人、機、料、法生產(chǎn)要素，對生產(chǎn)進度、現(xiàn)場運行、質(zhì)量檢驗、設備狀態(tài)等信息，進行自動采集和分析，實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度自動化，過程管理信息化，生產(chǎn)監(jiān)控無人化。采用數(shù)字孿生技術，實時呈現(xiàn)生產(chǎn)設備的運行狀態(tài)，實現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實物理的動態(tài)映射。

04制造過程管理信息化

導入和建設 MOM 生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)，以 MOM 系統(tǒng)為核心對，各生產(chǎn)要素實現(xiàn)數(shù)字化管理，整合企業(yè)已有的 ERP 系統(tǒng)的業(yè)務流程與數(shù)據(jù)，實現(xiàn)敏捷供應鏈與柔性生產(chǎn)。通過制造執(zhí)行系統(tǒng) MOM 的實施，實現(xiàn)企業(yè)計劃層與車間執(zhí)行層的雙向信息流交互，提高車間生產(chǎn)和響應的敏捷性，幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產(chǎn)。通過企業(yè)資源計劃 ERP 系統(tǒng)，涵蓋供 應鏈、物流、成本等企業(yè)核心管理功能，全面實現(xiàn)業(yè)務與財務一體化管控，并在此基礎上 進一步優(yōu)化供應鏈體系與流程，推進供應鏈協(xié)同平臺 SCM 的建設，集成實施高級益模 APS、 物料需求計劃 MRP、供應商管理 SRM，實現(xiàn)動態(tài)、柔性、智能的三計劃模式，提升交付水平，降低成品及材料庫存，打造高效、協(xié)同的供應鏈運營體系。通過集成生產(chǎn)過程和業(yè)務 過程中的數(shù)據(jù)的應用，為構建工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺夯實基礎，進一步通過數(shù)據(jù)的智能分析為決策提供支持，驅(qū)動企業(yè)降本增效與業(yè)務創(chuàng)新。

05物流配送信息化

基于客戶需求拉動，集成物流與信息流，實現(xiàn)物流信息、物料信息、庫存信息互聯(lián)共享、相互反饋、精準執(zhí)行的現(xiàn)代化智能物流配送系統(tǒng)。工廠內(nèi)部能夠基于車間、車間實際需求拉動物料精準配送；工廠外部根據(jù)客戶和產(chǎn)品需求調(diào)整目標庫存水平，實現(xiàn)精益物流管控。最終達到減少物流搬運，降低在制品、成品庫存目標。

06能源資源利用集約化

建立能源綜合管理監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)主要耗能設備的動態(tài)監(jiān)測與控制。建立產(chǎn)耗預測模 型，水、電、氣、煤、油以及物料等消耗實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控、自動分析，實現(xiàn)能源資源 的優(yōu)化調(diào)度、平衡預測和有效管理。

07數(shù)據(jù)互聯(lián)互通

建立企業(yè)設備物聯(lián)網(wǎng) SACADA 平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)設備之間、能源設備之間的數(shù)據(jù)采集與監(jiān) 視控制，有效的解決“聾啞”設備，提升設備利用率、設備管理能力和能源使用效率。采用工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無線網(wǎng)技術，搭建覆蓋全企業(yè)的 OT、IT 網(wǎng)絡。通過企業(yè) 集成交互，使 ERP、MOM、CRM、PLM、SCM、MRP 等信息系統(tǒng)之間更加敏捷的進行數(shù)據(jù)交互、 應用重組和業(yè)務構建，實現(xiàn)設計、工藝、制造、檢驗、物流等制造過程業(yè)務系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通?；ヂ?lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)兩大平臺之間的深度集成，整體實現(xiàn)設備網(wǎng)絡化、集群化、智能化，為智能工廠提供一個全方位互聯(lián)互通的網(wǎng)絡環(huán)境。

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