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《數字化工廠頂層設計與規(guī)劃》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、解讀數字化工廠頂層設計與規(guī)劃無論身處工業(yè)2.0還是3.0階段，許多企業(yè)在懷揣智能工廠夢想的同時，卻往往尚未形成清晰的思路及舉措。隨著“工業(yè)4.0”的熱潮從德國涌向全球及“中國制造2025”的實施，越來越多的制造企業(yè)正決意將未來制造的愿景變?yōu)楝F實，以期在數字化引領的工業(yè)變革中盡早謀篇布局，但越來越多的企業(yè)在智能制造之路上卻不知道從哪里開始，如何正確的實現數字化工廠。數字化工廠是邁向智能工廠的基礎制造業(yè)存在三大需求—提高生產效率、縮短產品上市時間、增加制造的靈活性。然而在傳統的制造條件下，要同時滿足這三大需求并不容易，企業(yè)通常得犧牲靈活性來提升生產效率和縮短產品
2、上市時間。制造企業(yè)要同時滿足這三大需求，保障并提升產品質量，智能制造是制造企業(yè)發(fā)力方向。數字化工廠是邁向智能工廠的基礎，數字化工廠是指以產品全生命周期的相關數據為基礎，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。是現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物，同時具有其鮮明的特征。它的出現給基礎制造業(yè)注入了新的活力，主要作為溝通產品設計和產品制造之間的橋梁。圖1智能制造之路數字化自評和診斷是數字化工廠規(guī)劃的依據智能制造離自己到底有多遠？企業(yè)到底處在何水平？這是許多制造企業(yè)非常關心的一個話題。智能制
3、造雖已成為制造企業(yè)轉型共識，但對其概念和內涵還未有統一的認識，尤其是對智能制造的發(fā)展路徑還未明確，卻不知道如何部署智能制造，制造企業(yè)在實施智能制造戰(zhàn)略時如何確定最終目標，如何整體策劃、分步實施還缺乏有效的指引。工業(yè)4.0能力成熟度模型可以幫助企業(yè)明確工業(yè)4.0的現狀，指導企業(yè)找到提高智能制造水平的方法，逐步建立屬于自己的工業(yè)4.0模式。因此，數字化診斷是制造企業(yè)數字化工廠頂層設計與規(guī)劃的有效依據。圖2智能制造推進進程示意圖為此，我們總結了一套智能制造能力成熟度評估方法，制造企業(yè)可基于此方法進行自我評測，用來自我評測對智能制造升級是否準備好，并且通過評測可以了
4、解自己處在一個什么狀態(tài)，再經企業(yè)策略訪談確定關鍵流程，在全集成自動化、制造運營管理、產品生命周期管理上進行整合，協助企業(yè)理出明確的智能制造藍圖與分段實施的步驟，讓企業(yè)打造智能工廠的每一階段投入，都能得到目標效益的反饋，以達到企業(yè)獲利并永續(xù)經營的目標。圖3企業(yè)智能制造能力成熟度自評結果舉例制定數字化企業(yè)愿景與目標在未來工業(yè)4.0時代，智能工廠將取代現在單一的工廠，并且具備更加柔性和智能的能力，支撐更快產品投產與下線，智能工廠將包含“智能化生產技術”，包括產品全生命周期管理、企業(yè)資源規(guī)劃系統、生產運營管控、應用鏈管理、實時數據庫、先進過程控制，以及分散控制系統和
5、現場總線控制系統、大數據處理、云計算技術、增材制造等新技術應用。如此多的智能制造技術正在重塑制造業(yè)，那么制造企業(yè)非常有必要基于能力成熟度模型診斷結果來明確數字化企業(yè)的愿景。筆者曾幫某一中小企業(yè)進行過數字化診斷，并基于診斷結果幫助企業(yè)分析數字化企業(yè)愿景。此企業(yè)正在努力由設備制造商向系統集成商轉型，并希望借此機會抓住機遇迅速做大做強，實現可持續(xù)發(fā)展，未來通過智能制造縮短產品上市時間、減少設計修改、縮短工藝規(guī)劃周期和生產制造周期、提升產品質量和降低產品成本，為客戶提供滿意度超值的智能化產品。圖4企業(yè)智能制造愿景舉例做好數字化工廠頂層架構設計我們曾花了45天時間對某
6、高新區(qū)65家制造企業(yè)進行了走訪和調研，發(fā)現不少企業(yè)在某些領域已構筑了單點系統，企業(yè)經過第一輪信息化浪潮后急切需要從整個企業(yè)頂層上實現業(yè)務和信息系統的整合，從而實現數字化企業(yè)。其次，制造企業(yè)如何基于現有經驗和基礎，以低成本高規(guī)格實現數字化工廠是當前許多制造企業(yè)面臨的核心問題。因此，制造企業(yè)在數字化轉型過程中會遇到各種各樣的問題，涉及到設備層、控制層、接口層、執(zhí)行層和管理層，非常有必要建立頂層框架來進行思考。智能工廠設計與建設的關鍵是數字化，只有在數字化的基礎上，引入智能設備、制造智能、商業(yè)智能等“智能基因”，才能最終打造出真正意義上的智能工廠，因此，數字化工廠
7、的頂層設計與規(guī)劃在制造企業(yè)推行智能制造顯得非常重要。制造企業(yè)在數字化工廠頂層架構方面可參照ISA-95和IEC62264標準，其定義了制造企業(yè)的五個層級。圖5制造企業(yè)五個層級模型同時，數字化工廠頂層規(guī)劃需要考慮先進生產管理模式，并結合企業(yè)自身的生產特點進行突破和創(chuàng)新，實現生產管理的敏捷制造、準時交貨、精益高效和質量至上目標。圖6制造企業(yè)數字化工廠頂層架構舉例數字化工廠規(guī)劃涉及的關鍵技術智能工廠代表了一場產業(yè)革命，不僅是創(chuàng)新意義上的，也是在節(jié)約生產時間、成本等方面卓有成效、最大程度提高生產力的革命，由此給制造企業(yè)創(chuàng)造出更新更大的機遇。制造企業(yè)除做好數字化工廠頂
8、層設計與規(guī)劃外，還應以產品研制業(yè)務主線，以信息集成為
