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      如何才能打造一個真正的數字化工廠

      發布時間:2021-02-26丨點擊量:26

      如何才能打造一個真正的數字化工廠

      近年來,隨著科技的發展,數字化工廠的打造成為了很多企業的重要戰略目標。那么如何打造數字化工廠成為了首要問題。

      數字化工廠的四個核心特點:產品的智能化、生產的自動化、信息流和物資流合一,提供了數字化工廠的打造方式和成功藍圖。

      當下,打造數字化工廠成為許多企業的重要目標,但還沒有哪家企業宣布自己已經建成了一座完全數字化的工廠。那么,數字化工廠是什么?如何才能打造一個真正的數字化工廠?

      工廠數字化不僅僅是制造的數字化

      現在常被提及的數字化工廠只是“智能制造”的一個組成部分。在智能制造之下,傳統的制造流程將被重組,其最終目的是要實現產品的智能化。其中個性化的客戶需求與設計,供應商和制造商之間的信息接入與共享,售后服務的快速響應等環節與數字化工廠一起,成為智能制造非常關鍵的組成部分。

      數字化工廠不僅可以覆蓋從研發到售后的各個業務環節,也可以拓展到橫向的供應商管理領域 (見圖“數字化工廠的范圍”)。

      什么是數字化工廠?如何才能打造一個真正的數字化工廠

      研發工程端的工業4.0 應用包括數字化協同合作、數字化模型和產品虛擬化,通過運用信息化技術,可以大大短研發周期、減少研發風險、提高創新效率。供應鏈管理主要從縱向,即產品生命周期管理,以及橫向,即供應商整合管理兩個角度考慮工業4.0 的應用,應用層面非常廣泛,包括現在國內較熟悉的智能工廠、智能供應鏈、生產信息化管理系統等,可以幫助企業提升整個供應鏈的效率,降低成本,以及規范化管理上游端供應商質量。再往后端推移,工業4.0 技術也可被廣泛應用于設備智能維護及實時服務、打造數字化工作環境,以及運用數字化技術手段提高營銷效率,提供更優質的銷售及售后服務等。

      數字化工廠的打造有別于傳統業務模式

      數字化可以讓制造型企業從根本上改頭換面。數字化工廠的核心特點是:產品的智能化、生產的自動化、信息流和物資流合一。目前,從世界范圍看,還沒有一家企業宣布建成一座完全數字化的工廠。西門子雖然在全球有樣板工廠,但還沒有在全球范圍進行全面推廣。領先的制造型企業正采用一系列的先進技術實現生產乃至整條供應鏈的數字化。這些技術包括大數據分析解決方案、端至端的實時規劃和互聯、自控系統、數字孿生等。憑借這些技術,效率得以提升,企業能夠批量生產高度定制化的產品。然而,想要完全發揮出數字化的潛力,企業仍需要與主要供應商和大客戶實時互聯。

      在討論數字化工廠的未來圖景時,提到最多的是“大規模定制化生產”,這需要企業從6個維度建立相關的企業能力:

      強大的客戶需求收集和分析能力;

      社會化交互的產品研發體系;

      模塊化、智能化的產品制造工藝;

      高靈活度的供應鏈管理;

      與客戶需求匹配的生產能力(包括設備維護能力);

      智能的庫存和物流管理體系。

      除了大規模定制化生產,數字化工廠的未來圖景還包括能源的節約(據測算有大約12% 的能源節約空間),讓供應鏈更加安全,以及準確地尋找到相關領域專家的問題解決方式。而且數字化工廠的生產模式不僅局限于生產終端消費品的企業,生產設備的企業一樣可以通過實踐數字化工廠來更好地滿足客戶需求、降低成本、提高交付效率、合理管理產能。

      中國制造的數字化轉型

      德國“工業4.0”、美國“第三次工業革命”、中國“制造業2025”,世界各國紛紛提出新一代制造理念,主要是為了指導工業制造業的發展,在數字化、智能化、網絡化的全球大環境下,拉動傳統制造往智能制造方向升級,從而滿足未來市場更快速、更個性化的需求響應,并實現更低的制造成本(見圖“工業4.0 的演進過程”)。

      什么是數字化工廠?如何才能打造一個真正的數字化工廠

      德國的“工業4.0”是以“智能制造”為發展目標,建設“數字化工廠”,通過信息技術、廣泛互聯、信息交互、流程再造等一系列手段,滿足消費者差異化、定制化的需求,提高生產的活性,以及向管理者提供更佳的決策支持。

      美國的“第三次工業革命”提出得比較早,更多強調的還是信息化和自動化對制造業的沖擊和影響。當然美國的制造業領先企業也對制造業的智能化趨勢進行了布局和研究,比如通用電氣公司提出的工業互聯(Industrial Internet)概念,其方向側重于將機器分析、行業洞察、自動化和商業預測連接起來?!吨袊圃?025》于2015 年出臺,成為中國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。實施制造業創新中心建設、智能制造、綠色制造、工業強基和高端裝備創新五項工程,開展質量提升和服務型制造兩項專項行動。其戰略路徑是以創新驅動為動力和引領,以工業強基和質量提升為基礎,以智能制造為主攻方向,以綠色制造和服務型制造為側翼。

      總體來說,制造業數字化轉型在中國還剛剛起步,在未來邁向智能制造、數字化工廠之時,也要充分利用目前中國制造業企業已廣泛應用的工業自動化設備。

      未來的數字化工廠首先是基于重新設計的生產流程、供應鏈管理流程、產品再設計,以及數據收集分析和決策系統。它需要形成一個標準,自動化設備需要接入這樣的生產體系——第一,需要具備的是功能和應用場景的豐富化,滿足生產需求;第二,滿足信息采集的需求,這里的信息包括產品信息和操作信息;第三,要在實現標準化生產的同時(工序工藝的標準化,零部件的標準化)保留一定的生產柔性;最后,自動化設備的使用界面友好、維修養護費用較低、調試簡單等特性也會加快此類設備的普及。

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