數(shù)字化工廠的產(chǎn)生與發(fā)展

雖然CAD與PDM等專注于產(chǎn)品設(shè)計的軟件自誕生至今已有二三十年的歷史，但在相當(dāng)長的時間里，由于缺乏科學(xué)有效的數(shù)據(jù)協(xié)同管理手段，智能制造公司，研發(fā)設(shè)計階段所產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與信息，無法實現(xiàn)與后續(xù)生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)執(zhí)行環(huán)節(jié)同步共享，僅能通過負責(zé)生產(chǎn)的工作人員的經(jīng)驗判斷安排生產(chǎn)，由信息不對稱而造成的一切問題，只能進行被動的應(yīng)對與處理，不但嚴重影響實際生產(chǎn)效率，而且還需承擔(dān)由此產(chǎn)生的額外成本損失。這種由于產(chǎn)品設(shè)計與制造環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)與信息脫節(jié)所引發(fā)的種種問題，是制造業(yè)的一大痛點。

隨著制造業(yè)競爭的日益激烈，客戶需求的多樣化、制造工藝的復(fù)雜程度、市場對于質(zhì)量與效率的訴求不斷提升，傳統(tǒng)制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。制造企業(yè)需要以更短的產(chǎn)品設(shè)計制造周期、更快的產(chǎn)品迭代速度、更高的生產(chǎn)效率與更靈活的生產(chǎn)方式來應(yīng)對這種變革。

數(shù)字化工廠

“數(shù)字化工廠”貫穿整個工藝設(shè)計、規(guī)劃、驗證、直至車間生產(chǎn)工藝整個制造過程，在實施過程需要注意系統(tǒng)集成方面的問題，“數(shù)字化工廠”不是一個***的系統(tǒng)，規(guī)劃時，需要與設(shè)計部門的CAD/PDM系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，并對設(shè)計產(chǎn)品進行可制造性驗證（工藝評審），同時，所有規(guī)劃還需要考慮工廠資源情況。所以，“數(shù)字化工廠”與設(shè)計系統(tǒng)CAD/PDM和企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP的集成是必須的。同時，智能制造設(shè)計，“數(shù)字化工廠”還有必要把企業(yè)已有的規(guī)劃“知識”（如工時卡、焊接規(guī)范等）集成起來，整個集成的底部是PLM構(gòu)架。

同時，類似于PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)，每個企業(yè)都有自己的流程和規(guī)范，考慮到很多人都在一個環(huán)境中協(xié)同工作（工藝工程師、設(shè)計工程師、零件和工具制造者、外包商、供應(yīng)商以及生產(chǎn)工程師等），隨時會創(chuàng)建大量的數(shù)據(jù)，所以，“數(shù)字化工廠”規(guī)劃系統(tǒng)也存在客戶化定制的要求，如操作界面、流程規(guī)范、輸出等，主要是便于使用和存取等。

數(shù)字化工廠由來

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?，但在解決“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)還沒有實現(xiàn)有效的計算機輔助治理機制，“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（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，從而實現(xiàn)虛擬制造和并行工程，保障生產(chǎn)的順利進行。

“數(shù)字化工廠”規(guī)劃系統(tǒng)通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，通過具體的規(guī)劃設(shè)計和驗證預(yù)見所有的制造任務(wù)，智能制造，在進步質(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，減少為了完成某項任務(wù)所需的資源數(shù)目等，智能制造價格，實現(xiàn)主機廠內(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)的重組和運行進行仿真，使生產(chǎn)系統(tǒng)在投入運行前就了解系統(tǒng)的使用性能，分析其可靠性、經(jīng)濟性、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。