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什么是数字化工厂

发布时间:2022-12-15浏览量:286

随着科技的快速发展,近年来数字化工厂的打造成为很多企业的重要战略目标,但是如何打造数字化工厂成为企业探索的首要问题。虽然打造数字化工厂成为众多企业的重要目标,但还没有哪家企业宣布已经建成了一座完全的数字化工厂。那么,数字化工厂是什么?如何才能打造一个真正的数字化工厂。

一、工业革命

说到数字化工厂就不得不简单聊一下工业革命。

1. 工业1.0时代

(1765-1870年,持续了105年)

由英国瓦特发明蒸汽机开启,以机械化、蒸汽机为标志,用蒸汽动力驱动机器取代人力的动力源革命,从此手动工业从农业中分离出来,正式进化为工业。


▌2.工业2.0时代

(1870-1969年,持续99年)

由西门子发明电机开启,以电气化为标志,用电力驱动机械取代蒸汽动力的动力源革命,形成流水线生产,从此零部件生产与产品装配实现分工,工业进入大规模生产时代。


▌3.工业3.0时代

(1969年至今,持续53年)

由西门子、ABB、施耐德、霍伟尼尔、松下等企业引领,以自动化PLC的应用为标志,从此机器不但接管了大部分人类的体力劳动,同时也接管了一部分脑力劳动,工业生产的总能力自此超越了人类消费的总能力。


▌4.工业4.0时代

呈现百家争鸣,英国未来制造业预测、美国工业互联网、德国工业4.0、韩国制造业革新战略3.0、日本机器人新战略、中国制造2025。如何实现工业4.0,谁又能引领工业4.0时代,各国众说纷纭,物联网、大数据、云计算好像什么都是工业4.0,又好像什么都不是工业4.0。


二、什么是数字化工厂?

那么什么是数字化工厂?可以说数字化工厂就仿佛工业4.0的缩影。

“广义”数字化工厂理解为以生产产品或提供服务的制造企业为核心企业,以及相关联的成员,包括核心制造企业、供应商、软件系统服务商合作伙伴、协作厂商、客户、分销商、银行等,使其生产与经营过程中所有信息数字化的动态联盟。

“狭义”数字化工厂的理解为它以制造资源、生产操作和产品为核心,以产品生命周期数据为基础,应用仿真技术、虚拟现实技术、实验验证技术等,是产品在生产工位、生产单元、生产线以及整个工厂中的所有真实活动虚拟化,并对加工和装配过程进行仿真、试验、分析、优化的一种集成组织方式。


前面有说世界上还没有一家企业宣布建成一座完全数字化的工厂。西门子虽然在全球建有样板工厂,但还没有在全球范围进行全面推广。西门子大中华区CEO赫尔曼曾说,数字化企业不可能单独构建,只有携手合作才能加快迈向美丽的远景目标。领先的制造型企业正采用一系列的先进技术实现生产乃至整条供应链的数字化。

这些技术包括大数据分析解决方案、端至端的实时规划和互联、自控系统、数字孪生等。凭借这些技术,效率得以提升,企业能够批量生产高度定制化的产品。然而,想要完全发挥出数字化的潜力,企业仍需要与主要供应商和大客户实时互联。


在中国很多企业正在朝着数字化工厂摸索前进取了一些成绩,但也发现了一些问题。通常能听到他们的想法表示:“想造一座类似于某企业的全自动工厂或‘智能化’工厂。”然而接下来抛出的问题自然是“贵公司如何定义‘智能化’?是否有清晰的数字化工厂战略?是否有明确的各项评估指?”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。

三、如何实现数字化工厂?

基于上面浅谈的数字化工厂的内容,那么如何实现这一目标?

▌1. 描绘数字化工厂蓝图,进行顶层整体设计规划

首先,大多数企业寄希望于有现成的数字化工厂依葫芦画瓢而现实又没有一座完全数字化的工厂,所以结合企业实际情况建立适合自身的PC制造数字化工厂蓝图。其次,PC制造数字化工厂涉及不同技术如物联网硬件、集成管理系统等,其中许多技术很容易上线比如机械手划线置模、人脸识别等。

但是对于各项技术如何匹配整体战略和运营目标,如何与其它现有技术配合,我们需要有明确的想法,不应该仅限于功能上线堆积。在未来数字化工厂战略实施时,企业需认识自身目前的成熟度,聚焦能带来价值最大化的项目。最后,需要组建起一支由高层、中层以及车间工人组成的支持者队伍,共同推进战略的落地。


▌2. 设立试点项目

数字化的经济效益有时并不容易量化,而且在初始阶段,团队只能提供非常有限的技术概念和演示,因此可能难以争取到资金和利益相关方的认可。

通过设立试点项目,企业摸索出最适合自身的方式,将其成效展现给整个组织并获得它们的认可,进而争取到资金用于大规模的推广。试点项目过程务必让工人加入到试点工作中,一线工人往往能够提出一些建设性意见,并且它可能会给整个劳动力带来变革。


▌3. 确定所需的能力

生产环节中什么最重要?更完善、自动化程度更高的设备?为管理者提供及时、定制化的信息?传感器集成数据?从能力的角度出发考虑这个问题能带来更大的价值。数字化工厂的目标并不是实施最酷炫的新装置,而是达到提升效率、改善质量或增强业务本身等特定的目标。应该根据试点中汲取的经验,从组织、人才、流程和技术四个战略的维度,结合企业的生产战略和整体业务目标,详细勾勒出数字化工厂所聚焦的能力以及工厂体系的架构。


四、PC数字化工厂有哪些痛点?

在PC制造数字化工厂实施路径中存在哪些痛点?

▌1. 装配式建筑通用化、标准化、模块化等程度低,个性定制需求多

目前大多数装配式PC制造企业还处在数字化转型的初期或者计划期,当面对“多品种,小批量”的定制化订单时,依然是焦头烂额。从而迫使企业寻求数字化柔性生产系统的解决方案。

▌2. 缺乏上层整体性的规划

不少企业由于缺乏整体性的战略规划,导致对未来数字化的具体需求不甚明晰,对企业当前数字化水平认知不足,从而无法客观地判断两者间的差距,确定所需补强的能力。

▌3. 无法规避的经济效益

要实现高度数字化或自动化,技术方面可能需要很长时间的积累方才可行。而从成本效益角度考虑,收回投资也需要很长一段时间。因此,如果纯粹从投资回报的角度考虑效益问题,将使得企业在面对数字化工厂时踌躇不前。

▌4. 没有全盘技术考虑

中国制造业的自动化和数字化发展时间相对较短,数据分布较为分散,难以获得数字化工厂所需要的产品全生命周期的系统性数据,同时使得标准的制定变得困难。特别在建筑行业对于数字化工厂似乎非常的陌生,粗放型管理、劳动密集型产业也许是整个行业的共识。那么企业想实现数字化工厂的跨越式发展。但是工厂车间里的设备落后,难以实时抓取和传输数据,是中国企业不得不面对的主要问题


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