為什么說數(shù)字工廠才是制造業(yè)的未來？

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。因此，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是制造業(yè)在新時代的唯一出路，作為制造業(yè)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)是重中之重，因此離不開數(shù)字工廠解決方案。

實踐證明，數(shù)字化工廠解決方案，能夠幫助制造企業(yè)縮短產(chǎn)品上市周期、降低產(chǎn)品研發(fā)成本、消除信息不對稱所造成的成本與效率損失、提高生產(chǎn)線配置與布局效率、降低生產(chǎn)線潛在故障與風險、減少生產(chǎn)制造過程中的不確定性等。

01什么是數(shù)字工廠？

數(shù)字化工廠由設(shè)備、機器人、AGV、網(wǎng)絡(luò)、信息數(shù)據(jù)等構(gòu)成，集成了產(chǎn)品制造過程和工廠模型的數(shù)據(jù)庫，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過程所涉及的質(zhì)量和動態(tài)性能。通過借助計算機，對整個生產(chǎn)過程進行數(shù)據(jù)采集，并可進一步擴展到整個產(chǎn)品制造過程的全生命周期，將打通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁，實現(xiàn)信息的集成。

簡單來說就是將設(shè)備、人、系統(tǒng)之間的互相連接起來。

數(shù)字化工廠將用于優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)生命周期，應(yīng)用于工廠本身的生命周期。它還允許公司模擬假設(shè)場景，以確定升級制造環(huán)境功能的機會。

創(chuàng)建數(shù)字工廠的好處無非就是：

• 制造更好的產(chǎn)品

• 吸引更多客戶

• 提高運營效率和可持續(xù)性

• 增加創(chuàng)新

• 加快研發(fā)時間

• ......

  
  

02數(shù)字化工廠的幾個階段

01.計劃

規(guī)劃數(shù)字化工廠始于物流和產(chǎn)線布局運營。首先逐步分解工作流程，以確定每個工作站的位置、設(shè)備位置以及可最大限度地提高生產(chǎn)率的配置。

在規(guī)劃期間，電腦將模擬人員、機器和物料的移動有助于確定最有效的空間分配，從而消除瓶頸，從而加快產(chǎn)品上市速度。設(shè)計師還將供應(yīng)商和銷售商整合到工廠的數(shù)字協(xié)調(diào)中。

02.設(shè)計

在規(guī)劃階段之后，當開始設(shè)計數(shù)字工廠時，設(shè)計師也需要對制造的大框架有所了解。工程師確定如何在物理空間中布置計劃。工廠中的任何利益相關(guān)者現(xiàn)在都會參與進來，從這個項目中拿走他們設(shè)計的特定區(qū)域。

這些工廠是大型建筑，擁有大型機械和許多活動部件。建筑業(yè)數(shù)字化設(shè)計（BIM）將會及早發(fā)現(xiàn)安裝問題，這意味著在構(gòu)建和操作階段的錯誤基本沒有，并使其更快地啟動和運行。

03. 驗證

所有利益干系人都會查看設(shè)計，以確保其可行性并驗證布局是否有效。AR技術(shù)可以使工廠栩栩如生，幫助各方可視化空間并在需要時進行修改。

在此階段，需要將設(shè)計與操作的意圖保持一致。這有助于發(fā)現(xiàn)沖突檢測并提前解決任何問題，確保努力實現(xiàn)最佳結(jié)果。

04. 構(gòu)建

接下來就是建設(shè)數(shù)字化工廠。這是一個數(shù)字化編排的過程，使用建筑信息建模 （BIM） 等技術(shù)在多個團隊（如建筑師、工程師和承包商）之間進行協(xié)調(diào)，并降低成本和進度超支的風險。

通過詳細的構(gòu)建順序，可以組織和簡化構(gòu)建過程。BIM工具協(xié)調(diào)物流，而可視化則模擬布局以測試和重新測試整個空間和工作流程中的移動。當所有東西都安裝在工廠中時，可以模擬將所有站點連接在一起并打開電源。然后可以提高產(chǎn)量，直到達到所需的產(chǎn)量，數(shù)字工廠開始生成一個反饋循環(huán)。

03數(shù)字化工廠相較于傳統(tǒng)工廠的優(yōu)勢

面對供應(yīng)鏈的中斷和客戶需求的波動，制造業(yè)面臨著提高敏捷性和適應(yīng)性的壓力。數(shù)字化轉(zhuǎn)型為公司提供了收集企業(yè)范圍數(shù)據(jù)的工具，這些數(shù)據(jù)可以使制造業(yè)務(wù)面對困境時，也如魚得水。

1. 縮短生產(chǎn)時間

在制造業(yè)中，公司通常專注于產(chǎn)品生命周期，為了最大限度地提高生產(chǎn)率，必須優(yōu)化制造環(huán)境。這就是數(shù)字化的目的。得益于自動化和互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)，數(shù)字工廠中的信息傳輸速度比傳統(tǒng)制造業(yè)更快。

制造商可以利用數(shù)字化加快設(shè)計和工程流程，迭代解決方案，并快速做出決策。世界經(jīng)濟論壇數(shù)據(jù)表明：數(shù)字化程度最高的制造公司，將其生產(chǎn)時間提高了89%。

2. 靈活制造，提高敏捷性

后疫情時代，借助數(shù)字工廠，公司就更加敏捷，能夠?qū)?jīng)濟和世界上發(fā)生的事情做出即使反應(yīng)。

數(shù)字化工廠可實現(xiàn)靈活制造。借助智能機器，公司可以更加足智多謀，可以快速找到替代解決方案來改變方向，進行修改或適應(yīng)新場景。如果制造商由于供應(yīng)鏈問題而無法獲得零件，他們可以直接在內(nèi)部制造或與其他制造商聯(lián)系。通過這種靈活的模式，公司可以創(chuàng)建解決方案，從而帶來新的收入來源、更多的創(chuàng)新。

3. 針對不斷變化的需求進行定制

年初的時候，制造業(yè)經(jīng)歷了需求激增，活動達到了37年來的最高水平。事實上，制造業(yè)有望超過疫情前的生產(chǎn)水平。但是，不僅僅是需求在不斷變化，消費者想要的也在改變。大規(guī)模定制正迅速成為制造商的必備功能。

4. 提高運營效率

數(shù)字化工廠的最終愿景是整合一切和每個人（車間、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、供應(yīng)商和利益相關(guān)者），從而創(chuàng)建互聯(lián)的大數(shù)據(jù)。這使使用者能最大限度地提高整個操作的效率。

通過數(shù)字工廠，企業(yè)可以模擬替代方案，以找到更有效的實現(xiàn)目標的方法，就像保時捷將傳統(tǒng)的傳送帶替換為自由輪式自動駕駛汽車時所做的那樣，該車輛可以定制生產(chǎn)，通過僅前往每輛車所需的站點，從而來消除不必要的步驟。

04總結(jié)

數(shù)字工廠是重塑行業(yè)并縮小與對手差距的絕佳機會。制造商可以利用最新技術(shù)來吸引渴望技術(shù)的人才。通過數(shù)字工廠可以以更智能的方式使用數(shù)據(jù)來為業(yè)務(wù)決策提供信息，在挑戰(zhàn)發(fā)生之前感知和應(yīng)對，并在不可預(yù)測的世界中更具彈性。