為什么說數字工廠才是制造業(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、制造工藝的復雜程度、市場對于質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)需要以更短的產品設計制造周期、更快的產品迭代速度、更高的生產效率與更靈活的生產方式來應對這種變革。因此，數字化轉型是制造業(yè)在新時代的唯一出路，作為制造業(yè)，生產環(huán)節(jié)是重中之重，因此離不開數字工廠解決方案。

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

01什么是數字工廠？

數字化工廠由設備、機器人、AGV、網絡、信息數據等構成，集成了產品制造過程和工廠模型的數據庫，以提高產品的質量和生產過程所涉及的質量和動態(tài)性能。通過借助計算機，對整個生產過程進行數據采集，并可進一步擴展到整個產品制造過程的全生命周期，將打通產品設計和產品制造之間的橋梁，實現信息的集成。

簡單來說就是將設備、人、系統(tǒng)之間的互相連接起來。

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

創(chuàng)建數字工廠的好處無非就是：

• 制造更好的產品

• 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數字化工廠的幾個階段

01.計劃

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

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，從而加快產品上市速度。設計師還將供應商和銷售商整合到工廠的數字協(xié)調中。

02.設計

在規(guī)劃階段之后，當開始設計數字工廠時，設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者現在都會參與進來，從這個項目中拿走他們設計的特定區(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)數字化設計（BIM）將會及早發(fā)現安裝問題，這意味著在構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計，以確保其可行性并驗證布局是否有效。AR技術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，需要將設計與操作的意圖保持一致。這有助于發(fā)現沖突檢測并提前解決任何問題，確保努力實現最佳結果。

04. 構建

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

通過詳細的構建順序，可以組織和簡化構建過程。BIM工具協(xié)調物流，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。然后可以提高產量，直到達到所需的產量，數字工廠開始生成一個反饋循環(huán)。

03數字化工廠相較于傳統(tǒng)工廠的優(yōu)勢

面對供應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性的壓力。數字化轉型為公司提供了收集企業(yè)范圍數據的工具，這些數據可以使制造業(yè)務面對困境時，也如魚得水。

1. 縮短生產時間

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

制造商可以利用數字化加快設計和工程流程，迭代解決方案，并快速做出決策。世界經濟論壇數據表明：數字化程度最高的制造公司，將其生產時間提高了89%。

2. 靈活制造，提高敏捷性

后疫情時代，借助數字工廠，公司就更加敏捷，能夠對經濟和世界上發(fā)生的事情做出即使反應。

數字化工廠可實現靈活制造。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，進行修改或適應新場景。如果制造商由于供應鏈問題而無法獲得零件，他們可以直接在內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

數字化工廠的最終愿景是整合一切和每個人（車間、建筑、基礎設施、供應商和利益相關者），從而創(chuàng)建互聯(lián)的大數據。這使使用者能最大限度地提高整個操作的效率。

通過數字工廠，企業(yè)可以模擬替代方案，以找到更有效的實現目標的方法，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，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

數字工廠是重塑行業(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來吸引渴望技術的人才。通過數字工廠可以以更智能的方式使用數據來為業(yè)務決策提供信息，在挑戰(zhàn)發(fā)生之前感知和應對，并在不可預測的世界中更具彈性。