什么是數(shù)字化工廠如何打造數(shù)字化工廠

近期的第13屆亞洲金融論壇中，相關(guān)人士驚人爆出，“數(shù)字化的轉(zhuǎn)型中，84%的努力時失敗的”。雖然這句話指的是經(jīng)濟數(shù)字化的轉(zhuǎn)型，但是數(shù)字化工廠也在這84%其中。

制造業(yè)中經(jīng)常提到的數(shù)字化工廠，是實現(xiàn)智能制造的一部分。實現(xiàn)工廠的數(shù)字化，是許多商家憧憬，也是眾多工控廠商要布局的市場。何為數(shù)字化工廠，數(shù)字化工廠應(yīng)該是怎么樣的？

數(shù)字化工廠的優(yōu)勢

所謂數(shù)字化工廠，就是較于傳統(tǒng)工廠的轉(zhuǎn)型升級。在數(shù)字化工廠中，多會利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備、人、系統(tǒng)之間的互連，消除“信息孤島”的存在。傳統(tǒng)工廠有個弊端，就是人工成本高，并且效率不佳。并且，工廠的設(shè)備發(fā)生“意外”是普遍存在的，避免工廠設(shè)備的隱患，減少設(shè)備故障的損失，就是數(shù)字化索要實現(xiàn)的功能。

舉個例子，數(shù)字化工廠就是所有的生產(chǎn)設(shè)備被監(jiān)控起來，實時收集和分析數(shù)據(jù)，對工廠設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，提前預(yù)警并找出最佳的解決方案。讓工廠每臺設(shè)備保持最佳的狀態(tài)運行的同事，減少人工成本的投入和生產(chǎn)出最佳的產(chǎn)品。

國內(nèi)工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型問題

專業(yè)人士指出，數(shù)字化轉(zhuǎn)型84%的努力失敗了，因為多數(shù)企業(yè)認為數(shù)字轉(zhuǎn)型，僅僅只是一個技術(shù)的問題，因此對于硬件、軟件進行大規(guī)模投入，但沒有對員工的“數(shù)字化培養(yǎng)”進行投資。

關(guān)于中國的數(shù)字化工廠，其發(fā)展還在起步期，難免會走許多彎路。有報道指出，國內(nèi)工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型，面臨著三個方面的挑戰(zhàn)。第一，未吃透數(shù)字化概念，缺乏整體性的規(guī)劃；第二，效益的狹義誤區(qū)無法走出，第三，缺乏有技能的人才，導(dǎo)致企業(yè)數(shù)字化“名存實亡”。

數(shù)字化工廠的實現(xiàn)，需要多部門的協(xié)調(diào)。頂層決策者戰(zhàn)略性非常重要，要能夠指導(dǎo)整個制造業(yè)數(shù)字化戰(zhàn)略。為此，國家在2019年出臺工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計方案，推動數(shù)十萬企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

如何打造數(shù)字化工廠

最早提出數(shù)字化工廠的不是中國，我們先來看看德國的“工業(yè)4.0”概念，德國以“智能制造”為發(fā)展目標(biāo)建設(shè)數(shù)字化工廠，通過信息技術(shù)、廣泛互聯(lián)、信息交互一系列手段。讓工廠的生產(chǎn)更加靈活性，能夠滿足消費者的差異化和定制化需求。

也就是說，未來的數(shù)字化工廠是基于重新設(shè)計的生產(chǎn)流程、供應(yīng)鏈管理流程、產(chǎn)品再設(shè)計，以及數(shù)據(jù)收集分析和決策系統(tǒng)。所以，打造數(shù)字化工廠：首先，需要具備功能和應(yīng)用場景的豐富化；其次，滿足信息采集的需求；再次，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的同事，保留一定的柔性生產(chǎn)；最后，自動化設(shè)備簡單實用，容易普及并且維修養(yǎng)護費用低廉。

我們經(jīng)常講，數(shù)據(jù)的收集和數(shù)據(jù)的應(yīng)用是兩回事。在工廠數(shù)據(jù)收集方面，我們在PLC做一些部署，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集然后送上云端，是很容易實現(xiàn)的。但是這個過程中，垃圾數(shù)據(jù)也不在少數(shù)。工廠如何辨別數(shù)據(jù)的價值，以及應(yīng)用數(shù)據(jù)，是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵之一。

當(dāng)工廠獲取內(nèi)部數(shù)據(jù)，解決生產(chǎn)問題后。工廠與外部的數(shù)據(jù)，即消費數(shù)據(jù)的互聯(lián)，是打造數(shù)字化工廠的另一部分。為此，就需要一個安全可靠的平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分享，最終做到滿足于消費者個性化、定制化生產(chǎn)，也就是現(xiàn)在常提的智能制造。

國內(nèi)外的案例

西門子作為世界的工控豪門，在2019年提出利用人工智能、大數(shù)據(jù)、與計算跟傳統(tǒng)數(shù)字化能力結(jié)合，打造智慧行工廠。西門子把產(chǎn)品周期分為產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)制造、運營服務(wù)5個階段，也把設(shè)備制造分為5個階段，在這個基礎(chǔ)上完成數(shù)字化系統(tǒng)。數(shù)字化系統(tǒng)在每個階段，都與物理系統(tǒng)對接，稱之為“數(shù)字化雙胞胎”。第一個階段，構(gòu)建一個產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎，即數(shù)字化設(shè)計、仿真和驗證；第二階段構(gòu)建生產(chǎn)數(shù)字化雙胞胎，以規(guī)劃生產(chǎn)；第三階段是執(zhí)行階段，構(gòu)建性能數(shù)字化雙胞胎。

博世蘇州汽車電子工廠開展的工業(yè)4.0應(yīng)用覆蓋了多個方面，在物料管理、生產(chǎn)訂單安排、設(shè)備維護保養(yǎng)以及人員效率提升等方面體現(xiàn)效益。在生產(chǎn)區(qū)域，所有工位、原料均處于有序管理狀態(tài)。根據(jù)生產(chǎn)訂單，實現(xiàn)設(shè)備自動叫料、機器人準(zhǔn)確定位和自動派料。依托大數(shù)據(jù)收集和分析完成預(yù)知維護。共享的知識庫、可視化通信系統(tǒng)為即時維護提供有力保障。在多種終端實現(xiàn)定制化報告，針對不同場景為員工提供最及時可靠的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

宜科公司能針對不同行業(yè)、不同企業(yè)的實際需求，提供包括宜科云、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、ANDON、SCADA等在內(nèi)的信息化系統(tǒng)及解決方案。基于宜科公司生產(chǎn)的主流工業(yè)硬件以及標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進行大數(shù)據(jù)分析，從而實現(xiàn)對人員、設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝以及整個生產(chǎn)過程的管理與監(jiān)控。此外，依靠ElcoPad移動智能終端與工業(yè)APP，客戶能夠?qū)ιa(chǎn)進行遠程監(jiān)控和管理，并依據(jù)數(shù)據(jù)分析報表做出相應(yīng)的決策。

后記：

如上講到數(shù)字化工廠的優(yōu)勢，國內(nèi)工廠數(shù)字化的問題，以及國內(nèi)外的案例，也看到了工控企業(yè)在技術(shù)上的探索和進步。不過打造數(shù)字化，人才問題至關(guān)重要。工廠是否做好數(shù)字化轉(zhuǎn)型的準(zhǔn)備，以及工人能否適應(yīng)數(shù)字化的變革，是工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型成功與否的關(guān)鍵

調(diào)查報告指出，到了2022年，可能會有500萬的工作崗位，被自動化和機器代替。那么，工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將不斷的加快。避免數(shù)字化轉(zhuǎn)型出現(xiàn)的彎路，將失敗的84%降低，一方面是數(shù)字化平臺型企業(yè)技術(shù)的推進；另一方面是制造商家對員工培訓(xùn)，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的框架下，做好技能、思維意識等方面的培訓(xùn)，使之滿足數(shù)字化工廠需求。