隨著科技的快速發(fā)展，數(shù)字信息化已逐漸滲透到生活的每個(gè)角落，人們在數(shù)字化的生活中得到了便利和快捷的優(yōu)質(zhì)體現(xiàn)。那么在工業(yè)領(lǐng)域呢？是否需要數(shù)字化？讓我們先來舉兩個(gè)例子看看傳統(tǒng)工廠和數(shù)字化工廠的差距吧！
傳統(tǒng)與數(shù)字化工廠差距
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面：
傳統(tǒng)工廠：人工統(tǒng)計(jì)，效率低且不準(zhǔn)確。
數(shù)據(jù)對于設(shè)備而言有著時(shí)效性和歷史數(shù)據(jù)參考性的關(guān)鍵作用，從底層操作工的數(shù)據(jù)記錄-數(shù)據(jù)分析-數(shù)據(jù)反饋-管理者的決策，中間的環(huán)節(jié)讓數(shù)據(jù)的時(shí)效性大大降低，同時(shí)人工的記錄統(tǒng)計(jì)也會(huì)造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問題，而且龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算分析，對于人力是一個(gè)非常大的耗損。
歷史數(shù)據(jù)對于設(shè)備的維護(hù)具有參考性的意義，但是傳統(tǒng)工廠的數(shù)據(jù)，靠著一張張的記錄紙或者大量的Excel表無疑是給未來的工作又增添了難度，而且工廠不能控制人員的流動(dòng)，每一次的交接都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的流失。
數(shù)字化工廠：設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳反饋
在數(shù)字化工廠中，物聯(lián)網(wǎng)的概念就被運(yùn)用到每一臺(tái)設(shè)備上。設(shè)備與設(shè)備之間，早也不是信息孤島，而是將人、設(shè)備，通過數(shù)據(jù)建立緊密聯(lián)系。一個(gè)工廠管理者可以在手機(jī)或者PC終端觀測到每一臺(tái)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而且可以隨時(shí)收到設(shè)備的狀態(tài)提醒。
除了收集、計(jì)算、反饋等“去工人化”的功能，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)之后，還有一大好處就是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。大量歷史數(shù)據(jù)，包括設(shè)備損失數(shù)據(jù)，也給后期工廠設(shè)備的很多操作都提供了參考意義。之后，再遇到工廠的人員流動(dòng)，這些數(shù)據(jù)依然可以隨時(shí)調(diào)用并完善保存。
意外停機(jī)也是傳統(tǒng)工廠的一大痛點(diǎn)。意外停機(jī)不僅造成生產(chǎn)停滯，而且對于設(shè)備造成的隱性破壞不可估量。傳統(tǒng)工廠往往為了預(yù)防設(shè)備的意外停機(jī)，通常安排工人進(jìn)行24小時(shí)輪班巡檢，但是每時(shí)每刻的巡檢也并不能全面檢測到可能導(dǎo)致設(shè)備意外停機(jī)的各種因素。
此外，由于害怕意外停機(jī)帶來的嚴(yán)重?fù)p失，很多工廠也會(huì)購買大量的備用零部件，而現(xiàn)實(shí)情況是一些設(shè)備的意外停機(jī)故障周期很長，導(dǎo)致大量的備用零部件并沒有派上用場，造成成本浪費(fèi)。
數(shù)字化工廠：設(shè)備意外停機(jī)預(yù)警通知，讓設(shè)備時(shí)刻保持最佳運(yùn)行狀態(tài)
數(shù)字化工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，設(shè)備的一切都被隨時(shí)監(jiān)控反饋，而意外停機(jī)發(fā)生之前，設(shè)備的某些參數(shù)會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)設(shè)備就能在參數(shù)發(fā)生變化時(shí)及時(shí)進(jìn)行預(yù)警通知，讓設(shè)備故障在發(fā)生之前被發(fā)現(xiàn)及運(yùn)維。也就是說，在故障發(fā)生之前，手機(jī)上就能收到相應(yīng)的提醒，立即作出決定，從而保證工廠設(shè)備時(shí)刻處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
即使是故障已經(jīng)發(fā)生了，也能在過去的設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)里立即找到合適的解決方案，把損失降到最低。
工業(yè)數(shù)字化第一步：底層數(shù)據(jù)共享
工業(yè)數(shù)字化的逐步實(shí)現(xiàn)有一個(gè)歷史過程。具體可以分為三個(gè)基本步驟：
第一步：建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型。
一個(gè)離散式的工業(yè)企業(yè)，從研發(fā)開始，到生產(chǎn)規(guī)劃、制造工程、生產(chǎn)執(zhí)行，這是整個(gè)生命周期過程。在這個(gè)過程中，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始，研發(fā)部門就把設(shè)計(jì)產(chǎn)品的元器件清單、組裝圖、測試條件這些信息放進(jìn)一個(gè)數(shù)據(jù)庫里，一個(gè)基本的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型就做好了。
第二步：優(yōu)化工藝流程參數(shù)。
到了生產(chǎn)規(guī)劃部門，如果還用剛才那個(gè)數(shù)據(jù)模型，內(nèi)容就不夠了，因?yàn)槟抢镏挥性O(shè)計(jì)參數(shù)，而沒有生產(chǎn)參數(shù)。所以，要繼續(xù)輸入如何把產(chǎn)品生產(chǎn)出來的數(shù)據(jù)，比如工藝流程、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)這些東西，這個(gè)數(shù)據(jù)庫就自然擴(kuò)大了。
第三步：完善運(yùn)營管理數(shù)據(jù)。
到了制造工程部門，要對生產(chǎn)機(jī)床進(jìn)行編程，各種自動(dòng)化組態(tài)、程序調(diào)試，把制造環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大。這個(gè)過程當(dāng)中可能還需要從ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）來調(diào)用生產(chǎn)訂單的信息，從PLM（產(chǎn)品生命周期管理）得到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的信息，然后還要從物流系統(tǒng)得到物料信息，把這些綜合在一起和生產(chǎn)線進(jìn)行互動(dòng)，這個(gè)環(huán)節(jié)就是運(yùn)營管理。
數(shù)字化離散式生產(chǎn)的整個(gè)過程，從頭到尾都是在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中不斷擴(kuò)展起來的。具體到一個(gè)數(shù)字化工廠的形態(tài)，就是生產(chǎn)控制的自動(dòng)化系統(tǒng)、制造執(zhí)行的MES系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理的ERP系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理的PLM系統(tǒng)，基于同一個(gè)底層的數(shù)據(jù)模型，根據(jù)需要缺哪個(gè)補(bǔ)哪個(gè)，適時(shí)優(yōu)化調(diào)整。
數(shù)字化技術(shù)在離散工業(yè)中的應(yīng)用，能夠帶來非常驚人的精度和透明度——精度效果：許多零部件的運(yùn)算，有限的人力根本無法完成。比如一塊規(guī)則的方形零件，人力能夠計(jì)算它的效能，而一旦零件是不規(guī)則形狀，邊緣彎彎曲曲，人力就無法計(jì)算了。電腦運(yùn)算時(shí)，卻能把這個(gè)不規(guī)則零件，分割成為成百上千個(gè)規(guī)則的小方塊，再合并出一個(gè)運(yùn)算結(jié)果。
工業(yè)數(shù)字化核心環(huán)節(jié)在設(shè)計(jì)端
工業(yè)數(shù)字化是智能制造或者工業(yè)4.0繞不過去的一個(gè)關(guān)鍵支撐?？墒?，國內(nèi)工業(yè)界很多人誤認(rèn)為“需要像投資自動(dòng)化一樣投資數(shù)字化”。難道給車間或設(shè)備裝上芯片和傳感器，通過后臺(tái)軟件編個(gè)程序，機(jī)器就能“數(shù)字化”嗎？這是迷茫中的一種誤解。若是如此簡單，那么每個(gè)工業(yè)企業(yè)只需要擴(kuò)招一批軟件工程師，幫設(shè)備寫代碼就行了。而現(xiàn)實(shí)是，工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字化、智能化進(jìn)程仍然緩慢。其實(shí)，工業(yè)數(shù)字化最關(guān)鍵的部分，不是生產(chǎn)端，而是更前面的設(shè)計(jì)端。
離散工業(yè)的研發(fā)成本普遍很高，而其中消耗最大的，是試錯(cuò)成本。傳統(tǒng)工業(yè)當(dāng)中，有人制造出一臺(tái)新設(shè)備，就必須全部造完，零部件組裝好，隨后試運(yùn)行，運(yùn)行的過程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，修改是很累的，零件拆了改，改了再裝，一次次人工試驗(yàn)、動(dòng)手安裝，最終才能完成。
運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)（即實(shí)現(xiàn)“數(shù)字孿生”），能夠大幅降低研發(fā)過程中的試錯(cuò)成本。就是這臺(tái)設(shè)備無需真的“造”出來，只需把每一個(gè)零部件的材料、物理屬性、形狀大小全部輸入電腦，怎樣運(yùn)作的工作原理也輸入電腦。隨后由電腦來模擬它運(yùn)行時(shí)是什么狀況，會(huì)有哪些效果。工程師如果覺得結(jié)果不過關(guān)，可以直接在電腦里修改設(shè)計(jì)。
“數(shù)字孿生”的工業(yè)應(yīng)用，實(shí)質(zhì)上就是把現(xiàn)實(shí)中的工廠，從設(shè)備、流水線到車間，一切都轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，由電腦虛擬運(yùn)作，產(chǎn)生一個(gè)個(gè)模擬結(jié)果。不滿意的部分，直接在電腦里改。如果等一切都已經(jīng)變成物理設(shè)備，成為真實(shí)的生產(chǎn)線，再提什么“數(shù)字化”，就為時(shí)已晚了。
離散工業(yè)數(shù)字化最容易輸在起點(diǎn)
當(dāng)今世界上最先進(jìn)的數(shù)字化工廠——德國安貝格工廠，其核心產(chǎn)品是PLC（可編程邏輯控制器）。最近幾年，西門子全數(shù)字化的成都工廠已經(jīng)建成運(yùn)行，正是復(fù)制德國安貝格工廠而來的，主要產(chǎn)品也是PLC。
據(jù)工信部2016年統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)22個(gè)行業(yè)900套大型工業(yè)控制系統(tǒng)大部分由國外廠商提供產(chǎn)品，特別是可編程邏輯控制器（PLC），外商占據(jù)了94%以上的份額。由于工控領(lǐng)域國內(nèi)企業(yè)仿制國外產(chǎn)品都難以做到，國外企業(yè)不需要在中國申請專利保護(hù)其產(chǎn)品銷售，國外企業(yè)在華申請專利數(shù)長期維持在該領(lǐng)域中國專利總量的10%左右（通信和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域國外企業(yè)的專利占到43%）。
這里面透露出兩個(gè)信息
一、很多核心工業(yè)技術(shù)因?yàn)檫^于高端和精密，是長年累月深度積累的結(jié)果，根本不擔(dān)心被輕易偷走；
二、中國離散工業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程，最容易輸在核心技術(shù)的起點(diǎn)。
在工業(yè)數(shù)字化時(shí)代，為何還要特別強(qiáng)調(diào)“產(chǎn)品核心技術(shù)”？不是應(yīng)該更關(guān)注“互聯(lián)網(wǎng)+”或者“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”嗎？注意，掌握核心技術(shù)的意義不僅僅是將產(chǎn)業(yè)鏈向前延伸，降低成本。更重要是深入了解技術(shù)之后，才談得上技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)品創(chuàng)新。離散工業(yè)并不只是“組合裝配”，那只是表層皮毛，如果不深度挖掘核心技術(shù)，對技術(shù)的理解就永遠(yuǎn)是含糊的，沒把握的。而工業(yè)數(shù)字化要求的，恰恰是精確、精確，再精確。
深厚積累是唯一捷徑
真正推動(dòng)工業(yè)前沿發(fā)展的，是不斷涌現(xiàn)出來的新知識、新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品。由知識向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化一般要經(jīng)過四個(gè)環(huán)節(jié)：
1、通過基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)新知識；
2、通過發(fā)明將知識轉(zhuǎn)化為滿足應(yīng)用需求的新技術(shù)；
3、通過前沿創(chuàng)新將技術(shù)變成新產(chǎn)品和服務(wù)，開始投入市場；
4、在商業(yè)應(yīng)用中不斷改進(jìn)、提高產(chǎn)品和服務(wù)的市場競爭力。
從知識到技術(shù)，從技術(shù)到產(chǎn)品，從產(chǎn)品到市場，每一步都可能經(jīng)過“死亡之谷”。而數(shù)字化技術(shù)能在其中起到關(guān)鍵性的輔助作用，制造過程固然重要，但產(chǎn)品本身才是根本。
其實(shí)，數(shù)字化工廠所有的技術(shù)都是現(xiàn)成的，哪怕是最先進(jìn)的安貝格工廠，也只是西門子把一些現(xiàn)有技術(shù)重新組合到一起而已。工業(yè)4.0時(shí)代頻繁提及的技術(shù)，其實(shí)3.0時(shí)代就已存在，只是今天電腦更快、科技更便宜、溝通成本更低、環(huán)境更成熟。
總結(jié)
中國工業(yè)界更需要的，是技術(shù)積累和沉淀的過程。數(shù)字化工廠的軟件系統(tǒng)再先進(jìn)，也只是個(gè)工具。沒有產(chǎn)品核心技術(shù)上的深厚積累和深度挖掘，很難有效發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)的關(guān)鍵性輔助作用。
精工智能數(shù)字化工廠業(yè)務(wù)
隨著市場越來越殘酷，客戶對管理的要求更加精細(xì)化，產(chǎn)品質(zhì)量從傳統(tǒng)的合格率轉(zhuǎn)向出廠多年后的可靠性。日常管理從部門轉(zhuǎn)向車間、從車間轉(zhuǎn)向工段、從工段轉(zhuǎn)向工序、同時(shí)打通人、機(jī)、料、法、環(huán)、測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控生產(chǎn)管理過程中的任何問題，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、一次直通率等。
為了打通客戶端、制造端、供應(yīng)采購端，通過數(shù)據(jù)的鏈接創(chuàng)造價(jià)值；從數(shù)據(jù)采集到過程數(shù)據(jù)再到ERP再到BI系統(tǒng)，為老板決策提供智能駕駛艙。
精工智能的數(shù)字化工廠業(yè)務(wù)聚焦電子行業(yè)、家電行業(yè)，從精益的角度出發(fā)，橫向互聯(lián)、縱向互通，主要細(xì)分產(chǎn)品有：MES系統(tǒng)、APS系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)、CPS系統(tǒng)、SCM系統(tǒng)、BI系統(tǒng)等相關(guān)管理系統(tǒng)。
