工厂数字化管理

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工厂数字化管理范文第1篇

关键词：电气自动化；施工技术；管理

中图分类号：F407文献标识码： A

前言

施工技术管理是建设工程施工管理的重要组成部分当前，施工技术管理是建设工程施工管理的重要组成部分。在建设工程施工过程中，通过技术管理贯彻国家的技术政策、标准、规范以及施工企业的规章制度，合理有序地组织施工，使各项工作有条不紊地顺利进行。

1.施工技术标准和管理制度

施工技术标准是对施工安装质量及其检验方法等所作的技术规定，是施工单位组织施工、检验和评定工程质量等级的技术依据。施工技术管理制度是施工技术管理的一系列准则的总称。水泥厂建设工程应执行的施工技术管理制度有：施工技术责任制度、工程质量管理制度、施工组织设计编审制度、施工图纸会审制度、施工技术交底制度、技术检验制度、设计变更管理制度、施工技术档案管理制度和技术培训管理制度等。

2.施工组织设计的编制

工组织设计的编制要遵守和贯彻国家的有关法规、规程、条例和各项技术政策。从工程的具体情况出发，尽量发挥施工企业的技术优势，合理地组织施工，科学地进行管理，不断地革新施工技术，有效地利用人力、物力，安排好空间和时间，组织文明施工，以求实现优质、高效、低耗，取得最大的技术经济效果，及时、全面地完成施工任务。水泥厂电气自动化专业的施工组织设计应根据该建设工程的施工组织总设计要求，由本专业施工现场专责工程师负责编制，并报项目经理批准。

水泥厂电气自动化施工过程中设计的主要内容包括：

（1）工程概况：①电气自动化专业的工程规模和工程量；②电气自动化专业的设备及设计特点；③电气自动化专业的主要施工工艺说明。

（2）主要施工方案(方法、措施)：如计算机DCS控制系统及高压大功率交流变频器等电气自动化装置的安装调试、特殊材料的安装要求、部件加工制作工艺、季节性施工措施等。

（3）有关设备试运行的特殊准备工作。

（4）综合进度安排。

（5）为保证安装工程质量、安全、降低成本等目标所采取的技术革新措施和技术方案。

施工组织设计方案应做到全体施工人员了解有关部分的内容，并积极付诸实施。在施工过程中做好原始记录，积累资料，待工程结束后做出详尽的竣工资料。

3.施工中的主要配合工序

由于电气自动化专业施工可利用的自主性安装调试工期短，施工前除了做好各项技术管理和技术培训工作外，还应做好充分的施工准备。如施工场地的布置(包括工具房、工作间、仪表校验室、设备材料保管间等)和施工机械的设置、设备检修、配件的加工与组装工作等，都应提前完成。

电气自动化专业的安装工作是在土建和工艺设备安装具备一定条件后开始的，但此时土建和工艺设备安装并没有结束，所以交叉作业不可避免。因此，应特别注意人身安全并采取措施防止损坏已安装设备。在土建和工艺设备安装的各个阶段，必须掌握好交叉作业的时机和配合工序，完成相应的安装工作，以免贻误工期。重要的配合工序有以下四个方面：

（1)根据电气线路、仪表管线的敷设路径，配合土建预留孔洞，预埋支吊架等所需的铁件以及预埋电缆保护管、建筑物防雷接地引下线等(若该部分工作由土建负责，应事先与其核对图纸，以防漏项。尤其对建筑物防雷措施应特别注意土建施工时的检查工作)。

（2)在电缆隧道、电缆沟的开挖砌筑过程中，做好电缆桥架预埋件工作。

（3)根据现场安装仪表、执行机构的安装位置，在混凝土平台上预埋底座铁件和预留孔洞。

（4)检查控制室基础埋件与电缆孔洞尺寸。

4.全集成自动化施工

随着水泥生产自动控制水平越来越高，大型水泥厂电气自动化的设计优化正在向控制智能化，系统集成化和管理信息化的方向发展。将过程控制、信息管理、通信网络融为一体，从而形成控制、管理为一体的集成化网络环境，实现主要生产过程的综合优化、集成化控制，不但可以稳定运行、提高产质量，而且有利于企业获得更大的综合效益，对节能降耗、环境保护意义重大。为使管控一体化，控制系统也应大大简化结构，采用统一的系统开发平台。大型水泥厂电气自动化的设计优化正在向控制智能化、系统网络化和管理信息化的方向发展。现场层更加深入到测控设备核心，管理层由生产管理向企业总体资源规划发展，从而形成控制、管理为一体的集成化网络环境。

统一的系统开发平台应当可以支持一个自动化项目周期中的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。这样可以大大降低从设计到完成的时间和费用。除此之外，采用通用的网络结构，对于一个成功的自动化系统来说也非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。另外，减少大量接口部件，同时为自动化应用提供统一的技术环境，实现统一的数据管理、统一的通信、统一的组态可以减少工程时间和费用，方便了自动化系统和办公系统的数据交换与共享。

5.现场设备的保管

电气自动化及安装材料的保管和设备开箱验收，应遵守下列规定：

(1)运抵现场的设备和材料，应按照其要求的保管条件分类入库和妥善保管：①测量仪表、控制仪表、计算机系统及其他精密仪器，宜存放在温度为5～40℃、相对湿度不大于80、的库房内；②执行机构、各种导线、阀门、管件、一般电气设备、有色金属和优质钢材等应存放在较干燥库房内；③电缆应绕在电缆卷盘上并用木板或铁皮等封闭，避免直接爆晒。电缆盘应直立存放，不允许平放。存放场地地基应坚实并易于排水。

(2)设备由环境温度-5℃的场所移入较高温度室内时，应在室内放置24小时后再开箱。

(3)设备开箱时，应进行下列工作：①根据装箱单核对设备的型号、规格、数量、附件和备品以及技术资料；②外观检查设备有无缺陷、损伤、变形及锈蚀，并做好记录；③精密仪器开箱检查后，若不立即安装，应恢复其包装并妥善保管。

6.施工综合进度安排

对于一个工程，施工综合进度一般分为四种：总体工程施工综合进度、主要单位工程施工综合进度、各个专业施工综合进度和专业工种施工综合进度。按级别划分，则可分为一级进度(工程总进度)、二级进度(主要工程进度)、三级进度(分部工程进度)、四级进度(分项工程进度)和五级进度(日、月作业计划)。

在水泥厂工程建设中，电气自动化专业的施工进度受到诸多因素的制约。在一级进度网络图中，一般情况下它虽然不是关键路径，但它是总体工程进度不可分割的一部分。一般在工程进行一段时间后，应检查一下进度的执行情况，把已开工工序还需几天完工的预测，与工程进度中的计划作一比较，以免拖期，及时检查，及时改变施工方法，不断修正，以达到控制施工工期的目的。

7.现场总线的控制

这种监控方式可以使系统设计更加有目的性，是工厂底层设备之间的通信网络，是计算机数字通信技术在自动化领域的应用，为底层设备信息及生产过程信息集成提供了通信平台。对于不同的间隔存在着不同的功能，这样就可以根据实际的间隔来进行实际的设计。工厂底层应用现场总线技术实现了全场信息纵向集成的通信技术，即为通信的确定性和实时性。通过采用这样的监控模式提高了整体的系统运营和可靠性。同时也可以提供现场设备的控制状态，使设备具有维护针对性等。工人的工作量只要减少了，就可以增加生产效率。除此之外，哈爱可以节省在安装过程中的费用和材料，而且从而还能提高组线的可靠性，节省了大量的控制电缆，节约了施工的成本和工作量，从而降低了整体的成本。

结束语

对于水泥厂中电气自动化施工技术管理的时候，需要综合对各个方面进行全面的控制，提高生产的效益和经济效益。

参考文献

[1]忻怡，蒋忠民，郭腾云，闫光启，许文杰，高国防.水泥厂电气自动化施工技术管理浅谈[J].河南建材，2006，02：50-51.

工厂数字化管理范文第2篇

【关键词】数字化工厂；仿真；虚拟制造

1.引言

在市场竞争日趋激烈，新产品上市周期越来越短，生产设备和制造系统日趋复杂、昂贵的情况下，为了获取最佳利润和保持市场占有率，制造企业必须从传统制造模式向数字化制造模式转变，实现产品的多元化，缩短产品上市时间，缩短生产准备时间，并进一步提高产品的质量。由此，数字化工厂作为优化生产过程的解决方案也越来越成为研究的热点。

2.数字化工厂含义

数字化工厂（Digital Factory，简称DF）是基于仿真技术和虚拟现实技术的发展而产生的，是以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式，通过对生产过程进行分析和优化，保证产品在可制造的前提下，实现快速、低成本和高质量的制造，从而实现柔性制造和并行工程[1]。

3.数字化工厂平台架构

数字化工厂软件是虚拟制造平台，对于缩短新产品的开发周期、提高产品质量、减少制造成本和降低项目决策风险都具有重大意义。

数字化工厂软件还是实现并行工程的工具。产品设计部门和制造工艺部门可以在产品的制造特征（焊点、定位点、装配位置等）领域紧密协作，在产品设计的早期阶段进行工程制造的仿真，在新产品的制造中尽量对标准化的工艺和工装卡具重复利用，从而实现产品设计和产品制造的并行互动的工作方式，缩短新产品的开发周期、降低制造成本和加快新产品投放市场[2]。

数字化工厂在工艺层面的主要应用包括工厂布局仿真优化、工艺流程规划及仿真验证、虚拟装配设计与验证、物流仿真。工厂布局仿真优化是建立车间厂房、物流通道、制造资源等的三维数字模型，为工艺、装配、物流仿真建立基础。是工艺流程规划及仿真验证在三维数字环境下对产品的工艺进行规划，制定工艺路线，如NC编程、流程排序、资源分配、工时定额，成本核算等，并对加工工艺过程进行三维仿真，仿真工艺路线，刀具切换，装夹过程等。虚拟装配设计与验证是提供一个虚拟制造环境来规划验证和评价产品的装配制造过程和装配制造方法，检验装配过程是否存在错误，零件装配时是否存在碰撞。它把产品、资源和工艺操作结合起来来分析产品装配的顺序和工序的流程，并且在装配制造模型下进行装配工装的验证、仿真夹具的动作、仿真产品的装配流程，验证产品装配的工艺性，达到尽早发现问题、解决问题的目的。物流仿真是工厂布局规划与仿真的辅助工具之一，在三维环境下对物流仿真逻辑进行建模，主要分析工位装配任务分配的合理性，物流路径规划的合理性，物流设备的分配以及利用率等，从而评价和优化物流规划方案；基于建立的物流仿真模型，可以调整参数和物流方案，实时获得仿真结果。

数字化工厂平台在制造层面的主要应用为MES系统，包括制造数据管理、计划排程、生产调度执行、现场数据采集及归档、产品跟踪等功能。

4.数字化工厂收益

一个制造企业完善的企业信息平台应由三大块构成，即：PDM/CAD系统，为企业提品数据结构和数学模型，进行产品数据管理；ERP系统，为企业提供物质资源、资金资源和信息资源集成信息，进行企业资源管理；数字化工厂平台，即制造过程管理系统，为企业提供数字化的制造信息平台，进行制造工艺规划设计，工程仿真和生产过程管理。成为数字化工厂，首先要做到柔性制造，即通过自动化的理念把产品的工艺设计与自动化设计集成到一个平台上。系统能够根据加工对象的变化或原材料的变化而确定相应的工艺流程。第二点，也是比较关键的部分，即虚拟投产，即借助虚拟化过程来检验整个生产过程，验证产品。

国内制造企业通过利用数字化工厂技术能够带来的收益包括：

（1）在3D的环境下进行制造工艺过程的设计，提高工艺设计、现场工人、数控测量的效率；

（2）用数字化的手段验证产品的制造工艺可行性，避免工艺制造与设计脱节，提高工艺设计质量；

（3）现场的工艺问题在数字化仿真环境下提前得到分析，避免在后期对产品和流程进行改变返工，避免规划的失误，对风险可进行精确掌控；

（4）掌握产品和流程的复杂性，提高产品的变种及对流程影响的透明度，建立典型工艺，经验库，减少重复工作；

（5）缩短产品工艺准备周期，缩短新产品投放市场时间（6）结合MES现场数据的及时采集、反馈，实现成本的及时统计、工艺的持续改进，支持产品的后期维修。

5.实施关键因素

数字化工厂平台涉及多层仿真层次，不同仿真目的，需要对物流，装配，加工等进行独立仿真，并在统一的可视化环境下进行结果分析。数字化工厂贯穿整个工艺设计、规划、验证、直至车间生产工艺整个制造过程，不是一个独立的系统，需要与设计部门的CAD/PDM系统进行数据交换，并对设计产品进行可制造性验证（工艺评审），同时，所有规划还需要考虑工厂资源情况数字化工厂与设计系统CAD/PDM和企业资源管理系统ERP的集成是必须的。同时，数字化工厂还有必要把企业已有的规划知识（如工时卡、焊接规范等）集成起来，整个集成的底部是PLM构架。所以，需要与其他部门的信息系统进行数据交换，并在PLM体系框架的指引下开展实施工作。

6.小结

数字化工厂涉及生产，设计，工艺、物流，管理，IT部门等业务单位以及多领域的技术人员，需要相关专业部门的全力配合，需要对整个生产链的数据进行整理和整合（包括产品，工艺，车间等）。对企业各方面的影响巨大，可能需要流程重组。因此，企业在具体的实施过程中，需根据自己的生产制造的实际过程和企业资源条件来决定，即需要在设计、工艺规划、加工、装配、物流的哪一部分加强，进而采取先点后面、循序渐进的实施策略，不要一下铺得太大。

参考文献

[1]张浩，樊留群，马玉敏，等.数字化工厂技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2003：5-12.

工厂数字化管理范文第3篇

关键词：数字化工厂 校企合作 准职业环境

中图分类号：P631.4+24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0200-01

在当今激烈的市场竞争中，制造企业已经意识到他们正面临着巨大的时间、成本、质量等压力。“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，为制造商及其供应商提供了一个制造工艺信息平台，使企业能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和管理，并将制造信息及时地与相关部门、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。在制造行业，数字化工厂更是发挥着重要的作用，相应地对具备“数字化工厂”相关知识的人才的需求越来越突出。

1 数字化工厂的含义

数字化工厂以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。主要解决产品设计和产品制造之间的“鸿沟”，实现产品生命周期中的设计；制造；装配；物流等各个方面的功能，降低设计到生产制造之间的不确定性，在虚拟环境下将生产制造过程压缩和提前，并得以评估与检验，从而缩短产品设计到生产的转化的时间，并且提高产品的可靠性与成功。其工作流程如下：（1）从设计部门获取产品数据；（2）从工装工具、生产部门获取资源数据（2D/3D）；（3）工艺规划；（4）工艺验证、仿真；（5）客户化输出。

2 采用“校企合作”办学方式培养具备“数字化工厂”人才存在的问题

随着教学改革的不断进行“产教结合、校企合作”模式越来越受到各大院校的推崇。为了培养学生具备“数字化工厂”的相关知识，加强学校与企业的合作，使教学与生产的结合，校企双方互相支持、双向介入、优势互补、资源互用、利益共享，使教育与生产可持续发展的重要途径。但在我国能够做到这点的并不容易，原因如下。

2.1 政府推进校企合作的政策法规与管理机制不健全

国家和省级政府职业教育校企合作的政策法规缺失与滞后，以及运行机制不健全是造成校企合作不深人、不稳定的主要原因。目前，政府出面统筹协调校企合作、联合办学、制定人才规划的作用缺位，没有出台校企合作、工学结合、顶岗实习的政策法规，致使未能真正建立起校企合作的运行机制、体制和模式。

2.2 企业参与职业教育发展的动力不足

企业作为市场经济的主体，为了自身的生存与发展，盈利是经营目标之一，其社会活动多少会考虑到这一要素，是否参与职业教育的发展，对于企业的投入和收益均不能产生影响。因此，在没有相关规定和应激政策的机制下，企业对于职业教育发展关注较少。企业不愿意与职业院校合作的原因主要有以下几点：（1）增加企业成本。在与学校合作的同时，企业需要派专人辅导学生，安排学生食宿问题，由于学生刚刚走入实习工作岗位，劳动效率不高，增加原材料的使用费用。（2）增加企业风险。学生由于不熟悉工作流程，一旦发生劳动事故，企业需承担相应的责任和医疗赔偿。（3）很难保证产品质量，影响企业声誉。

2.3 校企合作的有效模式尚未形成

现在还没有形成有效的校企合作模式，不能使校企合作变成来自学校和企业自身内在发展的一种动力需要，急需创新校企合作的有效模式。校企合作由学校和教育部门推进成效甚微，多数是短期的、不规范的、靠感情和人脉关系来维系的低层次的合作，尚未形成统一协调的、自愿的整体行动。校企合作缺乏有效的合作模式和机制、缺乏校企双方沟通交流的平台，企业利益得不到保证、传统的职业院校管理体制、运行机制、投入政策等因素，都不同程度地影响了校企之间的合作，校企合作的有效机制模式没有形成。

3 高职院校建立数字化工厂的意义

高职院校建立数字化工厂准职业环境教育模式的培养过程在教学过程中实施双向化，教师是学习的指导者、促进者、组织者和管理者，为学生学习提供资料、咨询等方面的支持，学生不再是被动接受者，而是主动探求者，教和学成为双向式教学过程。其意义在于以下几方面。

实现了高职教育的培养目标，即面向生产和服务第一线的高级技术应用型人才。高职毕业生不但懂得某一专业的基础理论与基本知识，更重要的是他们具有某一岗位群所需要的生产操作和组织能力，善于将技术意图或工程图纸转化为物质实体，并能在生产现场进行技术指导和组织管理，解决生产中的实际问题。通过数字化工厂准职业环境方式的教育，高职学生能具备与高职人才需求相适应的基本知识、理论和技能。通过一系列的训练加强了学生的职业教育，提升其知识、能力的职业性。

在高职院校建立“数字化工厂”，使高职院校的人才培养目标与企业需求更为一致，增强职业院校自身产品研发能力和技术服务能力。改变职业院校传统的教学模式，即：追求理论的系统性和完整性，缺乏针对性、实践性和职业特色。逐渐形成与企业岗位职业能力相对应的独立实践教学体系，学生在校所学知识和技能与现代企业要求趋于一致，从而实现职业院校毕业生达到顶岗实习的要求。

数字化工厂准职业环境方式的教育要有过硬的师资队伍。不仅要求教师具有较扎实的专业理论功底，也要具有较熟练的实践技能，更要具有理实结合的教材分析及过程组合的能力，教师不仅是传统意义上的双师型人才，更要具有创新综合能力。促使教师主动参加具体岗位技能培训；到企业参加专业实践；重点了解新技术应用以及进行产学研实践探索等等，以提升教师的综合水平。

4 结语

如今随着国家对教育的投入力度加大，越来越多的中高职学校以示范校建设为契机，全力开展与企业接轨的专业建设，汲取企业的先进制造经验，数字化工厂项目仿照企业模式，通过现代实训车间、8S管理等内容建设构建出数字化工厂模型，再配合企业应用广泛的CAD/CAPP/CAM/PDM等软件，完成数字化工厂核心内涵建设，并由此展开教学模式改革，做到真正与企业接轨。

参考文献

[1] 王金庆.数字化工厂及其关键技术研究[D].南京航空航天大学，2001.

[2] 钱新华.基于数字化工厂概念的乙烯装置生产过程模拟及其应用[D].大连理工大学，2010.

工厂数字化管理范文第4篇

 

4月底，这个世界最大的工业技术展在德国举行。今年展会的主题为“工业融合——发现解决方案”，聚焦智能化、数字化工厂与能源系统的改造，并重点展示工业4.0的实际应用。工业4.0，结合发达的物联网和信息技术，除了显著提高工业生产效率与产品质量，更能精准地利用材料和能源，减少资源消耗与污染排放，推动工业领域的绿色发展。据赛迪顾问装备产业研究中心测算，以“工业4.0”引领的智能制造，将使我国总体生产效率提升25%～30%，降低40%以上的生产线能耗，总碳排放量减少20%以上。

 

智造带来的绿色变革

 

一辆蓝色的大众轿车前面，屏幕上不断变化的三维透视图向人们展示这辆车的内部结构和生产步骤。

 

“通过数字化软件的计算和控制，我们细致到机械臂给汽车喷涂的每一个动作，都做了优化，以减少多余的运动产生的能耗。”在汉诺威工博会最大的单体展台上，西门子(中国)有限公司数字化工厂集团及过程工业与驱动集团的专家刘锴告诉记者。目前，数字化的汽车生产厂已能把生产的整个生命周期，包括设计、规划、工程、生产，直到最终成品整合为一体，通过集成软硬件的一体化解决方案实现整个价值链的数字化无缝集成。

 

现场同时展示的一辆奔驰汽车，就利用了该公司NX软件进行产品设计及仿真模拟。“以前很多产品都要生产出来，才知道其实际性能和效果，通过软件模拟将虚拟与现实生产相结合，大大节省了设计时间成本和样车生产的能耗、资源成本。”刘锴说。

 

在展厅的“工业能源”板块，一个具有互动功能的灯箱模型，直观展示了能源消费者、传统发电方式、可再生能源、以及储能系统之间的相互影响和相互作用，参观者调节其中的不同因素，能直观看到从上游电网输入到输出，整个复杂环境下各要素的能源消耗量、发热发电量以及碳排放的变化。

 

数字化更变革了产品制造方式本身。“传统的制造方法是减材制造，也就是在制造过程中对材料不断削减加工，原材料消耗相对较大，而增材制造则在生产过程中，通过数字化控制把产品的材料一层一层地‘喷绘’上去。”刘锴说。3D打印就是增材制造的重要领域之一，可制造出之前用传统技术无法生产的复杂几何形状，以客户的需求决定产品的设计。

 

记者看到，展台展示了3D打印增材制造的三种主要方式。一种叫粉末层融合，就是把粉末状的材料一层一层地铺在粉末床上，再用激光把粉末熔化成所需要的形状;第二种是粉末熔积焊接，第三种是材料挤出，是把非常细的塑料丝熔化后再一层一层地堆积起来。

 

目前，已经有大型的跨国数字化工业技术供应商，能够提供涵盖整个价值链的一体化增材制造软件和自动化解决方案。

 

加速布局的数字化工厂

 

随着工业4.0的热潮从德国涌向全球，越来越多的中国生产企业也感受到数字化引领的工业变革。中国也提出了实施制造强国战略的第一个行动纲领《中国制造2025》，一方面推进制造业数字化、网络化、智能化，另一方面是工业能耗、污染物排放的下降。

 

在汉诺威工博会现场，某跨国企业中国研究院数字化工厂专家告诉记者，“2013年我们接到5家企业关于筹建数字化工厂的咨询，2014年这一数字增加到10家左右，去年上升到几十家。”

 

事实上，博览会展现的数字化案例并非纸上谈兵，在实践层面的数字化工厂已经在多地布局。

 

两年前，西门子在全球布局的第二个数字化工厂在成都落成。而在德国采访期间，记者有幸参观了成都这家数字化工厂的“姐姐”——安贝格电子制造工厂，其作为在欧洲乃至全球最先进的数字化工厂，被认为最接近工业4.0概念的工厂。

 

与以往充满噪音和油污的车间不同，安贝格工厂尽管还保留着上世纪八九十年代的红砖外观风格以及1万平方米的面积，但产能却较26年前提升了8倍，每年可生产约1200万件自动化产品，按每年生产230天计算，即平均每秒就能生产出一件产品，产品合格率高达99.9988%。

 

记者看到，明亮宽敞的厂房内不见烟气与灰尘，齐胸高的灰蓝色机柜排成一行。员工身着蓝色工服，并不需要自己动手生产，只有生产过程的开头部分，即员工将初始组件(裸电路板)放置到生产线上的环节，是人工执行的。此后的一切操作都是自动进行。期间只需要操作触摸屏，通过软件实现对机器的监控和调节。

 

工厂地面与地下仓库有一个个小孔洞连通，部件和电路板通过传送带从孔洞运上来，并自动运输到逐个生产环节的机器中，随即被机械臂抓取加工，之后再放到传送带上运往下一环节。

 

上述生产自动化的基础，是安贝格工厂对超过3亿个元器件建立了“身份证”。这些基础识别信息包括：材质、生产线位置、甚至当时用的扭矩是多少、用什么样的螺丝钉等等。当一个元件进入时，机器会判断该用什么温度以及时间长短，并可以判断下一个进入的元件是哪一种。安置其间的显示器上，不断刷新着数据并闪烁着红、黄、绿光，告诉工人们每个元器件的加工状况。

 

近2000亿欧元的市场蛋糕

 

当然，除了安贝格工厂这样的工业数字化顶尖案例，数字化工厂对于中小企业来说也并非高不可攀。

 

“现在每天全球产生的新信息总量达2EB，相当于2000年之前一年的信息量，到2020年全球数据总量将增长至2013年的10倍。目前，我们的自动化业务中，几乎80%的客户都是中小企业。”西门子数字化工厂集团首席技术官Bernhard Quendt博士表示，2.0阶段的自动化水平较低，很多是通过人力工作。要想迈向4.0阶段，首先要提高自动化水平，然后把不同的设备联系起来。

 

此次工博会上，博世、西门子等龙头企业都有相应的产品服务，使中小企业加入工业4.0的门槛有所降低，不少解决方案兼容现有生产线，使得中小企业不必另起炉灶。

 

在中国，已有大型的跨国数字化技术供应商与中国医药集团联合工程有限公司、金达控股有限公司、中信戴卡股份有限公司等中国企业建立了数字化企业的合作关系。又如今年3月份签约的中国石化油有限公司，将根据相关投资管理流程推进在3D实时虚拟现实工厂、生产调度及优化系统、节能系统、工厂运维系统。此外，中建钢构、华立集团也有数字化工厂的设想并进行了咨询或评估。

 

据市场调研机构预测，由于工业自动化的出现，数字化制造领域全球销售额将从2013年的约1600亿欧元，增长到2018年的约1950亿欧元。

 

工业4.0下的中国企业机遇

 

制造业转型升级呈现的巨大市场，亦成为国内智能技术供应商竞逐的舞台。

 

“中国政府推出了适合本国制造业发展的‘中国制造2025’战略。该战略核心是工业自动化和数字化。德国的工厂设备、企业软件和系统集成产品具有领先优势，在中国大受欢迎。中国本身在工业机器人、云计算等工业领域投资巨大，在信息通讯技术领域十分具有竞争力。中德两国在未来工业合作领域拥有巨大潜力。” 汉诺威工博会新闻发言人布里吉特·曼肯说。

 

记者从工博会了解到，与一些欧美大型企业信息集成度高、涵盖工业领域广相比，国内企业在特定的行业，尤其是具有中国特色的行业中，优势更明显。例如，作为我国乃至世界陶瓷机械的龙头，科达节能股份有限公司去年进军工业软件领域，推出了工业云平台，今年首次参加汉诺威工博会。

 

“以往在陶瓷生产中，喷墨打印机、炉窖、抛光设备都是独立运作的，出现了问题都要现场查看才能知道故障的原因进行处理。而通过物联网平台建立数据采集终端后，我们可以把这些设备的数据都传输到科大云计算支撑平台上，实现生产链条的远程监控，故障排查与控制。”科达研发院IT研究室副经理吴启荣说。陶瓷传统的生产工艺也因数字化发生变革，科达同时展出的陶瓷喷墨数字打印机，只要输入个性化的图案，即可实现自动批量打印。

 

该公司副总裁武桢坦言，虽然国外有的技术比较领先，但中国企业也有自己的优势。“国外大公司的设计往往缺乏中国应用场景的积累。”

 

在此次工博会上，华为携带创新的ICT产品、解决方案和11家客户及合作伙伴首次参加汉诺威工业博览会，主要展示其IoT(Internet of Things)联接管理平台。与工业云的工作流程类似，平台内置软件对海量数据进行分析处理。该平台可支持测绘、汽车、智慧城市等多个垂直行业的物联网应用。

 

“以华为为首的中国企业，在云计算、IoT、SDN等ICT技术等方面处于领先位置，而以德国为首的一些欧洲国家企业在传统制造业有一定的优势，这种合作是双方能力的互补，互相吸引。”华为西欧企业业务负责人表示。德国的SAP、库卡、宝马、奔驰等在传统工业领域很强大，但华为对ICT的理解很深，双方结合起来能达到落地的效果。

工厂数字化管理范文第5篇

当前，工业4.0概念延伸的智能工厂（Smart Factory） 成为了产业界和经济界的热门话题。这场机器与机器对话的工业革命，正在世界各地悄悄兴起。智能工厂把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化。通过人与智能机器的合作，去扩大、延伸和部分地取代技术专家在制造过程中的脑力劳动。它智能制造将在第三次工业革命的基础上，从自动化向智能化、网络化和集成化方向发展。那么到底什么是智能工厂？智能工厂的德国和中国样本是什么样子，本文将向读者系统地展示。

智能工厂的定义和特征

2017年3月，由国务院发展研究中心主办、中国发展研究基金会承办的中国发展高层论坛2017年年会上，工信部部长苗圩在会上肯定了我国制造业不断创新的成果，并认为在工业4.0智能工厂时代工业机器人创新中心的建设将不断提速。2017年4月7日，由e-works数字化企业网主办的“2017深圳智能工厂高峰论坛”在深圳召开。深圳市也在准备于今年12月开幕的深圳国际先进制造与智能工厂展，智能工厂的发展已经成为未来趋势。

当前，智能制造热度高企，石化、钢铁、机械装备制造、汽车制造、航空航天、飞机制造等行业纷纷开始探索建设智能工厂。作为“中国制造2025”的主攻方向，总理一直高度关注智能制造和工业互联网的发展。总理在今年的《政府工作报告》中刚刚提出2017年要全面深入实施《中国制造2025》。《中国制造2025》明确提出要推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂/数字化车间，这必将加速智能工厂在工业行业领域的应用推广。

工信部印发的《原材料工业两化深度融合推进计划（2015～2018年）》也提出，要以智能工厂示范为着力点，推动企业向服务型和智能型转变，提升我国原材料工业综合竞争力。

实际上，早在这些战略和计划之前，包括数字化工厂、智能工厂以及智能制造等概念就已经出现。只不过，原来的概念都是建立在“数字化工厂”的基础之上。数字化工厂的本质就是实现信息的集成，通过对企业全部流程进行数据采集，建立数据库，将物理工厂变成数字化工厂。

而今提出的智能工厂，是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。同时，集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。可以看出，智能工厂的本质是人机交互，也就是赋予智能工厂自主判断、自我学习、自行维护能力，能够采集、分析、判断、规划和现有的数据和流程；也可以利用可视技术进行推理预测，利用仿真及多媒体技术，将实境扩增展示设计与制造过程。

当然，概念上的实现需要技术的支撑，没有硬件的支持，智能工厂也是空中楼阁。

在硬件配备上，智能工厂主要是利用物联网技术实现优质、高效、柔性、低耗能模式生产的工厂。比如智能工厂配备的智能仪表等要具有自我监测、自我维护的感知能力，能够理解环境信息和自身信息，并进行分析和判断；智能设备能够实现互联互通和实时控制，通过设备间的互联来提高设备间的协同作业的能力，从而使生产模块间的搭配方式更灵活、更自由；同时还要有系统的软件来支撑，实现总体数据整合，通过进行大数据智能分析来建立专家系统，进行智能决策。

除此之外，由于智能工厂主要在3C制造、物流仓储、食品饮料、机械制造、材料加工、包装、汽车、医药、消费品等行业应用较多，所以智能工厂的生产设备需要具备足够的安全性、可靠性、可用性和可维护性，并符合人机工程理念；生产流程能实现产品全生命周期管理，生产物料、生产过程、物流、仓储、销售、应用数据可追溯；此外一般还需要具备生产可视化系统，能快速提供完整、准确、及时、一致的生产设备、生产工艺、生产资源、生产物流、操作人员等信息，并支持移动和固定客户端。智能工程还需要配备完善的产品质量管理系统和测试检验系统，以让产品质量稳定可控达到行业先进水平。

智能工厂的德国样本：西门子、博世、巴斯夫和奥迪

作为工业4.0概念的提出者，德国也是第一个实践智能工厂的国家。

位于德国巴伐利亚州东部城市安贝格的西门子工厂就是基于互联网智能工厂的早期案例。西门子工厂主要生产可编程逻辑控制器（PLC）及相关产品，产品种类达1000多种。安贝格工厂可以看做是所有智能工厂的原型工厂。该工厂将工艺的规划与工程化、生产系统的规划与工程化、仿真优化及验证全部实现数字化，并且能够达到实体与数字信息同步，达到设计、制造、调试信息一体化的联动，其中任何一个环节的数据变化，都能在整个环节上同步进行变更，强调的是集成的、统一的数据标准。

正是依赖统一的数据和联动机制，安贝格工厂仅通过工业互联网就可以进行联络，大多数设备都在无人操作状态下进行挑选和组装。安贝格工厂为全球6万多家客户提品，达到自接到订单，最短可达到一天之内为用户提品，生产组织形式真正高效、灵活。这个占地10万平方米的厂房内，员工仅有1000名，最令人惊叹的是，每100万件产品中，次品约为15件，可靠性达到99%，追溯性更是达到100%。

位于德国洪堡的博世工厂主要生产汽车发动机零部件，作为博世公司旗下智能工厂的代表，博世工厂主要解决的是机器与人之间的协调关系，在博世工厂，人始终能在智能生产中找到一席之地，而且人是整个生产体系中最灵活的一部分。尤其是在很多装配的精细环节，机器的出错率依然很高，所以博世工S也建立了工人同机器人“混搭”而成的生产线，这样就将人力转移到更加灵巧和复杂的工序中去。

为了便于人机对话，博世工厂生产线所有零件都有一个独特的射频识别码，能同沿途关卡自动“对话”。每经过一个生产环节，读卡器会自动读出相关信息，反馈到控制中心进行相应处理，从而提高整个生产效率。独立的射频码给博世公司旗下工厂的20多条生产线带来了低成本高效率的回报。目前博世在全球十家工厂每个月扫描200万个射频码。而这种让每个零件都能说话的技术，也是智能工厂的重要体现形式。

德国巴斯夫化工集团凯泽斯劳滕工厂也是智能工厂的佼佼者。还是对于射频码的利用，传统化工巨头巴斯夫则在这方面更进一步。巴斯夫位于凯泽斯劳滕的试点智能工厂所生产的洗发水和洗手液已经完全实现自动化。随着网上的测试订单的下达，其生产流水线上的空洗手液瓶贴着的射频识别标签会自动地跟生产机器进行通讯，告知后者它需要何种肥皂、香料、瓶盖颜色和标记。在这样的流水线上，每一瓶洗手液都有可能跟传送带上的下一瓶全然不同。值得注意的是，巴斯夫化工集团的很多理念已经引起了欧洲化工界的普遍注意。德国Dechema协会2016年9月公布的白皮书“化工企业的数字化”更是将巴斯夫工厂作为典型案例进行解析，PROCESS杂志于2016年10月在德国维尔茨堡举办的“第六届数字化工厂”论坛的总结认为，智能化工工厂是全数字化控制的、建立在数字化流程设备基础之上的综合化工生产基地。其主导思想是：为复杂的流程工艺设备开发数字化的3D模型，从流程设备的规划设计、生产制造和安装调试开始，在流程设备的整个寿命周期内都可以使用的3D模型。而巴斯夫智能工厂建设以来的第一号目标就是，每一台真实的流程设备都有一个完整的、可供智能化网络使用的数字化图像数据。

奥迪一直都十分重视生产线技术的创新和突破。目前，奥迪在生产的许多方面都已经达到了“智能工厂”的要求。例如，通过增强现实工具“世界之窗”（Window to the World）系统，预生产中心的员工能够将虚拟3D零部件投影到汽车上，从而实现虚拟世界与现实世界的汽车开发精确结合。在奥迪模具部门，先进的3D打印设备能够生产出复杂的金属零部件，其智能工具可以通过准确的高压分配对金属板材进行冲压，精确度高达百分之一毫米。在英戈尔斯塔特工厂的装配车间，机器人与员工在生产线上并肩工作，机器人以适当的速度和符合人体工学的位置向员工传送零部件。

在奥迪智能工厂中的零件物流运输全部由无人驾驶系统完成。小型化、轻型化的机器人将取代人工来实现琐碎零件的安装固定。奥迪智能工厂发明的柔性抓取机器人最大特点在于柔性触手，这种结构类似于变色龙舌头，抓取零件更加灵活。除了抓取普通零件外，柔性抓取机器人还可以抓取螺母、垫片之类的细微零件。

奥迪的在线杂志《Encounter》还展望了未来汽车生产的远景：放弃传统的装配线，采用独立智能工作台（competence islands）生产汽车，所有的部件由3D打印制作，无人机负责材料的运输，汽车则在生产完成后自动驶离生产线。

可以看到，德国的智能工厂主要依赖数字化、模拟仿真、模块化及相对标准化的产品设计，和基于自己产品的物料清单、工艺清单的数字化、信息化与自动化的高度融合，来实现智能工程的稳定运行。

智能工厂的中国样本：格力、美的、海尔和鸿海

美的已在合肥、武汉、广州空调生产中心建设了三座智能工厂。所谓“智能”，指工厂在设备自动化、生产透明化、物流智能化、管理移动化、决策数据化进行了升级和改造。主要用于美的家电空调等产品的制造。工厂内建有智能化中控中心，可实现线上线下数据共享，通过手机等移动终端实时了解数据，接入平台。

据悉，美的智能工厂的设计与搭建共耗时两年时间，前期走访德国、日本等国调研，累计投入50亿元。厂内共布设有1500台机器人，改用智能工厂后，订单交付周期缩短50%，效率增长100%。在C2M（Consumer to Manufacturer，反向定制）的制造模式下，客户从下订单到收货，12天完成，还可全程订单跟踪。在美的的智能制造产业布局中，库卡作为主体，帮助美的集团在机器人本体生产、工业自动化方案、系统集成、以及智能物流等领域全面布局。

在格力空调武汉生产线，已实现高度自动化。经过格力人不懈的努力，格力在智能制造上取得了瞩目的成就，自主研发的智能产品覆盖了工业机器人、智能AGV、数控机械手、大型自动化线体、数控机床、智能检测设备、工业零部件等10多个领域，上百种规格产品，超百项专利技术。整个格力电器武汉工厂共安装了120台工业机器人，这些机器人和自动化生产线都是格力自己研发生产的，具有完全知识产权。在格力智能总装工厂里面，AGV智能物流系统自动将需要的物料运达指定地点，然后由机器人接力，将物料提上生产线，自动打上螺钉螺母，之后在计算机控制的生产线上，由机器人自动安装底盘、插管、顶盖等各个部件，中间还穿插人工辅助的以机器人操作为主的焊接和制冷剂灌注等工艺流程。最后在末端进行自动化套袋、包装，一台空调就生产出来了。

海尔先后建造了沈阳冰箱、郑州空调、佛山滚筒、胶州空调、青岛热水器、FPA电机、青岛模具和中央空调七大互联工厂。在不断改良、迭代中追求高精度下的高效率。海尔的智能工厂可以实现信息在“人―人”、“人―物”、“物―物”之间自动传递的理念，此外柔性生产线、智能互联工厂可以满足为用户大规模定制的需求。

海尔打造的智能平台COSMOPlat是“企业和智能制造资源最专业的连接者”，能够帮助更多的企业更快、更准确的向大规模定制转型。作为中国首个、也是最大的自主研发和创新的“工业互联网”平台，COSMOPlat目前有20多套相关软件均属海尔自主产权开发。它既不等同于美国由“软”至“硬”的模式，也跟德国以“硬”求“软”的模式不同，而是海尔在打造互联工厂的实践中，逐步构建的一个开放共享的生态体系。该平台运转的核心用户可以全流程参与产品设计研发、生产制造、物流配送、迭代升级等环节，进而实现产品从大规模制造到大规模定制的快速转型。现在海尔COSMOPlat平台上聚集了上亿的用户资源，同时还聚合了300万+的生态资源，形成了用户与资源、用户与企业、企业与资源的3个“双边市场”。目前海尔的COSMOPlat与通用电气的Predix、西门子的Mindsphere平台已经成为智能制造的代表平台，推动中国的制造业不断向智能制造领域迈进。

鸿海集团布局的智能工厂已经扩及在中国28个厂区，智能工厂朝向无纸化、无人化和图像化发展。目前鸿海正在与英特尔（Intel）合作，推动富士康在武汉智能工厂转型。 鸿海集团积极布局机器人、高阶设备、数控机床、智能生产、智能工厂与系统整合。透过建立平台，累积庞大的数据数据，逐步具有分析能力，朝向软硬整合目标前进。鸿海集团在中国持续布局熄灯工厂，目前集团熄灯工厂数超过5个，有望增加到10个，包括成都制造平板计算机的塑料成型、喷涂、CNC加工等制程，就采用熄灯工厂模式。 此外，鸿海集团在重庆厂区的一体成型计算机以及显示器部分制程，以及郑州厂区的CNC工厂，也采用熄灯工厂模式。

中国建造“智能工厂”还需要苦练内功

2017年3月，上海市经信委印发了《关于上海创新智能制造应用模式和机制的实施意见》，以加快上海智能制造发展，实施期限为2017-2020年。《意见》指出，培育10家引领性智能制造系统解决方案供应商，建设100家示范性智能工厂，带动1000家企业实施智能化转型。此外，唐山曹妃甸区出台《打造北京曹妃甸F代产业加工制造基地工作方案》，提出通过创新协同制造模式，到2020年，联合北京打造5个智能工厂或互联工厂，建设50条（个）自动化生产线或数字化车间。