“未來工廠”——數字化車間

數字化車間是數字化、網路化技術在生產車間的綜合應用，它將數控裝置與工藝設計系統、生產組織系統和其他管理系統的資訊進行整合，形成綜合資訊流自動化的整合製造系統。從整體上改善生產的組織與管理 , 提高製造系統的柔性 , 提高數字化裝置的效率。

早前“十四五規劃"明確提出，鞏固壯大實體經濟根基，深入實施製造強國戰略。《“十四五”資訊化和工業化深度融合發展規劃》提出，到2025年，資訊化和工業化在更廣範圍、更深程度、更高水平上實現融合發展，新一代資訊科技向製造業各領域加速滲透。進一步加速製造業數字化轉型的步伐。但熱火朝天的數字化轉型中，我們看到的往往是大型企業的成功案例，佔比90%以上中小型企業的報導可謂鳳毛麟角。

面對著頭部企業數字化轉型之後的欣欣向榮，中小企業主表現出了一種可望而不可即的態度。在智慧化、裝置化、聯網化程度偏底的中小型製造業車間，如何走出一條低成本、便捷化、快速化的數字化轉型之路成為一個普遍關注的問題點。

一、智慧化生產

智慧化在引入數控機床、機器人等生產裝置並實現生產自動化的基礎上，再以ERP、MES等管理軟體作為中樞管理系統，以視覺相機、RFID標籤、掃碼器、條碼、感測器等為元件，以NC數控系統或PLC為控制單元，以現場匯流排PROFIBUS、工業乙太網PROFINET、MODUBUS等通訊技術為傳輸網路。能夠藉助完善的系統獲取狀態資訊、傳遞控制指令，以此實現科學決策、智慧設計、合理排產，監控裝置狀態，提升裝置使用率，指導生產執行，讓自動化生產智慧裝置高效運轉。

二、智慧硬體

智慧化生產製造單元是將一組能力相近的加工裝置和輔助裝置進行模組化、整合化、一體化的聚合，使其具備多品種少批量產品的生產輸出能力。打造智慧製造單元是開啟智慧化道路行之有效的切入點。為各車間配置智慧製造單元，“智造單元”是一種模組化的小型數字化工廠實踐，整個單元由自動化模組、資訊化模組和智慧化模組三部分組成，以“最小的數字化工廠”實現在多品種小批量的生產智慧化。在加工領域，注重從單一功能型裝置向多功能型裝置過渡；在裝配領域，突破人工操作的枷鎖，逐步由人工操作向人機協作、自動化作業轉變；不斷髮掘高精尖裝置，致力於質量檢測、SPC工站建設；將傳統、簡易的人工搬運等，採用機器人配合視覺定位技術全部實現自動化搬運。

三、智慧裝置互聯

智慧化生產車間以資訊化作為根基，通過將生成車間的不同裝置與通訊網路連線，收集裝置的狀態資料和質量資料，並作為資料採集和分析的基礎。對不同生成裝置，採取不同的資料採集方式：對存在資料介面的裝置，如加工中心、磨床、PLC控制器、機器人、儀器儀表等，通過Profibus或Profinet網路將裝置資料傳輸到閘道器；對於沒有資料介面的裝置，通過外接感測器完成裝置狀態採集，提升通訊能力，可採取有線或無線兩種方式進行，資料傳輸到網路後，通過邊緣計算方式完成資料就地分析和儲存，對於資料分析結果彙總，並採用有線或無線的方式，儲存到雲伺服器進行資料顯示和後續資料分析工作。裝置的聯網接入需完成三項重要的工作：硬體介面的連線、軟體資料介面互通、介面規範定義。

四、智慧裝置資料採集

完整的製造裝置應具備完善的檔案資訊，包括產品編號、產品描述、產品狀態、產品時間戳等資訊。按照已定義的通訊介面，與其他裝置、裝置以及執行層實現裝置和資料的互聯互通。對收集完成的資料進行分析，篩選出合格資料，對於不合格資料採用自動處理和人工處理兩種模式完成，最終保證產量質量狀態的穩定，並可滿足產品的質量追溯。

五、智慧製造執行系統

建立MES製造執行系統，運用生產排程管理、工藝執行與管理、過程控制管理、排程管理、質量管理、裝置管理等模組，可時刻管理和展示生產製造全流程。通過開發數字化生產製造執行平臺，打通計劃、生產、物流、裝置間的資料流，構成計劃、控制、反饋、調整的完整系統，通過規範的定義介面實現計劃、命令的傳遞和實際生產的無縫銜接，使生產計劃、控制命令、資訊資料在整個MES系統、過程控制系統、自動化體系中透明、及時、順暢地互動傳遞，最終實現生產全過程數字化，打造數字化生產車間。

六、智慧化物流倉儲

物流倉儲是製造業中極為重要的一環，通過應用智慧物流倉儲系統可快速完成產品原材料、產品配套件、成品件之間快速流轉和輸送工作，通過採用堆垛機輸送方式和立體倉庫儲存方式提升倉庫貨位週轉效率，降低倉庫轉運過程造成的人工成本，提升轉運效率，實現倉庫儲流數字化管控和智慧化運輸。

建設智慧物流倉儲系統，完善系統組成架構:裝置層、操作層、企業層。裝置層建設立體倉庫、智慧叉車、碼垛機器人、提升機等倉儲裝置，建設AGV、智慧托盤、物流機器人等物流裝置、RFID、機器視覺、智慧攝像頭等識別裝置;操作層增加WMS、WCS、TMS等運維軟體;企業層則對接ERP、CRM、SCM等管理軟體的採購、計劃、庫存、發貨等模組，融入總系統的閉環中。

七、數字化車間平臺搭建

工藝是將研發設計的產品賦予靈魂的重要一環，推進數字化技術應用並覆蓋於產品的設計、工藝、製造全生命週期，是實現智慧製造的關鍵一點。通過工藝數字化資訊平臺建設，將打通設計、工藝、製造之間資料流，實現上下游高效協同，通過數字化工藝的深化應用，工藝一致性將實現100%，20%的問題將在規劃早期被驗證發現，產品的生產準備週期將縮短20-30%。

” 十四五”規劃綱要提出，到2025年，中國數字經濟核心產業增加值佔GDP比重達到10%。如今，我們更確信，下一個十年，最大的商業機遇就在數字經濟中。數字經濟發展速度之快、影響範圍之廣前所未有，並逐漸重塑全球經濟結構。

中國經濟高速增長40年，一批企業在經濟發展中高速成長。中國14億人口超大體量的市場，造就了中國產業的完整性與獨特性。憑藉數字化創新，中國企業將有機會成為改變全球競爭格局的關鍵力量，能夠適應中國複雜產業結構的數字化創新，很可能也會具有全球應用價值。

我們相信，數智化，一定是未來十年最大的創新趨勢。2021年接近尾聲，世界依舊與疫情抗爭，但商業格局已經飛速演變。繼“資訊線上化”、“商品線上化”、“資金線上化”後，一切商業正在線上化。加速中的數智化不斷推進商業生態整合與演變。2022年開場在即，新l日週期的交替討論依然在繼續，但數智化的實現路徑仍然充滿不確定性，需要聰明的智慧、睿智的頭腦、勇敢的好奇心結伴同行，一起探索。(sofastsoft . com)