1、數(shù)字化車間的概念及形成
1.1制造業(yè)車間應用管理的演化過程
工業(yè)化以來，隨著科學技術及管理思想的不斷發(fā)展，加工制造行業(yè)在技術應用及管理模式上也經(jīng)歷了幾次變革，從實際發(fā)展來看，每一次變革都帶來了工業(yè)水平的大幅提升，讓釋了技術革命對工業(yè)發(fā)展的主導作用，體現(xiàn)到車間層面的應用管理，則大致經(jīng)歷了如下階段。
從歷史發(fā)展規(guī)律來看，隨著科學技術及管理思想的不斷進步，企業(yè)發(fā)展和管理的變革也是一種必然，即從某個階段到下一階段的發(fā)展是歷史趨勢使然，而從大的發(fā)展周期角度，當前的企業(yè)發(fā)展也正處于從第三階段向第四階段的過渡時期，即從單一的信息技術輔助生產到信息化和工業(yè)化兩化融合的過渡階段。
1.2數(shù)字化車間的提出
在車間管理發(fā)展的第三階段，信息技術的引入改變了原來以設備為基礎，靠人管理的管理模式，通過各種信息化手段(控制技術和管理系統(tǒng)等)的應用，極大改善及優(yōu)化了車間流程和管理手段，在整合資源、提高效率和輔助決策等方面充分發(fā)揮了信息化的優(yōu)勢，使企業(yè)生產力得到大幅提升，推動了工業(yè)生產的長時期發(fā)展。
但隨著工業(yè)化進程的不斷深入，以信息化輔助生產的管理模式也逐步暴露了一些不足，最明顯的是體現(xiàn)在和工業(yè)現(xiàn)場控制的結合和統(tǒng)一方面，長期以來，工業(yè)技術發(fā)展和信息化發(fā)展在企業(yè)內部呈現(xiàn)了兩條單一的發(fā)展路線，兩者只是單向的帶動和促進關系，沒能發(fā)揮工業(yè)化、信息化相互促進和彼此帶動的良好效應。表現(xiàn)在具體層面是為了信息化而信息化，出現(xiàn)了工業(yè)化和信息化脫節(jié)的狀況，一方面工業(yè)技術的發(fā)展未能更好的體現(xiàn)信息技術的指導和支持作用，另一方面信息技術也未能更好的結合工業(yè)化實際，未能更好的體現(xiàn)和工業(yè)化的互動作用。而這也在一定程度上制約了企業(yè)的進一步發(fā)展，如何更好的實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的融合，更好的發(fā)揮兩者的互動作用成為企業(yè)發(fā)展的新課題。
從技術發(fā)展規(guī)律來看，前一階段的發(fā)展瓶頸直接催生了下一階段的技術變革，兩化融合的概念也就適應工業(yè)發(fā)展需要應運而生，以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化的科學發(fā)展模式成為企業(yè)的發(fā)展方向。而具體到車間管理層面，能充分體現(xiàn)并實踐兩化融合概念的數(shù)字化車間建設成為現(xiàn)代企業(yè)的建設方向。
1.3數(shù)字化車間的建設意義
每一次技術變革都會帶來工業(yè)發(fā)展的長足進步，充分踐行兩化融合概念的數(shù)字化車間也不例外，通過數(shù)字化車間的建設，解決企業(yè)核心環(huán)節(jié)(車間管理)的兩化融合問題，充分發(fā)揮信息技術、工業(yè)技術的優(yōu)勢，使兩者相互促進和共同發(fā)展。一方面更好的發(fā)揮信息化平臺優(yōu)勢，發(fā)揮信息技術的指導及決策分析作用，整合、串聯(lián)并優(yōu)化各項工業(yè)技術的應用，改進工業(yè)流程，指導并促進工業(yè)水平的發(fā)展。另一方面也要充分發(fā)揮各種工業(yè)技術對信息化的支撐和基礎作用，從信息、技術、工藝層面更好的支持信息化建設，使信息化建設來源于生產、服務于生產。提升車間的數(shù)字化水平，即做好數(shù)字化車間的建設，已逐步成為現(xiàn)代企業(yè)增強核心竟爭力的關鍵。
2、比較實際的建設思路
在數(shù)字化車間成為制造企業(yè)車間的建設方向，充當企業(yè)技術進步、管理升級的載體之后，如何結合企業(yè)自身特點，建設既切合實際，又能充分提高生產效率、提升管理水平的數(shù)字化車間，成為擺在業(yè)內人士面前的實際問題。本文作者將結合多年企業(yè)信息化建設的經(jīng)驗，從建設范圍、建設模型、可用技術和需注意問題等方面綜合分析，給出一條比較實際的建設思路。
2.1建設思路的整體考慮
數(shù)字化車間的建設，是要建設實實在在、進行實際加工制造的生產車間，而不是某個理論或某個模型的概念，因此數(shù)字化車間的建設一定要實事求是、因地制宜，在踐行建設理論、管理思想的基礎上，切實結合企業(yè)情況，建設符合企業(yè)實際、具有應用價值的數(shù)字化車間，切不可盲目教條、照搬照弄和本本主義。
數(shù)字化車間的整體建設思路，應該從實際出發(fā)，以信息技術和工業(yè)技術的應用為手段，以改善工藝流程、提高生產效率為目標，建設符合企業(yè)實際，切實提高企業(yè)技術和管理水平的數(shù)字化車間。
2.1.1數(shù)字化車間的建設范圍
數(shù)字化車間的建設范圍，應當以企業(yè)實際業(yè)務范圍為主，業(yè)務涉及的加工制造、物流、管理和維修等環(huán)節(jié)均應納入數(shù)字化車間的管理范圍，即數(shù)字化車間應該是一個整體的解決方案，需涉及車間業(yè)務的方方面面，這樣才能發(fā)揮各個環(huán)節(jié)的聯(lián)動作用，提高整體水平。雖然從建設步驟上可以考慮從某個單一業(yè)務環(huán)節(jié)入手繼而逐步展開，但從數(shù)字化車間的整體建設范圍及規(guī)劃上，應當通盤考慮，應用到業(yè)務流程的每一個環(huán)節(jié)，使車間業(yè)務的點、線、面各個層次均納人管理范圍。
2.1.2數(shù)字化車間的建設模型
數(shù)字化車間的建設，應當充分發(fā)揮信息技術、工業(yè)控制技術的優(yōu)勢，以建設高度自動化和高度智能化，盡可能降低人工參與的自動運轉的制造車間為目標。通過智能設備、數(shù)控機床、自動化技術、自動識別技術、AGV等技術的應用，實現(xiàn)實體設備的自動控制和運轉，通過信息技術的數(shù)據(jù)采集、智能分析、信息傳遞、指令下達、監(jiān)控和廣播等技術的應用，實現(xiàn)對實體設備的控制及各個業(yè)務環(huán)節(jié)的聯(lián)動，進而實現(xiàn)將整個車間建設成一臺結構合理、動力充沛的自動運轉的機器的數(shù)字化車間建設目標。
綜合考慮各種因素的數(shù)字化車間建設模型如圖2所示。
2.2可用技術探討
數(shù)字化車間是技術手段和管理思想的結合，而其中技術手段則是數(shù)字化車間建設的基礎，先進、合理的技術手段的應用是數(shù)字化車間運轉的保障。探討建設數(shù)字化車間的可用技術，應從網(wǎng)絡環(huán)境、硬件設備、信息技術及管理手段幾個方面去考慮。
2.2.1數(shù)字化車間的網(wǎng)絡建設
數(shù)字化車間的網(wǎng)絡建設是串聯(lián)各項業(yè)務，使之互相協(xié)作的保障，根據(jù)目前技術的發(fā)展，需要配套建設的網(wǎng)絡環(huán)境包括工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡和工業(yè)自動化網(wǎng)絡，以用于支持工業(yè)現(xiàn)場設備、模塊、系統(tǒng)等等之間的通訊和關聯(lián)。
2.2.2數(shù)字化車間的硬件支持
數(shù)字化車間的建設，離不開強大的硬件支持，主要指能夠納入自動控制范圍的相關智能設備及模塊，從數(shù)字化車間的建設模型人手分析，可以將所需的硬件支持大體總結如圖3所示。
2.2.3數(shù)字化車間的應用技術考慮
技術進步是推動企業(yè)發(fā)展變革的原動力，數(shù)字化車間的建設也是以科學技術的發(fā)展為依托，通過各種技術手段的應用而使科學技術為生產服務，將技術進步轉化為實際的生產成果。
通過前面對網(wǎng)絡建設及硬件支持的分析，綜合考慮數(shù)字化車間的建設模型，可以將建設數(shù)字工作間所需的基本技術手段總結如圖4所示。
2.3數(shù)字化車間的建設藍圖
數(shù)字化車間的建設，既是科學技術和工業(yè)發(fā)展的必然結果，同時也是實踐兩化融合，實現(xiàn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和科學發(fā)展的必經(jīng)之路。
數(shù)字化車間的建設藍圖，應是切合工業(yè)發(fā)展的實際需求，以科學的手段改善作業(yè)環(huán)境、改進工業(yè)流程，使整個車間作業(yè)最大程度的做到人機合一、聯(lián)動同步、快速響應和安全穩(wěn)定，將車間各個流程、各個角色串聯(lián)成一個有機整體，在既定模式下智能作業(yè)、自動運轉，最大程度的解放人力，降低各個環(huán)節(jié)的物耗、能耗和人耗，使整個車間作業(yè)既安全高效，又節(jié)能減排。
數(shù)字化車間作為科技發(fā)展在工業(yè)應用上的客觀載體，是生產力發(fā)展推動工業(yè)進步的具體體現(xiàn)，教字化車間的建設必將極大的推動工業(yè)化進程。
2.4數(shù)字化車間建設中需注意問題
做任何事情都應全盤考慮，多考慮問題的多面性，建設數(shù)字化車間也是如此，在前面探討了數(shù)字化車間的主體建設思路后.接著探討一下數(shù)字化車間建設中應注意的一些問題，通過對這些問題的分析及認識，可以更好的理解數(shù)字化車間的建設過程，不至于因為一些細小問題的忽略而給整個建設項目帶來不必要的彎路和損先。
數(shù)字化車間建設需注意的問題主要分為以下四個方面。
2.4.1安全生產問題
安全生產是工業(yè)生產的頭等大事，也是建設數(shù)字化車間的首要問題，安全責任重于泰山，安手段的應用，不僅要符合科學發(fā)展規(guī)律，更要尊重企業(yè)事實，尊重技術可行性，以最合理的技術手段實現(xiàn)效果的最大化，切忌脫離實際的盲目追求高技術、新技術，在滿足一定的創(chuàng)新要求下，成熟、可靠是工業(yè)技術應用的基本原則。
2.4.2發(fā)展創(chuàng)新問題
技術的發(fā)展不是一成不變的，數(shù)字化車間也是如此，是一個隨著科技手段的更新而不斷發(fā)展創(chuàng)新的過程，因此在建設數(shù)字化車間過程中，應尊重科學發(fā)展規(guī)律，具有發(fā)展的前瞻性，考慮企業(yè)發(fā)展和技術創(chuàng)新的根本需求，打好發(fā)展創(chuàng)新的基礎，時刻支持發(fā)展創(chuàng)新的需要。
3、數(shù)字化車間應用展望
3.1兩化融合的發(fā)展要求
為進一步推進經(jīng)濟體制改革，提升國民經(jīng)濟的工業(yè)化和信息化水平，國家提出了兩化融合的工業(yè)發(fā)展要求，即信息化進程和工業(yè)化進程不再相互獨立進行，不再是單方的帶動和促進關系，而是以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化，實現(xiàn)信息化和工業(yè)化的高層次的深度結合，走新型工業(yè)化道路，其核心是信息化支撐，追求可持續(xù)發(fā)展，堅持科學發(fā)展。
深入理解兩化融合的概念及含義，可以看出數(shù)字化車間的建設正是兩化融合在工業(yè)現(xiàn)場的具體實踐。通過數(shù)字化車間的建設，在基礎的工業(yè)單元層面對信息化和工業(yè)化進行有機整合，實現(xiàn)兩化融合的科學發(fā)展。可以說數(shù)字化車間的建設不僅是科技發(fā)展的必然產物，更是兩化融合的發(fā)展要求。
3.2行業(yè)應用展望
從國家兩化融合的發(fā)展規(guī)劃可以看出，數(shù)字化車間是工業(yè)化和信息化發(fā)展的必然產物，是新時期工業(yè)化進程中科學技術推動生產力發(fā)展的良好切入點，數(shù)字化車間建設符合科學發(fā)展規(guī)律，在企業(yè)發(fā)展要求和國家政策的支持下，正在各行各業(yè)如火如荼的展開。
數(shù)字化車間是一種思想，更是一種模式，具有廣闊的應用前景，不僅適用于制造行業(yè)，更可因地制宜的推廣應用于國民經(jīng)濟的多個行業(yè)，水利、電力、礦業(yè)、化工、農業(yè)以及加工制造業(yè)等等，均可將數(shù)字化車間的理念加以實踐應用，為國民經(jīng)濟發(fā)展助力，提升國民經(jīng)濟的整體水平。
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