高礼成：无数字化工厂，何谈智慧工厂！

国产007 · 发表于 2015-6-2 16:13

最近应工信部的邀请去成都参加了一个核电行业的技术会议，会议的议题就是“数字化核电厂”。“华龙一号”，人在模型中漫步360度观察核电厂的画面很美。这才是真正的数字化工厂。

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图片来自网络

      那么何为数字化工厂？因为它是中国智慧制造的前提所在。

      我们最近热谈的3D打印和机器人，其本质也是数字化驱动的设备。3D打印是数字化建模，是前处理。机器人是数字化编程，是后处理。所以说3D打印和机器人是数字化工厂的基本元素。

   下面我高礼成来解读一下我本人眼中的数字化工厂，三个数据部分：

   第一部分首先是数字化建模。这是基础，也就是所有厂房和设备都需要3D建模，有了全数字化的3D模型，就可能进行虚拟工厂建设和虚拟产品装配，最终输出的产品也是数字化样机。

   第二部分就是数字化仿真。就是虚拟现实，因为有了前面的数据模型，一切都可在电脑中预先呈现出来。当然这里不是指单一产品的仿真，而是包括厂房仿真，加工仿真，装配仿真，生产线仿真。就象前面我们所说的核电厂华龙一号，从空中俯视，人在模型中散步时的各个视角，还包括各种设备厂房工作时的动态仿真。这能给人们提供在创建核电厂之前是否安全和合理设计的依据，以确保核电厂建设的万无一失。你这种条件的就应该去做销售

   第三部分就是数字化编程。其本质是工艺数字化，包括数控机床和3D打印的编程，机器人动动轨迹编程，自动化生产线工艺编程。编程的本质是让工厂内的所有设备都是由计算机来控制和改变，保持一个柔性的组合。
再看看三个数字化工厂的管理部分：

   集成数字化建模管理的PDM/PLM/ERP系统。按照互联网的说法就是数字化工厂的大数据系统，所有的3D模型数据都集中在一个管理系统里，它拥有统一的界面，统一的流程管理，统一的输出。所有的员工都可以以一个特定的身份入口在这个系统里进行协同工作。
集成数字化仿真虚拟的MES/MOM系统。按照互联网的说法就是物联网系统。还包括数据采集和控制，无线传感，快速修复，统一协调。真实的反映整个数字化工厂的资源利用率和故障返修反应能力，同时通过即时仿真的虚拟场景对生产计划作出调整。

   集成数字化编程管理的DNC和并行系统。按照互联网的说法就是数字化工厂的云系统，所有的机床，3D打印，机器人，生产线都通过DNC来集中管理，从管理上来说它们是串行的，控制端和入口都在同一个地方。从工作效能来说，它们也是并行的，通过计算机能对它们进行重复性的编程。
数字化工厂的概念在不同的行业理解也不一样，例如机床制造企业的数字化工厂核心就是交钥匙工程。核电行业的数字化工厂核心就是漫游和安全。汽车行业的核心就是机器换人。但不管是什么行业，他们的共性就是他们建立数字化工厂的目的无非就是三点：

   一是可节能：不论是增材的3D打印的发展，还是原有的数控加工设备和生产线的数据采集，分析，控制，修正。这些都是资源的整合和分配，减少不必要的错误判断而造成的资源浪费；

   二是可视化：所谓可视化，就是以依据3D模型，可在电脑中对厂房的建设进度和产品的生产过程进行虚拟仿真，评估和优化。目的就是把问题反映在前端，以便在实际的建造和生产中确保万无一失；

   三是可追溯：数字化的本质就是有据可查，就是有了整个工厂的大数据系统，当出现问题时能第一时间追溯到源头的数据进行排查，就好像我们每个人都有自己的档案系统和身份证，只不过这些档案和身份证都是数字化的。
我再来总结一下，其实德国4.0描述的将来工厂应该是智慧工厂，它应该是数字化工厂和自动化工厂的结合体，而现在国内有很多的工厂自动化程度已经很高，他们现在缺少的就是数字化，故自动化工厂的数字化改造是很多企业向智慧工厂转变的必经之路。而这个数字化年代已经开启，我们准备好了吗？
【特约撰稿作者】高礼成，资深3D打印业界顾问专业人士，工业智能化领域专家，对智能机器人、智能机械化有独到见解，多家制造业权威媒体客座首席观察员，多次作为特别嘉宾受邀参加业内演讲。现任中望3D中国区策略合作总监。更多观点文章，请登录http://www.zw3d.com.cn/blog/category/3dprint

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