數字化轉型--– 數字化工廠規劃
2025/7/28 14:02:02 點擊：
制造業是國民經濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。十八世紀中葉開啟工業文明以來，世界強國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明，沒有強大的制造業，就沒有國家和民族的強盛。打造具有國際競爭力的制造業，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。——《中國制造2025》開篇語
盡管面臨中美貿易摩擦，相關宣傳力度有所調整，但從中國制造邁向中國創造、打造制造強國的這一偉大愿景與劃時代的突破，卻一直是各行業的共同奮斗目標。
智能制造，是重點的主攻方向之一。在可預期的未來一段時間，數字化工廠是最可落實的建設目標。自2015年以來，各行業龍頭企業紛紛開展試點與推廣工作，通過數字化工廠的建設，致力于提質增效降本，提升與鞏固競爭優勢，促進產品質量與品牌美譽度。工信部每年也組織了國家層面的示范項目申報，鼓勵各行業互相交流與相互促進。
總體來看，智能制造（數字化工廠）是一個多學科多領域的融合課題，往往規劃先行，分步實施。智能制造的主題仍然是制造本身，需要結合企業實際特點來設計。企業管理理論經過幾十年的發展與實踐，日漸成熟，但數字化技術仍在高速發展與推廣應用之中。借助于數字化工廠的建設（包括改建/升級等），企業如能將先進管理理念與先進數字化技術充分融合，有助于順利實現數字化轉型，獲取數字化建設與投資的最大收益。
圍繞"制造技術與信息技術的深度融合"這一關于智能制造最權威的定義，如何將看得到的企業制造現場本身與看不到的業務運營流程充分融合，將生產/物流/自動化等實體與數據/流程/知識等虛體融合，打造適合企業自身特點的數字化工廠，是一項系統性的工程項目。
一、首先是數字化頂層規劃
這是因為數字化工廠不僅僅只是現場層面的規劃，不僅僅只是生產或工藝部門的任務，而是貫穿企業各個職能領域的統領項目，是一項企業競爭戰略的承接課題，需要各個業務部門來共同回答：如何保證研發項目的高效高質結項，如何協同產供銷做到有效統一的供應鏈指揮，如何落實生產與物流的一體化融合與精益理念導入，如何開展精益自動化設計，如何打造全價值鏈端到端的質量閉環，如何開展工藝設計以充分銜接研發與制造，如何幫助供應商以跟上企業發展需要，數字化的互聯互通設計又如何能夠實現，未來的服務型制造又如何能夠轉型，如何面向市場需求充分發揮數字化的優勢，等等。這就需要企業從更高的經營層面來整體審視與之相關聯的各項戰略活動，準確識別需平行開展的變革課題，伴隨數字化建設的整體進程做好變革管理。
二、接下來是工廠現場規劃
企業需要進一步考慮利用有限的資源（人力、設備、場地等）支撐起更多的產出，這就需要從產品的實際工藝（并預留出未來預研工藝的升級空間）與產品流轉出發，充分考慮精益自動化的設計及其與產線的集成，將生產、生產中的物流、配送、倉儲、各領域自動化等環節高效結合起來；企業需要進一步思考如何利用數字化技術發揮出更高的效率，這就需要從屆時的業務流程（結合現場布局規劃與組織結構變化）出發，將可通訊的設備進行數字化互聯，將業務執行流程數字化，將各IT與OT系統集成，借助于工業網絡、工廠仿真、數字化互聯互通等技術實現實體與虛擬世界的充分融合，發揮出運營管理的最大潛力。
三、制造精益化
綜合考慮園區物流、精益生產、精益配送與精益倉儲的融合規劃，采用數字技術針對未來工廠開展數字化布局設計。對于投資額較大、過程復雜、制造價值鏈較長的規劃項目，聯合團隊還會采用數字化仿真技術加以模擬驗證。融合仿真技術的精益設計已經越來越受到各行業企業管理者的關注。
四、制造自動化
在面臨人力成本迅速提升、質量一致性期望迅速提高、客戶需求日趨多品種小批量的現代工業競爭環境下，企業普遍在思考何時采取自動化、采取何種自動化、何以實現數字化聯網、實現何種預期效果等相關問題。我們結合過往課題，也開創性地將精益思想與自動化裝備設計融合形成精益制造工程LME方法論，從整體的價值鏈全流程角度幫助聯合團隊開展未來自動化升級/引進規劃，避免自動化設計覆蓋不足、過度自動化設計等風險。看得到的自動化裝備需要借助電氣技術與數字技術以實現工業聯網，這為后續的工業大數據分析、邊緣計算、IT/OT深度融合以及質量與技術的持續升級又打下了堅實的基礎。
五、制造信息化
作為三化融合的另一個核心支柱，信息化的互聯互通以及IT/OT的融合（如工業網絡、數字孿生應用等）是數字化工廠實現的看不見的重要基石。實時數據的自動化和流程的自動化是數字化工廠建設必須優先考慮的事項。從融合制造精益化與制造自動化設計的未來工廠運作場景出發，開展貫穿現場信息化（如MES等系統）與非現場信息化（如PLM與ERP等系統）的數據來源與系統集成設計，進而提出結合企業業務特點的系統功能要求和集成要求，這將有利于企業組織自身技術團隊和各領域系統實施商，圍繞統一的場景，聯合開展后續的落地部署工作。
六、整體規劃，分步實施，建設基于大數據運營的數字化工廠
系統性規劃完成后，企業往往根據數字化建設路線圖，組織各系統解決方案提供商按規劃要求，逐步建成數字化工廠，與之同時啟動平行的管理變革以適應新運營環境。在互聯互通的新工廠投入運行之后，形成基于大數據運營的數字化管理機制，但企業仍需關注持續改善。管理的改善與新技術的應用都是持久的課題。
盡管面臨中美貿易摩擦，相關宣傳力度有所調整，但從中國制造邁向中國創造、打造制造強國的這一偉大愿景與劃時代的突破，卻一直是各行業的共同奮斗目標。
智能制造，是重點的主攻方向之一。在可預期的未來一段時間，數字化工廠是最可落實的建設目標。自2015年以來，各行業龍頭企業紛紛開展試點與推廣工作，通過數字化工廠的建設，致力于提質增效降本，提升與鞏固競爭優勢，促進產品質量與品牌美譽度。工信部每年也組織了國家層面的示范項目申報，鼓勵各行業互相交流與相互促進。
總體來看，智能制造（數字化工廠）是一個多學科多領域的融合課題，往往規劃先行，分步實施。智能制造的主題仍然是制造本身，需要結合企業實際特點來設計。企業管理理論經過幾十年的發展與實踐，日漸成熟，但數字化技術仍在高速發展與推廣應用之中。借助于數字化工廠的建設（包括改建/升級等），企業如能將先進管理理念與先進數字化技術充分融合，有助于順利實現數字化轉型，獲取數字化建設與投資的最大收益。
圍繞"制造技術與信息技術的深度融合"這一關于智能制造最權威的定義，如何將看得到的企業制造現場本身與看不到的業務運營流程充分融合，將生產/物流/自動化等實體與數據/流程/知識等虛體融合，打造適合企業自身特點的數字化工廠，是一項系統性的工程項目。
一、首先是數字化頂層規劃
這是因為數字化工廠不僅僅只是現場層面的規劃，不僅僅只是生產或工藝部門的任務，而是貫穿企業各個職能領域的統領項目，是一項企業競爭戰略的承接課題，需要各個業務部門來共同回答：如何保證研發項目的高效高質結項，如何協同產供銷做到有效統一的供應鏈指揮，如何落實生產與物流的一體化融合與精益理念導入，如何開展精益自動化設計，如何打造全價值鏈端到端的質量閉環，如何開展工藝設計以充分銜接研發與制造，如何幫助供應商以跟上企業發展需要，數字化的互聯互通設計又如何能夠實現，未來的服務型制造又如何能夠轉型，如何面向市場需求充分發揮數字化的優勢，等等。這就需要企業從更高的經營層面來整體審視與之相關聯的各項戰略活動，準確識別需平行開展的變革課題，伴隨數字化建設的整體進程做好變革管理。
二、接下來是工廠現場規劃
企業需要進一步考慮利用有限的資源（人力、設備、場地等）支撐起更多的產出，這就需要從產品的實際工藝（并預留出未來預研工藝的升級空間）與產品流轉出發，充分考慮精益自動化的設計及其與產線的集成，將生產、生產中的物流、配送、倉儲、各領域自動化等環節高效結合起來；企業需要進一步思考如何利用數字化技術發揮出更高的效率，這就需要從屆時的業務流程（結合現場布局規劃與組織結構變化）出發，將可通訊的設備進行數字化互聯，將業務執行流程數字化，將各IT與OT系統集成，借助于工業網絡、工廠仿真、數字化互聯互通等技術實現實體與虛擬世界的充分融合，發揮出運營管理的最大潛力。
三、制造精益化
綜合考慮園區物流、精益生產、精益配送與精益倉儲的融合規劃，采用數字技術針對未來工廠開展數字化布局設計。對于投資額較大、過程復雜、制造價值鏈較長的規劃項目，聯合團隊還會采用數字化仿真技術加以模擬驗證。融合仿真技術的精益設計已經越來越受到各行業企業管理者的關注。
四、制造自動化
在面臨人力成本迅速提升、質量一致性期望迅速提高、客戶需求日趨多品種小批量的現代工業競爭環境下，企業普遍在思考何時采取自動化、采取何種自動化、何以實現數字化聯網、實現何種預期效果等相關問題。我們結合過往課題，也開創性地將精益思想與自動化裝備設計融合形成精益制造工程LME方法論，從整體的價值鏈全流程角度幫助聯合團隊開展未來自動化升級/引進規劃，避免自動化設計覆蓋不足、過度自動化設計等風險。看得到的自動化裝備需要借助電氣技術與數字技術以實現工業聯網，這為后續的工業大數據分析、邊緣計算、IT/OT深度融合以及質量與技術的持續升級又打下了堅實的基礎。
五、制造信息化
作為三化融合的另一個核心支柱，信息化的互聯互通以及IT/OT的融合（如工業網絡、數字孿生應用等）是數字化工廠實現的看不見的重要基石。實時數據的自動化和流程的自動化是數字化工廠建設必須優先考慮的事項。從融合制造精益化與制造自動化設計的未來工廠運作場景出發，開展貫穿現場信息化（如MES等系統）與非現場信息化（如PLM與ERP等系統）的數據來源與系統集成設計，進而提出結合企業業務特點的系統功能要求和集成要求，這將有利于企業組織自身技術團隊和各領域系統實施商，圍繞統一的場景，聯合開展后續的落地部署工作。
六、整體規劃，分步實施，建設基于大數據運營的數字化工廠
系統性規劃完成后，企業往往根據數字化建設路線圖，組織各系統解決方案提供商按規劃要求，逐步建成數字化工廠，與之同時啟動平行的管理變革以適應新運營環境。在互聯互通的新工廠投入運行之后，形成基于大數據運營的數字化管理機制，但企業仍需關注持續改善。管理的改善與新技術的應用都是持久的課題。
需要特別強調的是：數字化工廠不應過于聚焦于無人工廠，而應是圍繞產品和制造特點的人機有序協同環境下的高質高效工廠，數字化工廠的建設與實際運營也都離不開人才。近觀幾年來的數十個項目，人才永遠都是重中之重，統領項目的復合型人才更是企業急需。
文章摘自羅戈網
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