1、數(shù)字化車間的概念及形成
1.1制造業(yè)車間應(yīng)用管理的演化過程
工業(yè)化以來，隨著科學(xué)技術(shù)及管理思想的不斷發(fā)展，加工制造行業(yè)在技術(shù)應(yīng)用及管理模式上也經(jīng)歷了幾次變革，從實(shí)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(shù)革命對工業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)作用，體現(xiàn)到車間層面的應(yīng)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(xué)技術(shù)及管理思想的不斷進(jìn)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(dāng)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(shù)輔助生產(chǎn)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(shù)的引入改變了原來以設(shè)備為基礎(chǔ)，靠人管理的管理模式，通過各種信息化手段(控制技術(shù)和管理系統(tǒng)等)的應(yīng)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(chǎn)力得到大幅提升，推動了工業(yè)生產(chǎn)的長時期發(fā)展。
但隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入，以信息化輔助生產(chǎn)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(jié)合和統(tǒng)一方面，長期以來，工業(yè)技術(shù)發(fā)展和信息化發(fā)展在企業(yè)內(nèi)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(jìn)關(guān)系，沒能發(fā)揮工業(yè)化、信息化相互促進(jìn)和彼此帶動的良好效應(yīng)。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(shù)的發(fā)展未能更好的體現(xiàn)信息技術(shù)的指導(dǎo)和支持作用，另一方面信息技術(shù)也未能更好的結(jié)合工業(yè)化實(shí)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(jìn)一步發(fā)展，如何更好的實(shí)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(shù)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(shù)變革，兩化融合的概念也就適應(yīng)工業(yè)發(fā)展需要應(yīng)運(yùn)而生，以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化的科學(xué)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(shí)踐兩化融合概念的數(shù)字化車間建設(shè)成為現(xiàn)代企業(yè)的建設(shè)方向。
1.3數(shù)字化車間的建設(shè)意義
每一次技術(shù)變革都會帶來工業(yè)發(fā)展的長足進(jìn)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(shè)，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(shù)、工業(yè)技術(shù)的優(yōu)勢，使兩者相互促進(jìn)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(shù)的指導(dǎo)及決策分析作用，整合、串聯(lián)并優(yōu)化各項(xiàng)工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，改進(jìn)工業(yè)流程，指導(dǎo)并促進(jìn)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(shù)對信息化的支撐和基礎(chǔ)作用，從信息、技術(shù)、工藝層面更好的支持信息化建設(shè)，使信息化建設(shè)來源于生產(chǎn)、服務(wù)于生產(chǎn)。提升車間的數(shù)字化水平，即做好數(shù)字化車間的建設(shè)，已逐步成為現(xiàn)代企業(yè)增強(qiáng)核心竟?fàn)幜Φ年P(guān)鍵。
2、比較實(shí)際的建設(shè)思路
在數(shù)字化車間成為制造企業(yè)車間的建設(shè)方向，充當(dāng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、管理升級的載體之后，如何結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)，建設(shè)既切合實(shí)際，又能充分提高生產(chǎn)效率、提升管理水平的數(shù)字化車間，成為擺在業(yè)內(nèi)人士面前的實(shí)際問題。本文作者將結(jié)合多年企業(yè)信息化建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，從建設(shè)范圍、建設(shè)模型、可用技術(shù)和需注意問題等方面綜合分析，給出一條比較實(shí)際的建設(shè)思路。
2.1建設(shè)思路的整體考慮
數(shù)字化車間的建設(shè)，是要建設(shè)實(shí)實(shí)在在、進(jìn)行實(shí)際加工制造的生產(chǎn)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(shè)一定要實(shí)事求是、因地制宜，在踐行建設(shè)理論、管理思想的基礎(chǔ)上，切實(shí)結(jié)合企業(yè)情況，建設(shè)符合企業(yè)實(shí)際、具有應(yīng)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(shè)思路，應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，以信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用為手段，以改善工藝流程、提高生產(chǎn)效率為目標(biāo)，建設(shè)符合企業(yè)實(shí)際，切實(shí)提高企業(yè)技術(shù)和管理水平的數(shù)字化車間。
2.1.1數(shù)字化車間的建設(shè)范圍
數(shù)字化車間的建設(shè)范圍，應(yīng)當(dāng)以企業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)范圍為主，業(yè)務(wù)涉及的加工制造、物流、管理和維修等環(huán)節(jié)均應(yīng)納入數(shù)字化車間的管理范圍，即數(shù)字化車間應(yīng)該是一個整體的解決方案，需涉及車間業(yè)務(wù)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(shè)步驟上可以考慮從某個單一業(yè)務(wù)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(shè)范圍及規(guī)劃上，應(yīng)當(dāng)通盤考慮，應(yīng)用到業(yè)務(wù)流程的每一個環(huán)節(jié)，使車間業(yè)務(wù)的點(diǎn)、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(shè)模型
數(shù)字化車間的建設(shè)，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮信息技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)的優(yōu)勢，以建設(shè)高度自動化和高度智能化，盡可能降低人工參與的自動運(yùn)轉(zhuǎn)的制造車間為目標(biāo)。通過智能設(shè)備、數(shù)控機(jī)床、自動化技術(shù)、自動識別技術(shù)、AGV等技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)實(shí)體設(shè)備的自動控制和運(yùn)轉(zhuǎn)，通過信息技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、智能分析、信息傳遞、指令下達(dá)、監(jiān)控和廣播等技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對實(shí)體設(shè)備的控制及各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的聯(lián)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將整個車間建設(shè)成一臺結(jié)構(gòu)合理、動力充沛的自動運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器的數(shù)字化車間建設(shè)目標(biāo)。
綜合考慮各種因素的數(shù)字化車間建設(shè)模型如圖2所示。
2.2可用技術(shù)探討
數(shù)字化車間是技術(shù)手段和管理思想的結(jié)合，而其中技術(shù)手段則是數(shù)字化車間建設(shè)的基礎(chǔ)，先進(jìn)、合理的技術(shù)手段的應(yīng)用是數(shù)字化車間運(yùn)轉(zhuǎn)的保障。探討建設(shè)數(shù)字化車間的可用技術(shù)，應(yīng)從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、硬件設(shè)備、信息技術(shù)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(luò)建設(shè)
數(shù)字化車間的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是串聯(lián)各項(xiàng)業(yè)務(wù)，使之互相協(xié)作的保障，根據(jù)目前技術(shù)的發(fā)展，需要配套建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境包括工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)，以用于支持工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備、模塊、系統(tǒng)等等之間的通訊和關(guān)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(shè)，離不開強(qiáng)大的硬件支持，主要指能夠納入自動控制范圍的相關(guān)智能設(shè)備及模塊，從數(shù)字化車間的建設(shè)模型人手分析，可以將所需的硬件支持大體總結(jié)如圖3所示。
2.2.3數(shù)字化車間的應(yīng)用技術(shù)考慮
技術(shù)進(jìn)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(shè)也是以科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為依托，通過各種技術(shù)手段的應(yīng)用而使科學(xué)技術(shù)為生產(chǎn)服務(wù)，將技術(shù)進(jìn)步轉(zhuǎn)化為實(shí)際的生產(chǎn)成果。
通過前面對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及硬件支持的分析，綜合考慮數(shù)字化車間的建設(shè)模型，可以將建設(shè)數(shù)字工作間所需的基本技術(shù)手段總結(jié)如圖4所示。
2.3數(shù)字化車間的建設(shè)藍(lán)圖
數(shù)字化車間的建設(shè)，既是科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果，同時也是實(shí)踐兩化融合，實(shí)現(xiàn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和科學(xué)發(fā)展的必經(jīng)之路。
數(shù)字化車間的建設(shè)藍(lán)圖，應(yīng)是切合工業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求，以科學(xué)的手段改善作業(yè)環(huán)境、改進(jìn)工業(yè)流程，使整個車間作業(yè)最大程度的做到人機(jī)合一、聯(lián)動同步、快速響應(yīng)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(jī)整體，在既定模式下智能作業(yè)、自動運(yùn)轉(zhuǎn)，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(yīng)用上的客觀載體，是生產(chǎn)力發(fā)展推動工業(yè)進(jìn)步的具體體現(xiàn)，教字化車間的建設(shè)必將極大的推動工業(yè)化進(jìn)程。
2.4數(shù)字化車間建設(shè)中需注意問題
做任何事情都應(yīng)全盤考慮，多考慮問題的多面性，建設(shè)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(shè)思路后.接著探討一下數(shù)字化車間建設(shè)中應(yīng)注意的一些問題，通過對這些問題的分析及認(rèn)識，可以更好的理解數(shù)字化車間的建設(shè)過程，不至于因?yàn)橐恍┘?xì)小問題的忽略而給整個建設(shè)項(xiàng)目帶來不必要的彎路和損先。
數(shù)字化車間建設(shè)需注意的問題主要分為以下四個方面。
2.4.1安全生產(chǎn)問題
安全生產(chǎn)是工業(yè)生產(chǎn)的頭等大事，也是建設(shè)數(shù)字化車間的首要問題，安全責(zé)任重于泰山，安手段的應(yīng)用，不僅要符合科學(xué)發(fā)展規(guī)律，更要尊重企業(yè)事實(shí)，尊重技術(shù)可行性，以最合理的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)效果的最大化，切忌脫離實(shí)際的盲目追求高技術(shù)、新技術(shù)，在滿足一定的創(chuàng)新要求下，成熟、可靠是工業(yè)技術(shù)應(yīng)用的基本原則。
2.4.2發(fā)展創(chuàng)新問題
技術(shù)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(shè)數(shù)字化車間過程中，應(yīng)尊重科學(xué)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(shù)創(chuàng)新的根本需求，打好發(fā)展創(chuàng)新的基礎(chǔ)，時刻支持發(fā)展創(chuàng)新的需要。
3、數(shù)字化車間應(yīng)用展望
3.1兩化融合的發(fā)展要求
為進(jìn)一步推進(jìn)經(jīng)濟(jì)體制改革，提升國民經(jīng)濟(jì)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(jìn)程和工業(yè)化進(jìn)程不再相互獨(dú)立進(jìn)行，不再是單方的帶動和促進(jìn)關(guān)系，而是以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，實(shí)現(xiàn)信息化和工業(yè)化的高層次的深度結(jié)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(jiān)持科學(xué)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(shè)正是兩化融合在工業(yè)現(xiàn)場的具體實(shí)踐。通過數(shù)字化車間的建設(shè)，在基礎(chǔ)的工業(yè)單元層面對信息化和工業(yè)化進(jìn)行有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)兩化融合的科學(xué)發(fā)展�？梢哉f數(shù)字化車間的建設(shè)不僅是科技發(fā)展的必然產(chǎn)物，更是兩化融合的發(fā)展要求。
3.2行業(yè)應(yīng)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(chǎn)物，是新時期工業(yè)化進(jìn)程中科學(xué)技術(shù)推動生產(chǎn)力發(fā)展的良好切入點(diǎn)，數(shù)字化車間建設(shè)符合科學(xué)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(yīng)用前景，不僅適用于制造行業(yè)，更可因地制宜的推廣應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的多個行業(yè)，水利、電力、礦業(yè)、化工、農(nóng)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(shí)踐應(yīng)用，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展助力，提升國民經(jīng)濟(jì)的整體水平。
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本文標(biāo)題：制造業(yè)數(shù)字化車間的建設(shè)思路
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