對于制造商來說，建造一個數(shù)字工廠是具有意義的，因為這意味著更快的上市時間、更敏捷的流程、更高的定制性等等。

• 擁抱數(shù)字文化，一切以數(shù)據(jù)為中心

• 加速推進整個企業(yè)內(nèi)部的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

• 投資于基于云的平臺，以便建立通用數(shù)據(jù)環(huán)境

• 對員工進行技能再培訓(xùn)，幫助他們適應(yīng)未來的工廠

在數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的支持下，數(shù)字工廠有助于實現(xiàn)跨職能協(xié)調(diào)，也可提高靈活性以適應(yīng)不斷變化的世界，進而為企業(yè)帶來競爭優(yōu)勢。對制造業(yè)而言，這是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最高境界。

數(shù)字工廠，有助于工廠業(yè)主深入了解如何在整個生命周期內(nèi)設(shè)計、建造和管理工廠及其資產(chǎn)。

數(shù)字工廠是什么？

數(shù)字工廠是表示工廠關(guān)鍵特征（如幾何形狀、行為和性能等）的一種共享虛擬模型，它顯示了工廠及其操作中所有數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的集合。這種數(shù)字表示形式可以從各結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、資產(chǎn)和流程中調(diào)取數(shù)據(jù)進行匯總，讓工廠業(yè)主深入了解如何設(shè)計、建造和管理工廠，甚至如何重新配置工廠，以及如何最大限度地提高每項資產(chǎn)的效率和生產(chǎn)力。在這樣無信息障礙的生態(tài)系統(tǒng)中，可進行實時協(xié)作，做出更明智的決策，并取得更好的結(jié)果。

數(shù)字工廠的一些特征包括：

• 制造更好的產(chǎn)品

• 吸引更多的客戶

• 提高運營效率和可持續(xù)性

• 加強創(chuàng)新力度

• 加快上市時間

• 獲取各種可供行動參考的數(shù)據(jù)洞察

數(shù)字工廠是一個直觀的生態(tài)系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)驅(qū)動，并隨著人類的智慧而不斷增強，而且具備應(yīng)變能力，在面對突發(fā)事件時可以靈活應(yīng)對。

創(chuàng)建數(shù)字工廠的五個階段

無論是建造新工廠還是重新配置現(xiàn)有工廠，重要的是應(yīng)當(dāng)分階段地建設(shè)數(shù)字工廠，即規(guī)劃、設(shè)計、驗證、建造和運營五個階段。

模擬功能，有助于工廠業(yè)主規(guī)劃各種人員、機器和材料的調(diào)配，針對工廠內(nèi)各組成部分，找出最有效的工作流程和空間分配。

1規(guī)劃

數(shù)字工廠的規(guī)劃從物流和運營布局開始。首先是逐步分解工作流程，確定每個工作站的位置、每個設(shè)備的放置，以及可最大限度地提高生產(chǎn)力的配置。企業(yè)如正在實施數(shù)字化轉(zhuǎn)型，就應(yīng)該已經(jīng)擁有有一個大型的“物品庫”，收藏工廠可能用到的物品。

在規(guī)劃過程中，對各種人員、機器和材料的調(diào)配進行模擬測試有助于確定最有效的空間分配，從而消除瓶頸，加快上市時間。此外，設(shè)計師也會將各供應(yīng)商和廠商整合到工廠的數(shù)字化協(xié)調(diào)中。

2設(shè)計

規(guī)劃階段之后，便已對制造框架有所了解，可開始設(shè)計數(shù)字工廠。工程師決定如何在物理空間中按規(guī)劃進行部署。工廠各利益相關(guān)者也將在這個時候參與進來，按同樣的規(guī)劃去設(shè)計相關(guān)的特定領(lǐng)域。這可能還會涉及評估工作站的人體工程學(xué)團隊或繪制整個工廠內(nèi)空氣流動軌跡的暖通空調(diào)團隊。

工廠都是配備大型機械和許多活動部件的大型建筑。數(shù)字化設(shè)計有助于及早發(fā)現(xiàn)安裝問題，從而減少建造和運營階段的錯誤，更快地讓工廠投入運營。

在設(shè)計階段中，工程師和其他利益相關(guān)者可以在建造實體工廠前及早發(fā)現(xiàn)任何沖突。

3驗證

所有的利益相關(guān)者對設(shè)計進行審查，確保設(shè)計的可行性，并驗證布局是有效的。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可展現(xiàn)出工廠建成后的實際景象，有助于各利益相關(guān)者直觀地看到建成后的工廠場景并視需要進行修改。在這個階段中，設(shè)計要與運營目的保持一致，以便及早發(fā)現(xiàn)沖突并解決問題，確保最佳成果。

4建造

接著就是建造數(shù)字工廠。這是一個以數(shù)字化方式編排的過程，利用了建筑信息模型（BIM）等技術(shù)在多個團隊（如建筑師、工程師、承包商等）之間進行協(xié)調(diào)，從而降低成本超支和進度落后的風(fēng)險。建筑云平臺可建立通用數(shù)據(jù)環(huán)境，為每個利益相關(guān)者提供統(tǒng)一的信息來源。

借助詳細的施工排序，建造過程得以組織和簡化。BIM 工具可對物流工作進行協(xié)調(diào)，而可視化視圖可對布局進行模擬，以測試、再測試整個空間中的移動以及各個工作流程。一旦工廠內(nèi)的一切都安裝好了，便可將所有的工作站連接起來，并接通電源、開機運行。然后就加大生產(chǎn)，直至達到所需的產(chǎn)量。數(shù)字工廠也會開始生成反饋回路，提供各種具有可操作見解的數(shù)據(jù)分析。

5運營

在這個階段，數(shù)字工廠已投入運營，各種數(shù)據(jù)在人員、程序和流程之間自由流動。此外，工廠的數(shù)字孿生體與工廠的實體兩者相互對應(yīng)，將所有的信息結(jié)合起來，讓各種程序和網(wǎng)絡(luò)相互通信。這種虛擬表示形式可以提供整個運營的概覽，有助于了解每項決策的影響。有了這些信息，便可以在工廠的整個生命周期內(nèi)持續(xù)對其進行優(yōu)化，甚至是調(diào)整特定的生產(chǎn)流水線。例如，特定客戶的訂單需要多生產(chǎn) 10% 的產(chǎn)品，但卻發(fā)現(xiàn)經(jīng)計算的計劃生產(chǎn)量只多出 5%，則可參考虛擬模型來重組生產(chǎn)線并調(diào)整產(chǎn)量。

一座建筑物的運營成本約占建筑成本的 80% 至 90%。數(shù)字工廠的設(shè)計，旨在通過提供深入的數(shù)據(jù)分析來降低運營成本。例如，機器學(xué)習(xí)和自動化可協(xié)助預(yù)測性維護，在設(shè)備發(fā)生故障之前提醒工人注意問題。如此一來，企業(yè)可避免意外的停機時間，不然這可是每年讓制造商花上 500 億美元的成本。此外，企業(yè)也可在不中斷的情況下保持生產(chǎn)。