數(shù)字化工廠建設(shè)的核心要素可以歸納為工廠裝備數(shù)字化、工廠物流數(shù)字化、設(shè)計(jì)研發(fā)數(shù)字化、生產(chǎn)過程數(shù)字化。
“數(shù)字化工廠”貫穿整個(gè)工藝設(shè)計(jì)、規(guī)劃、驗(yàn)證、直至車間生產(chǎn)工藝整個(gè)制造過程，規(guī)劃時(shí)，需要與設(shè)計(jì)部門的CAD/PDM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行可制造性驗(yàn)證（工藝評(píng)審），同時(shí)，所有規(guī)劃還需要考慮工廠資源情況。同時(shí)，“數(shù)字化工廠”還有必要把企業(yè)已有的規(guī)劃“知識(shí)”（如工時(shí)卡、焊接規(guī)范等）集成起來，整個(gè)集成的底部是PLM構(gòu)架。
01 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能采集與分析
智能制造的核心在于工業(yè)與數(shù)字化融合，催生新的工業(yè)發(fā)展形態(tài)，其中包含智能生產(chǎn)、智能產(chǎn)品、智能物流和智能服務(wù)。實(shí)時(shí)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)收集傳輸是數(shù)字化工廠建設(shè)第一要素。生產(chǎn)過程中需要及時(shí)采集產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗、加工精度和設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并與訂單、工序、人員進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的全程追溯。
02 工業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)
實(shí)現(xiàn)智能工廠乃至工業(yè)4.0，推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)MES應(yīng)用，最重要的基礎(chǔ)就是要實(shí)現(xiàn)M2M，也就是設(shè)備與設(shè)備之間的互聯(lián)，建立工廠網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)之后，可以實(shí)現(xiàn)DNC(分布式數(shù)控)應(yīng)用。設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集是企業(yè)建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。
03 生產(chǎn)質(zhì)量管理
提高質(zhì)量是企業(yè)永恒追求的主題，在數(shù)字工廠規(guī)劃時(shí)，生產(chǎn)質(zhì)量管理更是核心的業(yè)務(wù)流程。貫徹質(zhì)量是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出來，而非檢驗(yàn)出來的理念。質(zhì)量控制在信息系統(tǒng)中需嵌入生產(chǎn)主流程，如檢驗(yàn)、試驗(yàn)在生產(chǎn)訂單中作為工序或工步來處理。
04 制造執(zhí)行系統(tǒng)
MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))是智能工廠規(guī)劃落地的著力點(diǎn)，MES是面向車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，上接ERP系統(tǒng)，下接現(xiàn)場的PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、檢測(cè)儀器等設(shè)備。MES旨在加強(qiáng)MRP計(jì)劃的執(zhí)行功能，貫徹落實(shí)生產(chǎn)策劃，執(zhí)行生產(chǎn)調(diào)度，實(shí)時(shí)反饋生產(chǎn)進(jìn)展;面向生產(chǎn)一線工人：指令做什么、怎么做、滿足什么標(biāo)準(zhǔn)，什么時(shí)候開工，什么時(shí)候完工，使用什么工具等等;記錄“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，建立可用于產(chǎn)品追溯的數(shù)據(jù)鏈;反饋進(jìn)展、反饋問題、申請(qǐng)支援、拉動(dòng)配合等。面向班組：發(fā)揮基層班組長的管理效能，班組任務(wù)管理和派工;面向一線生產(chǎn)保障人員：確保生產(chǎn)現(xiàn)場的各項(xiàng)需求，如料的配送，工件的周轉(zhuǎn)等等。
05 車間無紙化
生產(chǎn)過程中工件配有圖紙、工藝卡、生產(chǎn)過程記錄卡、更改單等紙質(zhì)文件作為生產(chǎn)依據(jù)。隨著信息化技術(shù)的提高和智能終端成本的降低，在智能工廠規(guī)劃可以普及信息化終端到每個(gè)工位，結(jié)合輕量化三維模型和MES系統(tǒng)，操作工人將可在終端接受工作指令，接受圖紙、工藝、更單等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可以靈活第適應(yīng)生產(chǎn)計(jì)劃變更、圖紙變更和工藝變更。有很多廠商提供工業(yè)平板顯示器，甚至可以利用智能手機(jī)作為終端，完成生產(chǎn)信息查詢和報(bào)工等工作。每個(gè)工位上的操作工人將可在終端接受工作指令，接受圖紙、工藝、更單等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可以靈活第適應(yīng)生產(chǎn)計(jì)劃變更、圖紙變更和工藝變更。
