数字化工厂、智能工厂与工业4.0
工业4.0官方的说法文字太多,简单说,有两个维度,技术维度就是物联网和服务在制造业的应用,而商业维度就是用户驱动。其两大主题也是读者耳熟能详,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。数字化工厂和工业4.0之间隔着一个智能工厂的距离。关于工业4.0的阶段和实施先决条件,北航刘强教授说过一段话非常经典的“三不要原则”,第一,不要在不具备成熟的工艺下做自动化,工艺如果不成熟,就最好先做生产线,这是工业2.0解决的问题。第二,不要在管理不成熟的时候做信息化,这是工业3.0解决的问题。第三,不要在不具备网络化和数字化的基础时做智能化,这是工业4.0解决的问题。
数字化本身其实就是智能的一部分,是一个入口;而智能工厂是在数字化工厂的基础上附加了物联网技术和各种智能系统等新兴技术于一体,提高生产过程可控性、减少生产线人工干预。
数字化工厂是智能工厂的落脚点,而智能工厂又是工业4.0的基础和落脚点。只有实现了数字化工厂,才有可能实现工业4.0。数字化工厂的路径数字化工厂是在信息集成的基础上,对研发、制造、管理等各个环节进行全面的过程集成,构建数字化工厂是一项艰巨并且复杂的系统工程。
而任何复杂系统工程的实施都离不了系统建模、系统仿真、系统分析和优化,同样数字化工厂也不能例外。首先要全面了解数字化工厂,建立数字化工厂的模型和参考架构,然后需要有一套完整的方法论、工具和流程对数字化工厂的各个阶段进行建模、规划、分析和优化。
企业数字化转型框架上图中的参考架构即是笔者研究参考了众多工业4.0框架体系后,提出的针对企业的数字化转型框架模型,重点是根据当前企业现状从管理咨询维度和IT信息化维度,分解智能制造时代数字化车间、数字化工厂和数字化企业的层级关系,面向落地和实施。