随着大数据时代的来临，一场数字化转型的风暴正在席卷全球，几乎所有企业都身不由己地被卷入其中。为抓住数字化转型的机遇，在激烈的市场竞争中立足和发展，打造“数字化工厂”成为了很多企业的重要战略目标。“数字化工厂”是什么？面对数字化转型带来的机遇与挑战，传统制造企业该如何跟上时代的步伐，有效地实现数字化转型升级呢？

　　数字化工厂(DF)是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。

　　现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。

　　“数字化工厂”提供了全面的制造过程管理，在实际产品生产前，在计算机模拟的环境中完成虚拟生产全部过程，生成经过“数字化工厂”验证过的、实际生产所需的各种工艺数据和文档。

　　数字化工厂（Digital Factoeris，简称DF）没有确切的定义，它是一个复杂的系统。

　　广义的数字化工厂是以制造产品和提供服务的企业为核心，由核心企业以及一切相关联的成员构成的、使一切信息数字化的动态组织方式，是对产品全生命周期的各种技术方案和技术策略进行评估和优化的综合过程。

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　　狭义的数字化工厂是以资源、操作和产品为核心，将数字化的产品设计数据，在现有实际制造系统的所映射的虚拟现实环境中，对产品生产过程进行计算机仿真和优化的虚拟制造方式。

　　数字化工厂核心，即是ERP、PLM、MOM、WMS、DCS五大系统的全面集成，并以MOM/MES（制造运营系统）为中枢核心，形成智能制造创新平台。

　　1、ERP系统：将企业的三大流：物流，资金流，信息流进行全面一体化管理。特别提一下，ERP不要过多管理制造端，只需以报工方式，保存制造端的生产结果，用于财务成本核算。

　　2、PLM系统：对企业知识型资产的管理，实现对产品的数据管理、项目管理、变更管理、协同管理、标准化管理、安全管理等，为制造企业提供了一个可伸缩的研发管理平台。

　　3、MOM系统：MOM (Manufacturing Operations Management) 智能制造解决方案是在MES系统基础上进一步向上和向下拓展开发的生产管理集成模块，从而实现包括计划、物流、仓储、质量和工装设备等房么的集成应用，帮助企业建立数字化应用场景，为智能制造提供全方位的支持。

　　4、WMS系统：通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，对批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程。

　　与ERP集成：如果需要提供一整套的仓库解决方案的话，ERP系统依然存在一些缺陷的，我们也了解到WMS系统可以弥补ERP系统的一些缺陷。因此，如果你想拥有一个强大的仓库管理解决方案，那么可以将ERP系统与WMS系统两者结合起来使用。

　　与MOM集成：当车间MES接料时，WMS实时将物料批次信息传给MES，绑定接料工位。当成品入库时，MES实时将物料批次信息传给WMS，绑定仓库和储位。

　　主流市场观点认为，数字化工厂主要涉及产品设计、生产规划与生产执行三大环节，数字化建模、虚拟仿真、虚拟现实/加强现实（VR/AR）等技术包含在其中。

　　在产品研发设计环节利用数字化建模技术为产品构建三维模型，能够有效减少物理实体样机制造和人员重复劳动所产生的成本。同时，三维模型涵盖着产品所有的几何信息与非几何制造信息，这些属性信息会通过PDM/cPDM(产品数据管理/协同产品定义管理)这种统一的数据平台，伴随产品整个生命周期，是实现产品协同研制、产品从设计端到制造端一体化的重要保证。

　　例如，美国波音公司在其737-NX和787的设计制造中，利用数字化建模技术，不但有效缩短了研制周期，大幅降低了研制成本，而且通过PDM/cPDM，有效实现了产品设计与制造环节的信息协同，从而大幅提高了生产效率。

　　在生产规划环节，基于PDM/cPDM中所同步的产品设计环节的数据，利用虚拟仿真技术，可以对于工厂的生产线布局、设备配置、生产制造工艺路径、物流等进行预规划。

　　虚拟仿真技术广泛应用于汽车、船舶及其他大型设备制造过程中。例如，大众汽车公司旗下斯柯达捷克工厂，即采用西门子的Tecnomatix，利用虚拟仿真工艺路径规划，来减少实际生产线调整改进所需要花费的成本。

　　这个环节的数字化，体现在制造执行系统（MES）与其他系统之间的互联互通上。MES与ERP、PDM/cPDM之间的集成，能够保证所有相关产品属性信息从始至终保持同步，并实现实时更新。

　　玛莎拉蒂的Bertone工厂即采用上述技术实现Quattroporte与Ghibli两款不同车型的全自动生产与组装，据不完全统计，产能提升幅度高达两倍以上。

　　构建一个高效的数字化工厂，需要从总体设计、软硬件的配套选择、组织人员的变革、数字化业绩管理和生态圈的建设等五个方面入手。

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　　总体路径图勾勒出了新建数字化工厂的大方向，它包括软硬件的配套选择、组织架构的设计、人员的培养与选拔，以及数字化的业绩管理。其设计要考虑企业当前数字化水平和未来数字化需求之间的差距。

　　麦肯锡的“数字化制造罗盘”工具可用于判断企业当前的数字化水平（见下图），我们在全球其他地区已经广泛使用，也尝试应用于中国的制造企业， 效果同样令人满意。

　　接着，梳理数字工厂各个车间、生产线对于数字化制造系统的功能需求，通过对工厂信息管理系统、生产计划、工单执行、人员管理、物料管理、质量管理、工艺管理、设备管理、能源管理等九大功能模块的通盘考虑，我们就能掌握该企业的未来数字化需求。

　　首先，分析数字化系统的集成框架，以保证数字化系统的完整有效。一般来说，数字化工厂需要包括ERP系统(企业资源计划系统)，MES系统（制造执行系统）和PLM系统（产品生命周期管理系统）在内的相互连接的一整套数字 化管理体系。

　　其次，分析数字化系统各项功能需求的可行性和重要性，在两个维度上进行高、中、低三档的排序。此过程应邀请尽可能多的利益相关者参加，尤其是硬件和软件供应商。

　　最后，根据可行性和重要性排序，制定数字化系统落地的实施路径，明确短期、中期、长期的发展目标。

　　首先，为确保新工厂的高效运营，需要打造敏捷组织。它能够使信息与决策更快地在组织上下流动，使战略和结构跟上瞬息万变的市场变化，员工具备更强的能力来解读信息并解决复杂问题。传统组织的敏捷转型需要从组织架构、流程及人员这三个方面来打造组织稳定主心骨及动态能力。

　　其次，做好关键核心岗位（总经理）的人员选拔。可采取外招和内部选拔两条腿走路。选拔总经理从企业和新工厂需要的特质出发，设计合理有效的考 核选拔制度。内部选拔可按业绩和领导力来考量。

　　传统的业绩管理很难将高层和底层的关键业绩指标完全对应，更不可能实时反馈和纠正。数字化业绩管理则将关键指标层层分解，达到上下的统一和透明，并定期更新。在数字化业绩管理体系下，每个人都可以直接看到生产线的运转情况，以实现实时反馈和远程解决问题。

　　数字化工厂的核心是实现整个价值链的端到端互联，因此企业必须借助各种力量构筑生态圈或成为生态圈的一员，充分调动自身、外部咨询机构、设备供应商、技术研发机构、政府机构等各方的资源。

　　在工业4.0大潮的拍击和本届政府“中国制造2025”战略的鼓励之下，数字化工厂成为实现跨越式创新的关键一步，对中国的产业升级具有重要的意义。建设全新的数字化工厂不失为一个选择，但投资效率低和实施难度大是不容忽视的两大挑战。专家建议，企业应以“两化融合，以人为本”为理念，从五大关键举措入手新建数字化工厂，即总体设计、软硬件的配套选择、组织人员的变革、数字化业绩管理和生态圈的建设。

　　以上就是本文对“数字化工厂”的全部介绍，还有疑问的朋友们欢迎在评论区提出或者私聊我们哦。如有错误的地方，欢迎大家指正，感谢！