工廠數(shù)字化規(guī)劃精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的工廠數(shù)字化規(guī)劃主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：工廠數(shù)字化規(guī)劃范文
關(guān)鍵詞：數(shù)字化工廠；關(guān)鍵技術(shù)；制造數(shù)字化
數(shù)字化工廠是以制造產(chǎn)品和提供服務(wù)的企業(yè)為核心，由核心企業(yè)以及一切相關(guān)聯(lián)的成員構(gòu)成，使所有運營信息數(shù)字化的動態(tài)“組織”。通過數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)有效地組織控制人流、物流、資金流和信息流，實現(xiàn)組織內(nèi)部所有成員之間的高度協(xié)作和資源共享，為客戶提供滿意的產(chǎn)品和服務(wù)。而數(shù)字化工廠工作流管理系統(tǒng)作為數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是協(xié)調(diào)數(shù)字化工廠成員內(nèi)部、成員相互間的各項活動的具體執(zhí)行者。數(shù)字化工廠是指以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計算機仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，同時具有其鮮明的特征。它的出現(xiàn)給基礎(chǔ)制造業(yè)注入了新的活力，主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。
一、數(shù)字化工廠概述
數(shù)字化工廠（DF）以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。在設(shè)計部分，CAD和PDM系統(tǒng)的應(yīng)用已相當普及；在生產(chǎn)部分，ERP等相關(guān)的信息系統(tǒng)也獲得了相當?shù)钠占埃诮鉀Q“如何制造工藝設(shè)計”這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，大部分國內(nèi)企業(yè)還沒有實現(xiàn)有效的計算機輔助治理機制，“數(shù)字化工廠”技術(shù)與系統(tǒng)作為新型的制造系統(tǒng)，緊承著虛擬樣機（VP）和虛擬制造（VM）的數(shù)字化輔助工程，提供了一個制造工藝信息平臺，能夠?qū)φ麄€制造過程進行設(shè)計規(guī)劃，模擬仿真和治理，并將制造信息及時地與相關(guān)部分、供應(yīng)商共享，從而實現(xiàn)虛擬制造和并行工程，保障生產(chǎn)的順利進行。“數(shù)字化工廠”規(guī)劃系統(tǒng)通過同一的數(shù)據(jù)平臺，通過具體的規(guī)劃設(shè)計和驗證預(yù)見所有的制造任務(wù)，在進步質(zhì)量的同時減少設(shè)計時間，加速產(chǎn)品開發(fā)周期，消除浪費，減少為了完成某項任務(wù)所需的資源數(shù)目等，實現(xiàn)主機廠內(nèi)部、生產(chǎn)線供給商、工裝夾具供給商等的并行工程。數(shù)字化工廠（DF）是企業(yè)數(shù)字化輔助工程新的發(fā)展階段，包括產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化、生產(chǎn)準備數(shù)字化、制造數(shù)字化、管理數(shù)字化、營銷數(shù)字化。除了要對產(chǎn)品開發(fā)過程進行建模與仿真外，還要根據(jù)產(chǎn)品的變化對生產(chǎn)系統(tǒng)的重組和運行進行仿真，使生產(chǎn)系統(tǒng)在投入運行前就了解系統(tǒng)的使用性能，分析其可靠性、經(jīng)濟性、質(zhì)量、工期等，為生產(chǎn)過程優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)制造提供支持。
二、數(shù)字化工廠的關(guān)鍵技術(shù)
通常研究的制造系統(tǒng)是非線性離散化系統(tǒng)，需要建立產(chǎn)品模型、資源模型制造設(shè)備、材料、能源、工夾具、生產(chǎn)人員和制造環(huán)境等、工藝模型工藝規(guī)則、制造路線等以及生產(chǎn)管理模型系統(tǒng)的限制和約束關(guān)系。數(shù)字化工廠是建立在模型基礎(chǔ)上的優(yōu)化仿真系統(tǒng)，所數(shù)字化建模技術(shù)是數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)。隨著虛擬設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，在計算機中進行產(chǎn)品零件的三維造型、裝配分析和數(shù)控加模擬技術(shù)以及以上程分析技術(shù)不斷發(fā)展和完善，這種技術(shù)進一步向制造過程領(lǐng)域發(fā)展。數(shù)字化建模的基礎(chǔ)上，對制造系統(tǒng)進行運動學(xué)、動力學(xué)、加工能力等各方面進行動態(tài)仿真優(yōu)化。隨著三維造型技術(shù)發(fā)展，三維實體造型技術(shù)已得到普遍的應(yīng)用。具有沉浸性的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使用戶能身臨其境地感受產(chǎn)品的設(shè)計過程和制造過程，使仿真的旁觀者成為虛擬環(huán)境的組成部分。數(shù)字化工，軟件模塊之間以及和其他軟件模塊之間的信息交換和集成。虛擬環(huán)境的下具集、各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具、設(shè)備控制程序的生成器、各種報表的輸出工具等。
三、數(shù)字化工廠的解決方案
（一）產(chǎn)品研發(fā)的數(shù)字化和虛擬化
數(shù)字化工廠通過使用CAX等軟件，建立產(chǎn)品的邏輯、幾何、功能、性能和關(guān)聯(lián)等模型，實現(xiàn)基于模型的產(chǎn)品定義與關(guān)聯(lián)設(shè)計，在虛擬的數(shù)字世界中完成多學(xué)科優(yōu)化、協(xié)同設(shè)計、優(yōu)化分析、制造試驗仿真及模擬產(chǎn)品的制造和運營過程（包括虛擬工廠、生產(chǎn)線布局、物流等）。同時，通過PLM與ERP/MES等集成，實現(xiàn)三維模型、數(shù)字化工藝指令等信息向生產(chǎn)現(xiàn)場的推送，并與質(zhì)量、采購、物流等部門進行共享。各部門依據(jù)這些共享信息即可開展相應(yīng)的零部件生產(chǎn)、原材料采購、產(chǎn)品驗收和產(chǎn)品確認等工作。
（二）生產(chǎn)過程的精益化和標準化
數(shù)字化工廠是按照精益思想建設(shè)的，通過對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化整合，并制定相應(yīng)的標準化操作規(guī)程，確保車間生產(chǎn)節(jié)奏更加緊湊和有序。它使用ERP統(tǒng)一管理和下達生產(chǎn)指令，使用MES和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對生產(chǎn)計劃調(diào)度、物料追蹤、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、工位操作、包裝發(fā)貨等生產(chǎn)運營全過程的管理，并將檢測結(jié)果與PLM中設(shè)計模型進行快速對比，形成從虛擬產(chǎn)品設(shè)計到實際生產(chǎn)制造的閉環(huán)產(chǎn)品質(zhì)量控制，實現(xiàn)從原料進廠到產(chǎn)品出廠的生產(chǎn)過程自動化、裝備制造信息化和智能化、生產(chǎn)過程的高度透明化。
（三）車間生產(chǎn)的自動化和集成化
數(shù)字化工廠車間生產(chǎn)自動化是在統(tǒng)一通信、統(tǒng)一編程以及統(tǒng)一IT架構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過高運行可靠性和可用性的數(shù)據(jù)鏈路（物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)網(wǎng)等），把生產(chǎn)制造過程中眾多獨立的產(chǎn)品、工具與關(guān)聯(lián)的服務(wù)進行集成，支持自動化控制、制造執(zhí)行和企業(yè)資源管理等系統(tǒng)的完美整合。并將網(wǎng)絡(luò)與通信、傳感器與感知、自動檢測、人機交互與專家系統(tǒng)等智能化技術(shù)加入車間制造單元與生產(chǎn)線中，實現(xiàn)系統(tǒng)自優(yōu)化、自重構(gòu)、自診斷，形成高度的柔性生產(chǎn)方式，達到信息技術(shù)和制造技術(shù)深度融合的目的，使得高度智能的快速生產(chǎn)成為可能。
四、結(jié)束語
綠色和人文是數(shù)字化工廠的重要特征，所以數(shù)字化工廠的建設(shè)不僅要求體現(xiàn)數(shù)字化、自動化和智能化元素，還要符合綠色人文的需求。它一方面用自動化設(shè)備來減輕人員的體力消耗和精神壓力，以及用持續(xù)的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃來延長員工的工作壽命和工作質(zhì)量。
參考文獻：
第2篇：工廠數(shù)字化規(guī)劃范文
清晨，你照例打開客戶端了解時事，看到移民危機，瞬間進入了一個移民男孩兒的故事，你就站在他家的一片廢墟之前，看著他無奈的離開，你聽見窗外爆炸的聲音、呼喊的聲音和這男孩兒離開時候的腳步聲.....
這種感覺可能是人們對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普遍認識，就是能夠?qū)⑷藗儙氲揭环N近乎現(xiàn)實的虛擬環(huán)境當中。殊不知，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也在另一個領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響，并引發(fā)了行業(yè)變革。
當前，隨著計算機、傳感、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實逐漸向工業(yè)領(lǐng)域滲透應(yīng)用，為制造業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)等各環(huán)節(jié)帶來了深刻變革，進一步推動了智能工廠的發(fā)展。日前，西門子在英國一處工廠里安裝了Virtalis虛擬現(xiàn)實（VR）軟件和系統(tǒng)，用于實現(xiàn)裝配工藝的模擬和優(yōu)化、提高概念設(shè)計的效率、精簡設(shè)計單位和更加有效地進行工廠規(guī)劃，通過VR技術(shù)對產(chǎn)品進行制造前的虛擬評估，解決其在制造過程早期階段出現(xiàn)的問題。
虛擬制造技術(shù)是以虛擬現(xiàn)實和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計算機上實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、加工、裝配、檢驗等全部流程的模擬和仿真。通過虛擬制造技術(shù)，企業(yè)能夠在設(shè)計階段就對產(chǎn)品制造的全過程進行虛擬集成，預(yù)測、檢測、評價產(chǎn)品性能和制造可行性，達到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化以及生產(chǎn)效率的最大化。奔馳、寶馬、大眾等公司利用虛擬制造技術(shù)建立“數(shù)字汽車”模型，設(shè)計發(fā)動機、車體、電氣線路等，并進行碰撞分析和運動分析、模擬數(shù)控加工和質(zhì)量檢驗等，可將新車型的研發(fā)生產(chǎn)周期從一年以上縮短至2個月左右，開發(fā)成本最多可降到原先的1/10。
基于虛擬現(xiàn)實打造的數(shù)字化模擬工廠能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期，推動生產(chǎn)組織方式變革。虛擬現(xiàn)實是數(shù)字化模擬工廠的核心技術(shù)，數(shù)字化模擬工廠是以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用虛擬仿真技術(shù)對制造環(huán)節(jié)從工廠規(guī)劃、建設(shè)到運行等不同環(huán)節(jié)進行模擬、分析、評估、驗證和優(yōu)化，指導(dǎo)工廠的規(guī)劃和現(xiàn)場改善。數(shù)字化模擬工廠的典型應(yīng)用包括：加工仿真，如加工路徑規(guī)劃和驗證、工藝規(guī)劃分析等；裝配仿真，如裝配設(shè)計、裝配過程運動學(xué)分析等；物流仿真，如物流效率分析、物流設(shè)施容量、生產(chǎn)區(qū)物流路徑規(guī)劃等；工廠布局仿真，如新建廠房規(guī)劃、生產(chǎn)線規(guī)劃等。
第3篇：工廠數(shù)字化規(guī)劃范文
關(guān)鍵詞：BENTLEY冶金EPC 應(yīng)用
中圖分類號：TN711.5文獻標識碼：A 文章編號：
應(yīng)用背景
AE﹡(﹡化名AE為冶金行業(yè)EPC)是一個專業(yè)覆蓋面非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，除了工廠管道以外，更有大量的廠房、設(shè)備、場地、道路、鐵路、橋梁、自備電站、污水處理以及工程地理信息等眾多的專業(yè)子項。這一特點，也對冶金行業(yè)應(yīng)用軟件的選擇提出了更高的要求。 軟件除了能解決本專業(yè)的應(yīng)用問題外，更需要與其他專業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的互用，具有良好的數(shù)據(jù)兼容能力，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同設(shè)計。而廣泛的專業(yè)軟件覆蓋及數(shù)據(jù)在專業(yè)內(nèi)部及專業(yè)之間的互通互用，使得Bentley在全球冶金行業(yè)成為用戶數(shù)量最多的軟件供應(yīng)商。眾多的全球著名EPC公司及業(yè)主選擇Bentley的軟件解決方案作為他們的核心軟件環(huán)境。
ASE所面臨的挑戰(zhàn)和需求為：同一平臺協(xié)作工程 跨專業(yè)協(xié)作設(shè)計實時管控和設(shè)計應(yīng)用軟件平臺統(tǒng)一（尤其是3D設(shè)計）最終實現(xiàn)工廠設(shè)計數(shù)字化。而對平臺及軟件的需求為：易用性實施快捷。重點是與現(xiàn)有正在開發(fā)的ERP的集成及功能融合。另外要求要與項目立項及策劃管理設(shè)計過程管理項目變更管理項目進度控制管理 ISO質(zhì)量管理采購管理 施工組織管理及開車管理人工時管理項目文檔合同管理項目查詢與分析等的融合。
項目應(yīng)用解決方案
1工程項目數(shù)字化全生命周期平臺集成方案
Bentley數(shù)字化工廠解決方案在ASE應(yīng)用整體架構(gòu)規(guī)劃圖
Bentley數(shù)字化工廠在ASE應(yīng)用架構(gòu)數(shù)據(jù)流向規(guī)劃圖
2AE三維工廠設(shè)計集成系統(tǒng)實施目標和規(guī)劃
作為大型工程技術(shù)公司，AE公司擁有鐵燒、焦化、煉鋼、軋鋼、工業(yè)爐、總圖 、機制、冶設(shè)、土建 、電力、儀表、信息中心、給排水、通風(fēng)、燃氣、地質(zhì)、測繪等齊全的多專業(yè)勘察設(shè)計主線以及優(yōu)秀的設(shè)計人員和設(shè)計軟件工具。此項目的規(guī)劃及策劃實施，目的在 于利用三維操作的平臺，進一步提高公司自身的設(shè)計水平和競爭能力，實現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計縮短設(shè)計和施工周期，提早投產(chǎn)，創(chuàng)造效益。
因此，我們將構(gòu)建一個以Bentley三維工廠設(shè)計解決方案為基本環(huán)境，盡可能 兼容AE公司現(xiàn)有的軟件的集成軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)三維數(shù)字工廠和協(xié)同設(shè)計技術(shù)在冶金設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用。
三維協(xié)同設(shè)計，是真正能夠體現(xiàn)計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工程勘察設(shè)計行業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù) 價值的系統(tǒng)。這一技術(shù)的采用，不僅能夠提高設(shè)計的整體效益，更能提高設(shè)計質(zhì)量， 減少設(shè)計過程中所產(chǎn)生的錯、漏、碰、缺。
3AE三維工廠設(shè)計集成系統(tǒng)實施目標和規(guī)劃
基于上述目標及規(guī)劃，AE在本項目中如“Bentley數(shù)字化工廠解決方案在ASE應(yīng)用整體架構(gòu)規(guī)劃圖”中所示,其覆蓋的范圍為:
三維協(xié)同輔助設(shè)計
工程設(shè)計數(shù)據(jù)全生命周期管理系統(tǒng)中所有涉及到工程內(nèi)容部分
企業(yè)資源管理系統(tǒng)中的圖檔及其產(chǎn)生過程，人員與圖檔的相對關(guān)系，以及企 業(yè)固定資產(chǎn)的管理
具體來說就是：
以MicroStation為平臺的多專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)（覆蓋工程的各個專業(yè)）
以ProjectWise為平臺的工程內(nèi)容管理環(huán)境，管理和控制著各種形式（包括 其他產(chǎn)品產(chǎn)生）的工程文檔、工程內(nèi)容（對象級管理）
以BentleyFacility為平臺的固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)
以BentleyProjectWiseLifeCycleServer 為平臺的工程數(shù)據(jù)全生命周期管理系統(tǒng)
Bentley還投入大量的人力物力和技術(shù)實現(xiàn)了和其它軟件廠商之間的數(shù)據(jù)互用， 能夠兼容公司正在運行的現(xiàn)有系統(tǒng)，或與這些系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換接口進行對接，充 分保護原有系統(tǒng)投資的延續(xù)。例如：機械設(shè)計軟件Solidworks、項目管理的P3/P3ec 等。
4多專業(yè)協(xié)同設(shè)計
如何提高多專業(yè)的協(xié)同操作效率就成為AE關(guān)注的關(guān)鍵問題。協(xié)同操作的內(nèi)容包括設(shè)計平臺的協(xié)同、設(shè)計標準規(guī)范的協(xié)同以及模型空間 定位的協(xié)同等幾大方面。AE公司完全應(yīng)用了Bentley 基于MicroStation的三維工程解決方案。規(guī)劃使其完全實現(xiàn)專業(yè)間的協(xié)同操作。
AE采用的Bentley產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)劃圖如 下：
真正運用了Bentley工程系列軟件涵蓋專業(yè)廣泛，針對性強，統(tǒng)一的操作平臺使得各專業(yè)均 在相同的界面上工作的諸多優(yōu)勢，使其達到實現(xiàn)減少了圖紙格式轉(zhuǎn)換帶來的麻煩，提高數(shù)據(jù)傳遞的速度和準 確性。
另外參考工具為多專業(yè)協(xié)同操作帶來了極大方便，一改以往項目設(shè)計專業(yè)有時間先 后不同的弊端，使各專業(yè)可以同時開展設(shè)計工作，并在設(shè)計過程當中及時了解其他 專業(yè)的設(shè)計情況，對設(shè)計過程中發(fā)生的錯誤及時修改，提高了設(shè)計的準確性，并消 除了施工階段的返工現(xiàn)象。
結(jié)束語
該規(guī)劃方案重點貫穿于AE項目生命周期中所有的信息進行集中、有效的管理，讓散布在 不同區(qū)域的項目團隊，能夠在一個集中統(tǒng)一的環(huán)境下工作，隨時獲取所需的項目信息，進而能夠進一步明確項目成員的責(zé)任，提升項目團隊的工作效率及生產(chǎn)力。同時借助于數(shù)字化工廠設(shè)計平臺，搭載這個管理平臺，不僅可以將項目中所創(chuàng)造和累積的知識加以分類、儲存以供項目 團隊分享，而且可以作為以后企業(yè)進行知識管理的基礎(chǔ)。改變了傳統(tǒng)的分散的交流 模式，實現(xiàn)信息的集中存儲與訪問，從而縮短項目的周期時間，增強了信息的準確 性和及時性，提高了各參與方協(xié)同工作的效率。
第4篇：工廠數(shù)字化規(guī)劃范文
【關(guān)鍵詞】職業(yè)教育 數(shù)控加工 實訓(xùn)教學(xué)場所
一、傳統(tǒng)數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)場所設(shè)計的不足
（一）學(xué)生觀看不到演示操作的具體過程
數(shù)控加工類實訓(xùn)具有較高的技能水平要求，對學(xué)生人身安全、設(shè)備安全等各方面要求比較多，故大多數(shù)教師采用教師理論講解—學(xué)生觀看操作—學(xué)生動手實踐—教師指導(dǎo)講解之類的項目化教學(xué)方法。由于學(xué)校教學(xué)無法達到工廠中師徒一對一的模式，教師演示的時候，學(xué)生圍在設(shè)備周邊，不利于安全的保障，且站在后面的大多數(shù)學(xué)生也無法觀看到演示操作的具體過程，教學(xué)效果不盡如人意。
（二）不利于收集教學(xué)資源
數(shù)控加工類的實訓(xùn)課由于技能過程的重復(fù)性對時間、資金等方面要求較高，不可能對同一個訓(xùn)練項目重復(fù)多次訓(xùn)練。傳統(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)又不能對以往的教學(xué)過程進行錄制與保存，所謂的糾錯只能在項目教學(xué)的實施過程中當場完成。多年教學(xué)之后，能讓后期學(xué)生借鑒的教學(xué)實際影像內(nèi)容很不完善。
二、初級改革方案設(shè)計
2010年，我校建設(shè)新實訓(xùn)基地，針對之前數(shù)控加工類實訓(xùn)的傳統(tǒng)教學(xué)場所存在的不足，我校提出了建設(shè)多媒體輔助教學(xué)島的方案。
（一）基礎(chǔ)設(shè)施
方案中的基礎(chǔ)設(shè)施有3個攝像頭、2臺投影儀、1臺電視機。在實訓(xùn)場所選擇一臺數(shù)控加工設(shè)備確定為教學(xué)機，在設(shè)備自身密閉加工區(qū)域的內(nèi)側(cè)安裝2個攝像頭，再在數(shù)控操作面板前安裝1個攝像頭。這3個攝像頭分別監(jiān)控加工區(qū)域內(nèi)部和數(shù)控操作面板的加工及操作過程。教學(xué)島前方由2臺投影儀與1臺電視機通過視頻分配器由教師控制，分別顯示3個攝像頭采集的視頻信息，同時利用電視機與投影儀不同的表現(xiàn)效果選擇展示的主次。3路視頻信息可以通過配備監(jiān)控設(shè)備或計算機進行控制和保存。
（二）實訓(xùn)班級分配
由于班容量相對數(shù)控加工實訓(xùn)設(shè)備較多，可以考慮將班級分成數(shù)控車工與數(shù)控銑工或加工中心兩大組，分別進行數(shù)控加工的技能實訓(xùn)，以保證每臺機床上不多于3名學(xué)生。這樣不僅能保證學(xué)生的實踐操作時間，還能更有效地安排每個學(xué)生的工作任務(wù)，同時還能保證學(xué)生更安全地進行實訓(xùn)。
三、簡易升級方案
（一）攝像頭配備云臺
如果資金許可，可考慮為加工區(qū)域內(nèi)的攝像頭配備云臺，這樣可隨時調(diào)整觀察的角度和方位，以便于觀察。
（二）教學(xué)島計算機與數(shù)控加工設(shè)備聯(lián)網(wǎng)
聯(lián)網(wǎng)后，教師可在教學(xué)過程中將設(shè)計的數(shù)控程序直接上傳到數(shù)控加工設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)中，從而驗證程序的正確與否。設(shè)計的過程可以由教師進行，也可以由學(xué)生代表根據(jù)教師備課的安排來進行。
四、綜合型改革方案設(shè)計
隨著職業(yè)教育的大力發(fā)展，很多公司都針對職業(yè)院校的數(shù)控加工實訓(xùn)開發(fā)了大量的軟件，其中有一類基于網(wǎng)絡(luò)的“數(shù)字化實訓(xùn)工廠”方案。該方案將實訓(xùn)場所的所有數(shù)控設(shè)備通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接在一起，并規(guī)劃有場地的監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、教學(xué)資料整理等多個模塊。
我校在規(guī)劃新實訓(xùn)基地建設(shè)時，確定了數(shù)字化實訓(xùn)工廠的建設(shè)，同時將數(shù)控加工實訓(xùn)場地的教學(xué)島概念與其進行整合，提出了綜合性方案。
（一）整合監(jiān)控資源
利用數(shù)字化實訓(xùn)工廠的監(jiān)控系統(tǒng)，再加裝所需數(shù)控加工設(shè)備內(nèi)部的攝像頭。教學(xué)過程中的觀察點較多，甚至可以達到多臺數(shù)控設(shè)備作為教學(xué)機使用。監(jiān)控系統(tǒng)本身就帶有錄像保存功能，每節(jié)課上完都可以將教學(xué)過程的資料備份。數(shù)字化實訓(xùn)工廠方案中可視化項目的觸摸屏，大大提升了教學(xué)過程的便利性。
（二）整合網(wǎng)絡(luò)資源
利用數(shù)字化實訓(xùn)工廠的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和體驗中心的計算機資料，所有的計算機與數(shù)控設(shè)備都可以進行通訊、傳輸。學(xué)生編程的上機操作可以在體驗中心內(nèi)的計算機上完成，并傳輸?shù)街付ǖ臄?shù)控加工設(shè)備中，大大提高了教學(xué)的效率。
單機實訓(xùn)過程中，計算機可另配并單獨與數(shù)控加工設(shè)備連接，也可以選擇像技能大賽那樣的單機運行模式，學(xué)生在設(shè)備邊完成實訓(xùn)課項目的完整操作內(nèi)容。
（三）整合配件管理
數(shù)控加工實訓(xùn)中學(xué)生不僅要學(xué)會操作機床進行加工，還要學(xué)會例如刀具選用、量具選用、夾具選用與制作等一系列配件的選擇與管理。利用數(shù)字化實訓(xùn)工廠的庫房管理模塊，可以在實訓(xùn)安排的前期環(huán)節(jié)上，針對這些方面的內(nèi)容讓學(xué)生親身體驗，以豐富他們的經(jīng)驗。
（四）整合多元化評價體系
利用網(wǎng)絡(luò)資源和教學(xué)資源管理、學(xué)生成長過程管理，每個實訓(xùn)項目完成后師生之間、生生之間，包括學(xué)生自己都可以對項目的最終結(jié)果進行評判，在不斷地積累經(jīng)驗中提高自身的技能水平。個別實訓(xùn)項目中空閑的學(xué)生還可以對以前班級實訓(xùn)同學(xué)的作品進行研究，以增加自己的工作經(jīng)驗。
五、使用過程中的注意點
數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)場所重新設(shè)計改造后，實訓(xùn)教學(xué)的過程也在逐步發(fā)生變化。教師在教學(xué)過程中不斷總結(jié)提高，實訓(xùn)的教學(xué)效果進一步得到保證。實際教學(xué)過程中使用整個系統(tǒng)時有三個方面需要注意：
第一，安裝在加工區(qū)域內(nèi)部的攝像頭要注意保護和保持清潔。由于加工環(huán)境下使用切削液等因素，加工區(qū)域內(nèi)應(yīng)選用防水防爆型的攝像頭，不用的時候盡量將其轉(zhuǎn)向加工位置的后方。日常機床保養(yǎng)時要清潔攝像頭及鏡頭，不得使用擦機床的布去擦拭鏡頭前的防爆玻璃，以免弄臟鏡頭。
第二，教學(xué)過程設(shè)計時，每個學(xué)生要有具體的任務(wù)，多人一組時分工要明確。
第三，加強實訓(xùn)基地的6S管理，保證學(xué)生的人身安全和設(shè)備安全。設(shè)施設(shè)備要安排專人專管。
六、反思
教學(xué)資源處于數(shù)字化實訓(xùn)工廠的平臺當中，將其并入學(xué)校校園網(wǎng)也是一個可實施的工程。這樣相關(guān)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)校的任何一個校園網(wǎng)終端都可以對實訓(xùn)項目進行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)等學(xué)習(xí)任務(wù)。
由于班級分散進行實訓(xùn)，為不加重學(xué)生學(xué)業(yè)負擔(dān)和家長的支出，學(xué)生應(yīng)該在完成實訓(xùn)項目并取得職業(yè)技能鑒定后交換一次實訓(xùn)的設(shè)備，了解另一類設(shè)備的操作基礎(chǔ)。
數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)場所的硬件建設(shè)是一個相對容易實施的項目，如何用好這些資源，開發(fā)出更能挖掘硬件和軟件利用率的設(shè)計方案，是現(xiàn)代職業(yè)教育要研究的內(nèi)容。各校對數(shù)控加工實訓(xùn)的教學(xué)投入較大，作為職業(yè)教育的實施部門，各校的相關(guān)系部都應(yīng)該群策群力，努力研究如何使這些投入獲得更大的效益。
【參考文獻】
[1]羅平爾.數(shù)控車工實訓(xùn)教學(xué)改革的探索與實踐[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報（教育科學(xué)），2011（12）
第5篇：工廠數(shù)字化規(guī)劃范文
關(guān)鍵詞：數(shù)字化工廠；企業(yè)信息；系統(tǒng)集成
隨著制造業(yè)信息化進程的加快，制造業(yè)的智力投入和服務(wù)意識將日益增強.面臨激烈的市場競爭，除了千方百計降低成本、提高效率和質(zhì)量外，提高企業(yè)的資源利用率和對市場的快速響應(yīng)能力也是制造業(yè)追求的重要目標.因此，在未來十年內(nèi)，數(shù)字化技術(shù)將成為制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的基本策略.尤其在虛擬現(xiàn)實技術(shù)、可重構(gòu)生產(chǎn)技術(shù)、多學(xué)科綜合優(yōu)化技術(shù)及全生命周期管理方面將獲得實質(zhì)性的進展。
一、數(shù)字化工廠內(nèi)涵
數(shù)字化工廠（DF）集成了產(chǎn)品、過程和工廠模型數(shù)據(jù)庫，通過先進的可視化、仿真和文檔管理，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過程所涉及的質(zhì)量和動態(tài)性能：提高盈利能力、提高規(guī)劃質(zhì)量、縮短產(chǎn)品投產(chǎn)時間、交流透明化、規(guī)劃過程標準化、勝任的知識管理。數(shù)字化技術(shù)是指利用計算機軟硬件及網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)，對描述的對象進行數(shù)字定義、建模、存貯、處理、傳遞、分析、綜合優(yōu)化，從而達到精確描述和科學(xué)決策的過程和方法。數(shù)字化技術(shù)具有描述精度高、可編程、傳遞迅速、便于存貯、轉(zhuǎn)換和集成等特點，因此數(shù)字化技術(shù)為各個領(lǐng)域的科技進步和創(chuàng)新提供了嶄新的工具。目前制造業(yè)的幾個重要發(fā)展方向，如精密化、自動化、集成化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、全球化，無一不與數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。
二、企業(yè)信息系統(tǒng)描述
就企業(yè)信息化而言，先后出現(xiàn)了MRP、MRPII、ERP、PDM等系統(tǒng)，它們的功能既有不同之處，又有許多相似的地方。而當前企業(yè)廣泛采用了PDM和ERP系統(tǒng)相集成的方式。PMD是一門管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息（包括電子文檔、數(shù)字化文件、數(shù)據(jù)庫記錄等）和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程的技術(shù)，它提品全生命周期的信息管理，并可在企業(yè)范圍內(nèi)為產(chǎn)品設(shè)計與制造建立一個并行化（Concurrent）的協(xié)作環(huán)境。PDM以產(chǎn)品數(shù)據(jù)為核心，實現(xiàn)靜態(tài)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和動態(tài)的工作流程的安全、正確及高效的管理，其所有的信息組織和資源管理都是圍繞產(chǎn)品設(shè)計展開的。ERP能夠?qū)ζ髽I(yè)活動中與制造有關(guān)的所有資源和過程進行統(tǒng)一管理，其應(yīng)用目標是對生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)計劃、財務(wù)分析進行控制及對客戶服務(wù)進行管理。ERP是為組織、協(xié)調(diào)、計劃與控制企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動所采用的生產(chǎn)管理技術(shù)，它主要強調(diào)對企業(yè)的人、財、物、產(chǎn)、供、銷和質(zhì)量等資源的管理，關(guān)心這些資源的調(diào)度、使用和增值，主要服務(wù)于工程設(shè)計人員和工程管理人員。ERP主要應(yīng)用于生產(chǎn)制造與經(jīng)營管理。然而，對于制造企業(yè)而言，這樣的信息平臺是不完善的。首先，企業(yè)需要PDM的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行快速的產(chǎn)品設(shè)計、制造、裝配、質(zhì)量控制和檢測。其次，企業(yè)缺乏一個介于CAPP工藝規(guī)劃和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理之間，具有規(guī)劃生產(chǎn)制造的功能，并能夠起到平衡生產(chǎn)的作用的系統(tǒng)。
三、企業(yè)信息系統(tǒng)集成
（一）內(nèi)部信息集成
系統(tǒng)底層的體系結(jié)構(gòu)、軟件、硬件以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的特殊需求首先必須得到集成。這個集成包括信息技術(shù)硬件所組成的新型操作平臺，如各類大型機、小型機、工作站、微機、通信網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)設(shè)備，還包括置入信息技術(shù)或者說經(jīng)過信息技術(shù)改造的機床、車床、自動化工具、流水線設(shè)備等新型設(shè)施和設(shè)備。為了完成應(yīng)用集成和業(yè)務(wù)流程集成，需要解決數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫的集成問題。數(shù)據(jù)集成的目的是實現(xiàn)不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交流與共享，是進行其他更進一步集成的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)集成的特點是簡單、低成本，易于實施，但需要對系統(tǒng)內(nèi)部業(yè)務(wù)的深入了解。數(shù)據(jù)集成是對數(shù)據(jù)進行標識并編成目錄，確定元數(shù)據(jù)模型。只有在建立統(tǒng)一的模型后，數(shù)據(jù)才能在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中分布和共享。數(shù)據(jù)集成采用的主要數(shù)據(jù)處理技術(shù)有數(shù)據(jù)復(fù)制、數(shù)據(jù)聚合和接口集成等。應(yīng)用系統(tǒng)集成是實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的互操作，使得不同應(yīng)用系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)和方法的共享。它為進一步的過程集成打下了基礎(chǔ)。對業(yè)務(wù)過程進行集成的時候，企業(yè)必須在各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)中定義、授權(quán)和管理各種業(yè)務(wù)信息的交換，以便改進操作、減少成本、提高響應(yīng)速度。業(yè)務(wù)流程的集成使得在不同應(yīng)用系統(tǒng)中的流程能夠無縫連接，實現(xiàn)流程的協(xié)調(diào)運作和流程信息的充分共享。
（二）外部信息集成
通過門戶網(wǎng)站和互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)公眾、社會團體、社會和客戶的互動，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)外部信息資源的有效交流和集成；通過與合作伙伴信息系統(tǒng)的對接，建立動態(tài)的企業(yè)聯(lián)盟，發(fā)展基于競爭合作機制的虛擬企業(yè)，重塑企業(yè)的戰(zhàn)略模式和競爭優(yōu)勢。Internet的發(fā)展增加了企業(yè)之間的合作與交流，虛擬企業(yè)、擴展的供應(yīng)鏈管理和協(xié)同商務(wù)等都是企業(yè)之間集成的典型。通過合作，幾個企業(yè)和公司組成一個相對穩(wěn)定的合作網(wǎng)絡(luò)，這種合作網(wǎng)絡(luò)可以提供單個公司所不能提供的產(chǎn)品和服務(wù)，獲得單個公司無法完成的定單。為了增加合作的效率，必須實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中有合作關(guān)系的公司之間活動和過程的集成。另外，企業(yè)間的集成并不是使企業(yè)內(nèi)所有的系統(tǒng)都實現(xiàn)集成，而只是集成一些與企業(yè)之間的業(yè)務(wù)過程有關(guān)的系統(tǒng)，因此，企業(yè)間的集成是一種有選擇的集成。企業(yè)間集成的一個關(guān)鍵問題是使企業(yè)間不同系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的匹配。目前，XML技術(shù)作為企業(yè)間集成時數(shù)據(jù)交換的標準已得到廣泛的應(yīng)用。
四、結(jié)束語
在制造企業(yè)的信息化建設(shè)和改造過程中，許多制造企業(yè)實施 CIMS、MRPII、ERP 等系統(tǒng). 而國際國內(nèi)的 ERP系統(tǒng)供應(yīng)商在提供ERP 產(chǎn)品時，都要根據(jù)用戶的具體要求，在系統(tǒng)的實施過程中，根據(jù)實際情況對功能模塊做二次開發(fā)。以生產(chǎn)車間為中心的工具管理系統(tǒng)，既可以單獨實現(xiàn)制造企業(yè)的工具管理功能，也可以與 MRPII、ERP 集成，作為 MRPII、ERP 系統(tǒng)的一個功能模塊和有機組成部分。對制造企業(yè)的工具管理系統(tǒng)進行研究和設(shè)計，對于制造企業(yè)的制造系統(tǒng)的高效運作有著重要的意義。
參考文獻：
第6篇：工廠數(shù)字化規(guī)劃范文
筆者所在杭州市公共實訓(xùn)基地整體規(guī)劃和實施了數(shù)字化實訓(xùn)工廠，在其應(yīng)用中探索出一些應(yīng)用模式。
CAXA數(shù)字化實訓(xùn)工廠是在實訓(xùn)基地建立真實企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，學(xué)員按照真實企業(yè)的生產(chǎn)過程組織實訓(xùn)項目，學(xué)員按照企業(yè)的生產(chǎn)崗位分工協(xié)作，學(xué)員生產(chǎn)的成果按照企業(yè)的模式來檢驗，使學(xué)員通過項目式的實訓(xùn)項目掌握進入企業(yè)就業(yè)所需的先進制造技術(shù)、制造業(yè)自動化技術(shù)和制造業(yè)信息化技術(shù)。同時實現(xiàn)實訓(xùn)教學(xué)過程的可視化、信息化，成本的可控性和圖表化。
整個CAXA數(shù)字化實訓(xùn)工廠包括了理實一體化討論區(qū)、可視化管理、PLM體驗中心、車間管理、庫房管理和實訓(xùn)資源管理、績效管理、設(shè)備管理部分，這模塊是一個完整的有機整體和實訓(xùn)基地學(xué)員實訓(xùn)的每個過程緊密連接，利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAPP/CAM/PDM集成技術(shù)即PLM技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化設(shè)計與制造。
具體的應(yīng)用如下：
一、學(xué)員進入基地：進入PLM體驗中心和實訓(xùn)車間參觀，調(diào)用實訓(xùn)資源管理平臺中的資源如開學(xué)第一課視頻、多軸數(shù)控加工視頻等樹立企業(yè)和崗位的概念，并了解課程與崗位的對接。
二、實操實訓(xùn)：
在PLM環(huán)境下進行產(chǎn)品設(shè)計和制造，實現(xiàn)產(chǎn)品無紙設(shè)計和全數(shù)字化制造。在無紙化的設(shè)計、生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品按照流程實現(xiàn)設(shè)計、工藝及制造，所有數(shù)據(jù)之間相互關(guān)聯(lián)。同時在對外培訓(xùn)過程中，實現(xiàn)了理實一體化，融洽的匹配了學(xué)員理論和實操的整個過程。
1、零件加工前的分析講解及加工完成后老師的總結(jié)評判：通過一體化討論區(qū)老師調(diào)用教案、課件及視頻講解等資料現(xiàn)場講解，實訓(xùn)零件的加工示范學(xué)員可在一體化討論區(qū)清晰直觀的看到，實訓(xùn)理實一體化的教學(xué)，杜絕圍觀。
2、零件加工前需要準備的刀具和材料：老師可以通過庫房管理刷卡領(lǐng)用，完成后刷卡歸還。根據(jù)實訓(xùn)規(guī)劃，庫房準備工具及物料，庫房管理員負責(zé)制單及發(fā)放物資，由帶班老師刷卡領(lǐng)取，實訓(xùn)管理員負責(zé)審核單據(jù)；
3、庫房物料編碼管理：對入庫的物料進行統(tǒng)一編碼，自動為單據(jù)設(shè)置想要格式的單據(jù)編號，編碼自動生成，不需要人工手動再設(shè)置；對到庫房辦理相關(guān)業(yè)務(wù)人員統(tǒng)一使用ID卡。
4、庫房物料消耗跟蹤管理：通過讀卡器識別并記錄到庫房辦理相關(guān)業(yè)務(wù)人員的ID卡，庫房管理系統(tǒng)可以對該人員進行統(tǒng)計和跟蹤查詢。
通過掃描槍掃描條形碼，能夠直接把某物料部分信息直接寫到作業(yè)頁面內(nèi)，并通過系統(tǒng)軟件顯示該物料價格、庫存情況等信息。提升工作人員效率和準確率，提升數(shù)據(jù)電子化的使用率和利用率。
可以對庫存、臺賬、出庫單、入庫單，出庫明細、入庫明細、單據(jù)明細、物資借出等信息進行查詢和追蹤。
5、零件加工所需的代碼文件，實訓(xùn)前由老師審核并通過車間管理的機床聯(lián)網(wǎng)DNC下發(fā)到學(xué)員實訓(xùn)的機床，保障實訓(xùn)安全。
6、對于多人共用一臺機床進行實訓(xùn)，一人加工操作，其它的學(xué)員可以通過可視化管理了解零件時間加工的過程，在實訓(xùn)過程中碰到的問題可以通過一體化查詢終端自主學(xué)習(xí)，帶實訓(xùn)的老師可通過可視化設(shè)備時時了解學(xué)員實訓(xùn)的現(xiàn)場及碰到的問題，及時答疑。
> 實訓(xùn)內(nèi)容的可視化，每2臺機床配置1臺觸摸屏電腦，通過觸摸屏電腦查看實訓(xùn)內(nèi)容和工藝要求，同時跟資源庫相連，初學(xué)數(shù)控的學(xué)員可以通過觸摸屏電腦查看機床的操作要點及操作過程的注意點，同時能夠在操作過程中有問題，通過資源庫查詢解答。
> 實訓(xùn)場地視頻監(jiān)控 ，在實訓(xùn)車間設(shè)置全方位視頻監(jiān)控，對實訓(xùn)車間的整體情況的視頻可以連接到領(lǐng)導(dǎo)辦公室、教師辦公室和實訓(xùn)老師電腦顯示屏上。
> 通過引入現(xiàn)代化企業(yè)7S現(xiàn)場管理理念，提升學(xué)員的企業(yè)“見識”，為培養(yǎng)學(xué)員良好的職業(yè)素養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
7、老師授課的教案、課件、課程相關(guān)的素材通過資源管理平臺老師可隨時查閱、上傳。管理各種教職工資料及教學(xué)中使用的課件、題庫或科研成果，不斷積累公共資源、分級授權(quán)訪問。實現(xiàn)教學(xué)資源的共享。管理教案、課件、企業(yè)實例、題庫，實訓(xùn)項目等資源。實現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)資源規(guī)范化管理。同時可以將現(xiàn)場加工視頻連接到實訓(xùn)中心機房，通過投影的方式，讓學(xué)員在接受軟件教學(xué)的同時，可以同步切換到現(xiàn)場生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，從而理解軟件教學(xué)中關(guān)于工藝設(shè)置等方面的理論內(nèi)容，理論教學(xué)與實踐教學(xué)融入一體，豐富課堂教學(xué)手段。
三、綜合實訓(xùn)：基于工作流程的項目式教學(xué)
學(xué)員階段性的綜合實訓(xùn)：實例項目通過PLM體驗中心模擬企業(yè)產(chǎn)品的計劃、設(shè)計、工藝、編程、仿真、零件加工最后裝配，學(xué)員完成企業(yè)生產(chǎn)流程過程的體驗，并對所學(xué)課程與企業(yè)崗位有一個清晰的了解和認知。
借鑒西方發(fā)達國家職業(yè)學(xué)校的培養(yǎng)模式，采用項目式分組規(guī)劃，按一個班42人的規(guī)模來規(guī)劃分7組，每組6人為一個項目小組，共同完成一個目標（組合件），作為共同的綜合實訓(xùn)成績，老師作為指導(dǎo)和最終的評分。總共有7個項目，每組完成一個項目。完成后輪換項目，這些項目以數(shù)車和數(shù)銑的加工零件。
通過CAXA數(shù)字化實訓(xùn)工廠的整體項目式教學(xué)，對整個教學(xué)有了極大的改善，具體表現(xiàn)在：
1.融入企業(yè)工作流程
實訓(xùn)項目按照企業(yè)項目管理模式組織，學(xué)員按照真實的角色進行協(xié)同工作，盡早適應(yīng)企業(yè)角色、崗位。實訓(xùn)流程定義：實現(xiàn)企業(yè)面向產(chǎn)品的訂單、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、數(shù)控編程及仿真、生產(chǎn)派工、檢驗、進度跟蹤、工時核算等整個產(chǎn)品制造過程的模擬與組織。
2.符合技術(shù)形成規(guī)律
按照單項技能、綜合技能與生產(chǎn)型技能的遞進關(guān)系，培養(yǎng)全方位技術(shù)型人才，符合本專業(yè)人才的技術(shù)形成規(guī)律。
3.創(chuàng)新實訓(xùn)模式，有利于高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng)。
對浙江省制造業(yè)產(chǎn)生三個方面的引領(lǐng)作用：一是通過基地的先進平臺進一步加深校企合作，從設(shè)備場地的共同使用，到教師及優(yōu)秀學(xué)院直接參與企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、生產(chǎn)制造過程，可以較好地解決企業(yè)面臨的加工和工藝難題；二是引導(dǎo)企業(yè)對自身的企業(yè)開展虛擬制造和并行工程項目改造，保障高效、高質(zhì)生產(chǎn)；三是極大地改變企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理等模式，提升企業(yè)在現(xiàn)代市場中的競爭力。
總結(jié)：杭州市公共實訓(xùn)基地功能定位：面向主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)及企業(yè)、面向院校、面向社會提供服務(wù)平臺、以全市技能勞動者特別是高技能人才重點，滿足職業(yè)技能培訓(xùn)、技能鑒定和技能競賽的需要，成為職業(yè)教育師資培訓(xùn)和職業(yè)院校、培訓(xùn)機構(gòu)及企業(yè)事業(yè)單位技能人才培訓(xùn)基地；成為新技術(shù)、新工藝、新職業(yè)推廣和中高級職業(yè)技能鑒定基地；成為國內(nèi)一流的綜合性、公益性和示范性的公共實訓(xùn)基地。通過引入CAXA數(shù)字化實訓(xùn)工廠，極大深化并拓展了先進機械制造實訓(xùn)中心的服務(wù)能力。
作者簡介：
劉建軍，男，講師，單位：杭州市職業(yè)技能培訓(xùn)指導(dǎo)中心（杭州市公共實訓(xùn)指導(dǎo)中心）研究方向：實訓(xùn)實驗室建設(shè)和管理、電工電子自動化。
第7篇：工廠數(shù)字化規(guī)劃范文
總投資15億歐元、廠區(qū)占地面積2.07平方公里、年產(chǎn)汽車20萬臺，這些數(shù)字概括了寶馬沈陽鐵西工廠的“體量”。有媒體將其與寶馬設(shè)在德國萊比錫的工廠相提并論，并把沈陽鐵西工廠稱之為“黑土地上的‘萊比錫’”。沈陽本地媒體評論認為，這家工廠讓沈陽進入了“寶馬時代”。
寶馬沈陽鐵西工廠之所以會得到這樣的贊譽，與其先進的工廠建設(shè)和技術(shù)標準不無關(guān)系。在這里出產(chǎn)的汽車，其每個螺絲的擰緊程度都會被電腦錄入系統(tǒng)并一直保存到車輛報廢為止，以確保每一項數(shù)據(jù)都是可追溯的。更加關(guān)鍵的是，無論是高速沖壓機、焊接機器人，還是可編程控制器、網(wǎng)絡(luò)傳輸，甚至于整套自動化管理體系和倉儲標準，都與寶馬全球的任何一家工廠一樣。這就保證了寶馬鐵西工廠能夠與國際最先進的技術(shù)標準保持完全同步。
可以說，鐵西工廠是集現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)于大成的代表作。而提到現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)，我們就需要引出一個當前炙手可熱的名詞：工業(yè)以太網(wǎng)。
機器人背后的網(wǎng)絡(luò)變革
對于外行人來說，參觀工廠時最吸引眼球的莫過于那些定位精準、一絲不茍的機器人，亦或者是在軌道上孜孜不倦跑來跑去的自動倉儲運輸車，而很少有人關(guān)心其背后的內(nèi)容。比如，上文提到的螺絲擰緊數(shù)據(jù)是如何被傳送到存儲設(shè)備中的？機器人和運輸車又是通過誰接收命令的？
同以太網(wǎng)一樣，工業(yè)生產(chǎn)同樣需要網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)。機器的工作數(shù)據(jù)傳送，控制系統(tǒng)的命令下發(fā)、測量儀器的通信等操作均依賴這個網(wǎng)絡(luò)完成。工業(yè)系統(tǒng)長期的獨立和專用特性，使得工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)走出了一條與我們常見的以太網(wǎng)完全迥異的數(shù)字化體系，也使得其有了專有的名詞：現(xiàn)場總線（Fieldbus）。而在此之前，機器之間的通信還是依靠模擬信號甚至開關(guān)電平信號進行的。
盡管現(xiàn)場總線將機器之間的通信提升到了數(shù)字時代，不過隨著應(yīng)用的深入，人們發(fā)現(xiàn)其存在著一些不足。首先，現(xiàn)場總線領(lǐng)域協(xié)議種類眾多，達到了十幾種而且互不兼容，這不僅增加了用戶的施工難度，而且還提高了工程造價；其次，這些協(xié)議大多封閉，無法滿足當前工業(yè)生產(chǎn)定制化需求；此外，工業(yè)總線數(shù)據(jù)包的傳輸延遲和速率問題沒有較好的解決方法。
時空交錯，在現(xiàn)場總線遭遇應(yīng)用難題的同時，以太網(wǎng)技術(shù)卻得到了極大發(fā)展。由于開放特性，使得其在應(yīng)用中群策群力，解決了不少發(fā)展過程中的技術(shù)難題。這使得人們開始考慮將以太網(wǎng)中的TCP/IP協(xié)議引入工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。這就形成了工業(yè)以太網(wǎng)的概念。
工業(yè)領(lǐng)域分析調(diào)研機構(gòu)ARC集團認為，從智能電網(wǎng)的實施，特別是變電站自動化，到智能化鐵路、公路以及其他運輸項目正越來越依賴工業(yè)以太網(wǎng)。在過程自動化領(lǐng)域中，工業(yè)以太網(wǎng)已成為控制層骨干網(wǎng)的首選，并逐漸向設(shè)備層遷移。工業(yè)以太網(wǎng)越來越多地作為常規(guī)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，在很多工業(yè)領(lǐng)域替代了特定應(yīng)用的現(xiàn)場總線。
“兩化融合”從網(wǎng)絡(luò)開始
廣義上來說，工業(yè)以太網(wǎng)依然是現(xiàn)場總線的一種分支，其符合現(xiàn)場總線在制造與控制設(shè)備之間進行通信的定義。不過從技術(shù)實現(xiàn)上，二者又完全不同。工業(yè)以太網(wǎng)的出現(xiàn)，打破了工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)的屏障，擴充了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，將原本的單機自動化擴展到了整個工廠自動化的級別，提高了傳輸速率、傳輸距離和開放性。同時，其還降低了工程部署的成本，并可以直接控制和訪問生產(chǎn)級別的所有數(shù)據(jù)。目前我們所能見到的工業(yè)以太網(wǎng)標準，包括了Modbus TCP/IP、ProfiNet、Ethernet/IP等。
在這些不同的工業(yè)以太網(wǎng)標準之中，ProfiNet尤為受到汽車廠商所青睞。2004年11月在紐倫堡舉辦的SPS/IPC/Drives展覽會上，奧迪、寶馬、戴姆勒-克萊斯勒和大眾四家德國主要汽車公司宣布同意支持工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議ProfiNet。這一協(xié)議不僅具備工業(yè)以太網(wǎng)的特性，同時可以整合原有得到廣泛應(yīng)用的ProfiBus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)和管理架構(gòu)，形成完整的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，保護了用戶的原有投資。除汽車行業(yè)以外，煙草行業(yè)目前也已經(jīng)成為ProfiNet的一個重要推廣領(lǐng)域。
目前，寶馬在全球的工廠建設(shè)中都采用了來自西門子的ProfiNet工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，本文開頭所提到的沈陽鐵西工廠也不例外。
工業(yè)以太網(wǎng)的出現(xiàn)，使得工廠實現(xiàn)了從管理到現(xiàn)場“一線通”的愿望。用戶只需要掌握一種技術(shù)，即可滿足全自動化工廠、全數(shù)字化工廠的建設(shè)需求。同時，其也將自動化語言帶入到了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。目前，赫思曼等廠商已經(jīng)開始將以太網(wǎng)中的SNMP協(xié)議帶入到工業(yè)領(lǐng)域，利用可編程控制器配置交換機成為指日可待的事情。此外，工業(yè)以太網(wǎng)也讓無線網(wǎng)絡(luò)進入工廠成為可能。
從工廠走出去
信息化與工業(yè)領(lǐng)域的交融無時無刻不在進行之中。從車身設(shè)計到工廠規(guī)劃，再到發(fā)動機設(shè)計以及生產(chǎn)，數(shù)字化工廠正在優(yōu)化從設(shè)計到制造的每個環(huán)節(jié)。增加柔性、減少系統(tǒng)復(fù)雜性和節(jié)能需求、更少的調(diào)試時間、更短的生產(chǎn)爬坡時間、創(chuàng)新的自動化標準應(yīng)用、更快的新產(chǎn)品上市需求，數(shù)字化工廠所能夠帶來的這些益處，無不令汽車企業(yè)心動。
以工業(yè)以太網(wǎng)為代表的“兩化融合”技術(shù)，正在逐漸走出工廠，邁向更為廣闊的應(yīng)用空間。經(jīng)受過工業(yè)生產(chǎn)高溫、高腐蝕性、強震的“洗禮”，工業(yè)以太網(wǎng)交換機的可靠性已經(jīng)得到了業(yè)界的認可。如今其已經(jīng)開始被應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)的信息通信與交互之中，特別是在城市交通交通信號控制系統(tǒng)、高清電子警察系統(tǒng)、高清卡口系統(tǒng)等智能交通系統(tǒng)等部分。
第8篇：工廠數(shù)字化規(guī)劃范文
目前，華北油田單井及站場數(shù)字化覆蓋率已達60%以上，并先后建設(shè)完成阿爾、寶力格、蒙古林3個高寒地區(qū)數(shù)字油田示范區(qū)和山西煤層氣“物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)”。
華北油田數(shù)據(jù)中心主任李鳳民向記者解釋道：“數(shù)據(jù)中心是智慧油田建設(shè)的‘參謀部’，同樣也是智慧油田建設(shè)的信息技術(shù)支撐單位，負責(zé)所有與信息化有關(guān)的業(yè)務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、軟件等資源，云計算資源池、數(shù)據(jù)資源池、軟件資源池和高速智能承載網(wǎng)就是智慧油田建設(shè)的四大基礎(chǔ)工程。”
同時，為加快二次三維采集和大面積三維地震資料連片處理解釋工作，華北油田開展工作站集群系統(tǒng)建設(shè)，對勘探開發(fā)研究院、物探研究院地震資料解釋硬件系統(tǒng)進行改善和更新。自行研發(fā)應(yīng)用了多核64位LINUX工作站集群技術(shù)，實現(xiàn)了核心帶寬萬兆數(shù)據(jù)傳輸，并將地質(zhì)解釋、儲層預(yù)測、地震反演等多種軟件集成在一個應(yīng)用平臺，提高了地質(zhì)研究水平和工作效率，滿足了大連片工區(qū)綜合地質(zhì)研究的需要。
另外，華北油田還致力于打造一體化的智慧油田存儲、計算、信息共享中心，將油田勘探、開發(fā)、井筒工程和油氣井生產(chǎn)等各業(yè)務(wù)的研究資源，有機統(tǒng)一在一個價值鏈中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)知識共享化、生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程化、科研工作協(xié)同化，實現(xiàn)資源統(tǒng)一管控和合理調(diào)配。
李鳳民說：“如果把智慧油田比作一個人，那么數(shù)字化生產(chǎn)是骨架，高速承載網(wǎng)是神經(jīng)，各類數(shù)據(jù)資源是血肉，云計算中心就是大腦。這些思維系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、感知系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)形成行動系統(tǒng)，為油田決策、資源優(yōu)選、制訂方案提供可靠依據(jù)。”
此外，在智慧油田建設(shè)中，SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用也至關(guān)重要。SCADA系統(tǒng)主要應(yīng)用在石油管道運輸?shù)目刂坪捅O(jiān)測上。SCADA系統(tǒng)的構(gòu)成有檢測裝置、數(shù)據(jù)采集與就地控制裝置（RTU）、中央主控站、通信系統(tǒng)及軟件。其控制過程是由設(shè)在控制中心的主控計算機對遠程終端裝置RTU進行定時詢問，把分散在各個站點的情況通過通信線路傳送給中央主控計算機進行全線的統(tǒng)一管理和監(jiān)視控制。而各個站點的監(jiān)視控制一般由RTU或可編程序控制器來獨立完成，泵站可以無人值守，從而形成可靠的計算機網(wǎng)絡(luò)式分布控制系統(tǒng)。
管道自動監(jiān)控系統(tǒng)所能達到的水平，基本為站內(nèi)無人值守，全線經(jīng)SCADA系統(tǒng)進行遠距離集中監(jiān)視與控制。管道全線通常按三級設(shè)計：第一級：控制中心集中監(jiān)視與控制；第二級：站控；第三級：就地手動控制。在一般情況下，使用第一級控制（站內(nèi)無人值守），這是SCADA系統(tǒng)設(shè)計的目的控制級。但是，當通信（如微波通信、光纖通信等）出現(xiàn)故障或者控制中心主計算機發(fā)生故障時，可使用第二級控制，這是一種后備手段，當發(fā)生緊急事故或設(shè)備檢修時，可使用第三級控制。
在管道運輸中，管道的自動監(jiān)控系統(tǒng)尤為重要，它直接關(guān)系到管道的正常運行，為解決這些特殊工藝要求，并適應(yīng)現(xiàn)代管理方式，管道自動監(jiān)控系統(tǒng)通常采用先進的SCADA系統(tǒng)對全線進行監(jiān)視、控制和管理，以達到安全輸送、科學(xué)管理、降低消耗、提高經(jīng)濟效益之目的。
記者手記
在經(jīng)濟新常態(tài)形勢之下，傳統(tǒng)制造業(yè)大而全的生產(chǎn)模式輝煌不再。經(jīng)濟下行和企業(yè)轉(zhuǎn)型已成為企業(yè)發(fā)展的雙重壓力，通過《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略的引領(lǐng)以及智能制造規(guī)劃的具體實施，精細化、個性化以及智能化的生產(chǎn)模式逐步成為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵之鑰。
如今，包括工程機械、石油化工、航空航天、汽車制造等領(lǐng)域在內(nèi)的傳統(tǒng)制造企業(yè)，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化技術(shù)為基礎(chǔ)的智能工廠建設(shè)已成燎原之勢。
在智能工廠中，融合了CPS、MES、ERP、CRM、PLM等系統(tǒng)軟件。各個系統(tǒng)軟件之間的高效協(xié)同和互聯(lián)互通是智能工廠運行的基礎(chǔ)。其中，CPS對于智能工廠建設(shè)的作用尤為重要。
從概念上來講，通過物理設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，CPS最終要實現(xiàn)的是虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實物理世界融合，并將網(wǎng)絡(luò)空間的高級計算能力有效地運用于現(xiàn)實世界中，從而形成可自律操作的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。
第9篇：工廠數(shù)字化規(guī)劃范文
[關(guān)鍵詞]中藥制藥工程；中藥工業(yè)4.0；數(shù)字制藥；智慧制藥；先進制藥技術(shù)
中國制造2025戰(zhàn)略規(guī)劃以來，中藥制造業(yè)對采用先進制藥技術(shù)有了強烈愿望，中藥工程科技創(chuàng)新驅(qū)動力正在形成。為實現(xiàn)“制藥強國”建設(shè)目標，我們應(yīng)該以更高的站位和更寬的視野謀劃中藥制藥工程科技創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，牽引中藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新升級，建立全面提高國家藥品標準的支撐技術(shù)體系，占據(jù)國際天然藥物制造業(yè)的科技制高點，進而使我國倡導(dǎo)并制定的中藥工業(yè)技術(shù)標準成為全球規(guī)則。
具有現(xiàn)代工業(yè)形態(tài)的我國第一代中藥制藥技術(shù)創(chuàng)始于
20世紀70年代，以水煮醇沉等工藝的“機械化和半機械化”為技術(shù)特征，可稱為“中藥工業(yè)1.0”，20世紀90年代出現(xiàn)了第二代中藥制藥技術(shù)，以中藥制藥設(shè)備的“管道化自動化和半自動化”為技術(shù)特征，可謂“中藥工業(yè)2.0”；21世紀初筆者率先提議運用高新技術(shù)改造中藥傳統(tǒng)制造方式，重視發(fā)展中藥制藥工程技術(shù)，應(yīng)盡快實現(xiàn)中藥工業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化自動化及智能化等技術(shù)突破，提高產(chǎn)品質(zhì)量及資源利用度并降低物耗（即提質(zhì)增效），引導(dǎo)中藥制造業(yè)步上先進產(chǎn)業(yè)臺階這可視作提出“中藥工業(yè)3.0”構(gòu)想：面對“云計算”和大數(shù)據(jù)時代的到來，筆者提出創(chuàng)新發(fā)展以制藥工藝“精密化、數(shù)字化及智能化”為主要技術(shù)特征的第三代中藥制藥技術(shù)，實現(xiàn)中藥制藥技術(shù)的升級換代，迎接第三次工業(yè)革命。2013年7月在天津舉辦的國家人社部高級研修項目“現(xiàn)代中藥制藥質(zhì)量控制技術(shù)高級研修班”上，筆者分別介紹了新一代中藥制藥技術(shù)及中藥數(shù)字制藥；同年8月在中國工程院主辦的第165場中國工程科技論壇上，筆者在專題報告“從數(shù)字制藥到智慧制藥；大數(shù)據(jù)時代的制藥工程科技”中提議：大力發(fā)展數(shù)字制藥技術(shù)，打造數(shù)字化中藥先進制造平臺，并推動中藥工業(yè)從數(shù)字制藥邁向智慧制藥時代；在2015年4月召開的第201場中國工程科技論壇上，筆者闡述了“對制藥工程科技創(chuàng)新與中國醫(yī)藥工業(yè)4.0的思考”。本文根據(jù)國際先進制藥技術(shù)最新進展，對筆者以往論述進行整理和歸納，結(jié)合我國制藥強國建設(shè)中現(xiàn)實情況，進一步思考中藥制藥技術(shù)創(chuàng)新升級策略，提出發(fā)展“中藥工業(yè)4.0”的戰(zhàn)略性構(gòu)想和技術(shù)路線圖。
1中藥制藥工程科技前瞻分析
中醫(yī)藥是實現(xiàn)“健康中國夢”的重要支撐力量，中成藥是中華民族貢獻給人類的擁有特定臨床優(yōu)勢的藥品，中藥工業(yè)是在我國生物醫(yī)藥領(lǐng)域中具有重要戰(zhàn)略地位的核心產(chǎn)業(yè)，確保中藥產(chǎn)品安全、有效和質(zhì)量可控是醫(yī)藥工業(yè)界肩負的重大使命。為切實提高中藥產(chǎn)品質(zhì)量，必須將制藥工藝與制藥工程技術(shù)創(chuàng)新研究延展前移到中藥新藥研發(fā)階段；而對于已上市中成藥品種，應(yīng)當實施制藥技術(shù)升級改造，這也是制定中藥配方顆粒制備工藝標準及生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程中必須重視的問題。如何使用化學(xué)組成差異度較大的藥材原料制造質(zhì)量一致性較好的中藥產(chǎn)品是世界性難題，唯有通過中藥制藥工程科技創(chuàng)新才有可能破解。
1.1中藥工業(yè)的歷史遺題 受制于藥品原研時代在醫(yī)藥知識、工藝技術(shù)、制藥設(shè)備以及藥品監(jiān)管政策等諸多方面的歷史局限，大部分中成藥品種的制藥技術(shù)較落后，存在粗放、缺控、零亂、低效、高耗等問題，導(dǎo)致相關(guān)藥品標準難以提升，這是做大做強中藥產(chǎn)品必須直面的關(guān)鍵性挑戰(zhàn)。
1.2中藥工業(yè)的新動能 數(shù)字化是當今世界的技術(shù)潮流，前所未有的巨量數(shù)據(jù)噴涌給人們帶來大數(shù)據(jù)時代的空前機會。筆者認為，應(yīng)盡快推動大數(shù)據(jù)技術(shù)在制藥業(yè)的應(yīng)用，當前須對藥品生產(chǎn)全過程注入“數(shù)字技術(shù)NDA”，即實施制藥車間數(shù)字化改造，收集、管理、分析及利用制藥過程數(shù)據(jù)；倘若大量使用工業(yè)傳感器和智能檢測儀表甚至分析儀器等過程檢測設(shè)備，將使制藥過程數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長，積累形成制藥工業(yè)大數(shù)據(jù)，這是極為重要的信息資產(chǎn)，具有不可估量的知識資源價值，從而引發(fā)顛覆性的制藥技術(shù)理念和模式創(chuàng)新；應(yīng)采用數(shù)字技術(shù)將制藥工藝系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)相融合，由此提升制藥過程管控技術(shù)水平，依據(jù)真實數(shù)據(jù)而不是經(jīng)驗及直覺做出控制和管理決策，這將為制藥過程質(zhì)量控制、制藥工藝品質(zhì)優(yōu)化、降低生產(chǎn)成本及節(jié)能減排、藥品質(zhì)量風(fēng)險管控、生產(chǎn)車間管理及企業(yè)經(jīng)營決策等提供強有力的技術(shù)支撐，為中藥工業(yè)跨越發(fā)展提供新動能。
1.3中藥工業(yè)的重大挑戰(zhàn) 中藥制藥車間的現(xiàn)實技術(shù)表現(xiàn)遠達不到人們理想的要求，更不是理論上完善的技術(shù)設(shè)計，設(shè)計和建造優(yōu)質(zhì)中藥產(chǎn)品生產(chǎn)線已成為中藥制藥工程界的緊要任務(wù)。中藥制藥過程的分段式工藝布局形成了“各自為政”的割裂式控制現(xiàn)狀，積累的大量數(shù)據(jù)分散在各自的“信息孤島”，無法有效用于制藥過程控制與管理決策，導(dǎo)致實現(xiàn)中藥生產(chǎn)全程質(zhì)量控制目標的技術(shù)難度極大；另一方面，藥品要求的均質(zhì)性與藥材以及制藥工藝過程的異質(zhì)性形成了中藥制造的復(fù)雜性，如果不對制藥過程進行全面而深刻的持續(xù)性跟蹤考察與系統(tǒng)研究，就難以透徹地認知控制藥品質(zhì)量的各項要素；再者，不同種類的中藥工業(yè)數(shù)據(jù)都是以彼此獨立的方式收集，對眾多來源的龐大數(shù)據(jù)集群進行整合及自動化分析存在難以想象的困難，考驗著業(yè)界的智慧和能力，上述這些都是設(shè)計和建造數(shù)字化制藥工廠所面對的艱巨挑戰(zhàn)。
目前，中藥制藥工程界技術(shù)概念陳舊落后，沒有圍繞制藥過程質(zhì)量控制這一提高藥品質(zhì)量的關(guān)鍵核心技術(shù)開展系統(tǒng)深入的研究。在中藥生產(chǎn)車間技術(shù)改造中，有人將制藥工藝設(shè)備自動化說成是數(shù)字制藥，甚至出現(xiàn)將近紅外光譜檢測等同于在線質(zhì)量檢測并等同于過程質(zhì)量控制的怪象，嚴重誤導(dǎo)中藥企業(yè)，造成花大錢沒有解決質(zhì)量控制實際問題的不良后果。因此，如何引領(lǐng)我國中藥工業(yè)邁向數(shù)字制藥時代面臨極嚴峻的技術(shù)挑戰(zhàn)
1.4中藥制藥工程科技戰(zhàn)略思考 面對新一輪工業(yè)革命的機遇與挑戰(zhàn)，應(yīng)當認清中藥產(chǎn)業(yè)乃至全球醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)大格局，著眼于未來國際制藥業(yè)競爭，思考中藥工業(yè)戰(zhàn)略性定位，注重中藥制藥技術(shù)的后發(fā)優(yōu)勢，進行前瞻性技術(shù)布局，制定中藥制藥工程科技創(chuàng)新的大戰(zhàn)略（grand strategy），即開展中藥工業(yè)大設(shè)計（grand design）。布局未來需要我們顯示戰(zhàn)略勇氣和智慧，也需具備全球眼光及產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略思維。通過啟動中藥制藥工程科技創(chuàng)新的引擎就能激發(fā)中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新活力，建立撬動顯著提升中藥產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效能的“新支點”。
當制藥工業(yè)跨入大數(shù)據(jù)世界，依賴經(jīng)驗對制藥過程進行操控和管理的傳統(tǒng)方式將淪為落伍。誰擁有藥物“智”造的核心技術(shù)，便擁有了改變醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)格局的話語權(quán)，仍采用陳舊制藥技術(shù)的企業(yè)將可能淘汰出局
時不待我，中藥制造業(yè)應(yīng)集結(jié)千帆競發(fā)的聚合之勢，加快推進中藥工業(yè)數(shù)字化和信息化，謀勢而動，順勢而為，乘勢而上，借梯登高，迎接和把握國際制造業(yè)科技變革大趨勢，借助數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制藥技術(shù)提高藥品標準，實施中藥工業(yè)技術(shù)標準國際化戰(zhàn)略，造就一批中藥企業(yè)成為附加值更高的價值鏈環(huán)節(jié)
中藥制造業(yè)應(yīng)當采用制藥工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及醫(yī)藥大數(shù)據(jù)等領(lǐng)先一步的前沿技術(shù)，建設(shè)智能制藥的“未來工廠”，將中藥產(chǎn)業(yè)從粗放型向智慧性升級
1.5中藥制造業(yè)的“未來工廠”德國工業(yè)4.0所引發(fā)的工業(yè)革命悄然而至，其技術(shù)特征是將信息物理融合系統(tǒng)（GPS）廣泛應(yīng)用于制造業(yè)，構(gòu)建智能工廠并實現(xiàn)智能制造，這標志著世界即將進入以智能制造為核心的智能經(jīng)濟時代制造中藥的“未來工廠”應(yīng)瞄準國際前沿技術(shù)水平，以制藥工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為核心，將所有結(jié)構(gòu)性與非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)整合進“大數(shù)據(jù)倉庫，”構(gòu)建功能強大的中藥工業(yè)信息智能管理系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)分析從巨量數(shù)據(jù)中提煉出有價值信息，同時通過可視化技術(shù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成明晰易懂的制藥過程信息，并進一步轉(zhuǎn)化為知識，應(yīng)用于改善過程管控模式、提高藥品質(zhì)量、避免生產(chǎn)事故、減少質(zhì)量風(fēng)險、降低能耗和物耗、預(yù)測制藥過程結(jié)果、增加生產(chǎn)效力等。
中藥制造由多個單元工藝組合而成，導(dǎo)致其制藥過程數(shù)據(jù)集合以分段式的復(fù)雜多維空間為基本特征。因此“未來工廠”應(yīng)在信息技術(shù)的主導(dǎo)下多段融合，建立多維多段一體的全過程管控模式，重構(gòu)制藥過程控制與管理體系。運用數(shù)據(jù)挖掘工具發(fā)現(xiàn)制藥過程動態(tài)規(guī)律、各類關(guān)聯(lián)和最佳控制模式，構(gòu)建預(yù)測模型以優(yōu)化控制和管理決策，彌補操作和管理經(jīng)驗的不足，提高生產(chǎn)精益化程度，進而持續(xù)提升中藥產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效能，實現(xiàn)智能制藥和綠色制造目標。
2中藥制藥工程領(lǐng)域若干概念、術(shù)語及定義
中藥制藥界許多概念、術(shù)語或技術(shù)名詞在中藥制藥工程理論上尚無明確的定義，某些術(shù)語含義不確切，在有歧義時仍含混使用，導(dǎo)致不同的人使用同一個名詞時，其詞意差別很大，易引發(fā)技術(shù)困惑或誤導(dǎo)，甚至影響某些先進技術(shù)方法的聲譽，阻礙了先進制藥技術(shù)在中藥產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展。因此，極有必要厘清這些概念、術(shù)語或技術(shù)名詞的真實含義，對其涵義作準確的定義。
2.1中藥制藥過程管控 通常簡稱過程管控，包括過程控制與過程管理兩大方面，制藥過程控制主要包括：①提取濃縮、干燥、純化、制劑等工藝的制藥設(shè)備控制，②制藥工藝品質(zhì)控制，③制藥過程質(zhì)量控制，④中藥產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，⑤質(zhì)量風(fēng)險控制。制藥過程管理主要包括：①GMP管理，②以設(shè)備為中心的全員生產(chǎn)管理，③IS010012測量管理，④AQ/T9006企業(yè)安全生產(chǎn)管理，⑤IS014000環(huán)境保護管理等。
2.2在線檢測 這是一個常被混淆的技術(shù)名詞。在線檢測系指在生產(chǎn)線上檢測制藥過程參數(shù)，而過程參數(shù)通常包括工藝參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)、質(zhì)控參數(shù)、物料屬性參數(shù)及環(huán)境參數(shù)等不同類別參數(shù)（如密度，pH，水溫，乙醇濃度，蒸氣壓力，氣溫，流量等）。顯然，在線檢測不等同于在線檢測藥品質(zhì)量或檢測藥用物料質(zhì)量，更不意味著在線質(zhì)量控制。
2.3質(zhì)量在線檢測 通常是指在生產(chǎn)線上檢測藥用物料質(zhì)量。在不至于混淆的情況下，有時也將檢測與藥品質(zhì)量相關(guān)的過程參數(shù)稱之為質(zhì)量在線檢測。有必要指出，物料質(zhì)量屬性并不等同于質(zhì)控參數(shù)，質(zhì)控參數(shù)不一定是藥用物料成分當檢測的物料屬性參數(shù)與藥品質(zhì)量無關(guān)時，則無法表征藥用物料質(zhì)量；即檢測物料屬性參數(shù)并不一定能檢測出藥用物料質(zhì)量。因此，在使用近紅外光譜等過程分析儀器檢測藥材或某工藝環(huán)節(jié)的藥用物料質(zhì)量前，必須全面深入研究哪些成分與藥品質(zhì)量相關(guān)，以及這些成分含量的范圍。
2.4過程質(zhì)量監(jiān)測 一般是指不僅檢測藥用物料質(zhì)量參數(shù)，而且在給定的范圍內(nèi)進行觀察和判斷質(zhì)量狀況，通常設(shè)置越限報警功能。因此，檢測與監(jiān)測的工業(yè)意義不同，監(jiān)測質(zhì)量比檢測質(zhì)量更為重要，難度也更大。
2.5過程質(zhì)量監(jiān)控 一般是指不僅檢測藥用物料質(zhì)量參數(shù)，而且將這些質(zhì)量參數(shù)調(diào)控在給定的范圍內(nèi)。顯然，近紅外光譜在線檢測并不一定能在制藥過程中準確檢測出藥用物質(zhì)，也難以應(yīng)用于監(jiān)測過程質(zhì)量；過程質(zhì)量監(jiān)控需要多種技術(shù)方法的融合才能實現(xiàn)，僅靠單一的近紅外光譜檢測技術(shù)無法控制中藥產(chǎn)品質(zhì)量，不少企業(yè)盲目投資建設(shè)近紅外在線檢測系統(tǒng)失敗的主因就在于此。
2.6過程質(zhì)量控制 一般是指在中藥生產(chǎn)全程中通過調(diào)節(jié)各種關(guān)鍵的過程參數(shù)來控制藥品質(zhì)量，使制藥工藝流程制造出來的中藥產(chǎn)品符合特定的質(zhì)量要求。
由上述定義可知，在線檢測方法包括工業(yè)傳感器、過程檢測儀表及過程分析儀器等；不能將在線檢測視作為在線質(zhì)量檢測，也不能將在線質(zhì)量檢測等同于過程質(zhì)量監(jiān)測，更不能視作為過程質(zhì)量控制；過程質(zhì)量監(jiān)測不等同于過程質(zhì)量監(jiān)控，也不能視作為過程質(zhì)量控制。
3中藥數(shù)字制藥技術(shù)概述
中藥數(shù)字制藥是采用統(tǒng)一的數(shù)字化技術(shù)，不僅對制藥工藝參數(shù)、質(zhì)控參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)、物料屬性參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等過程參數(shù)進行數(shù)字化檢測、控制及儲存，而且對藥材原料及制藥過程中藥用物料進行數(shù)字化檢測，監(jiān)測各類過程參數(shù)與藥用物質(zhì)在制藥過程中的變化軌跡，綜合判斷過程狀態(tài)并控制工藝進程，從而控制中藥產(chǎn)品質(zhì)量；同時，對CMP，計量器材，安全生產(chǎn)，生產(chǎn)車間，環(huán)保，倉儲及物流等實施數(shù)字化管理按照制造業(yè)國際上目前通行的觀點，可稱之為“中藥工業(yè)3.0”。
中藥數(shù)字制藥的主要技術(shù)特征是：原料藥材數(shù)字化、藥用物質(zhì)數(shù)字化、制藥過程各類參數(shù)的數(shù)字化（包括工藝參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及質(zhì)控參數(shù)等）、單元工藝模型化及定量化、生產(chǎn)車間各類管理體系數(shù)字化、全過程測管控信息一體化、各類信息集成管理和綜合應(yīng)用。
中藥數(shù)字制藥技術(shù)包括：①提取、濃縮、干燥、純化、制劑等工藝的制藥設(shè)備自動控制技術(shù)；②制藥工藝模型化及定量化/制藥工藝品質(zhì)優(yōu)化技術(shù)；③復(fù)制藥過程各類參數(shù)在線檢測技術(shù)；④制藥過程質(zhì)量數(shù)字化控制技術(shù)；⑤制藥過程分析建模/PAT技術(shù)；⑥制藥過程測管控信息一體化技術(shù)；⑦質(zhì)量風(fēng)險數(shù)字化管理及控制技術(shù)；⑧藥效物質(zhì)數(shù)字化辨析技術(shù)；⑨數(shù)字GMP系統(tǒng)；⑩精益生產(chǎn)MIS系統(tǒng)；⑾藥品質(zhì)量檢驗LTMS系統(tǒng)；⑿數(shù)字化倉儲系統(tǒng)等。經(jīng)過十余年的努力，本團隊已建立中成藥二次開發(fā)核心技術(shù)體系（包括中藥數(shù)字制藥技術(shù)），促進了中藥產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)制藥時代到來。
筆者認為：在中藥數(shù)字制藥技術(shù)體系建設(shè)中，單元工藝建模是前提，數(shù)字化設(shè)備是基礎(chǔ)，全過程測管控信息融合是關(guān)鍵，管控質(zhì)量風(fēng)險是底線，藥用物質(zhì)全程監(jiān)測是核心，數(shù)據(jù)集成管理及應(yīng)用是根本，數(shù)字CMP管理是保障。中藥制藥工程界應(yīng)當在中藥制藥工藝模型化和定量化方面聚焦發(fā)力，根據(jù)單元工藝流程將制藥過程質(zhì)量控制序貫化、精準化和規(guī)范化并具備預(yù)測性，將精益生產(chǎn)理念滲透到中藥制造過程的每一個工藝環(huán)節(jié)，打造“數(shù)字化透明”的中藥制造平臺，實現(xiàn)制藥過程數(shù)字追溯，為持續(xù)性提升中藥產(chǎn)品質(zhì)量奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
4中藥智能制造技術(shù)概述
21世紀的工業(yè)信息科學(xué)將像20世紀的硅信息科學(xué)一樣具有變革性意義，將產(chǎn)生全新的產(chǎn)業(yè)技術(shù)并使藥物制造方式發(fā)生根本性改變伴隨著數(shù)字制藥技術(shù)廣泛應(yīng)用而產(chǎn)生的以各種形式存儲的海量數(shù)據(jù)可創(chuàng)造豐碩的知識財富和經(jīng)濟價值，這就需要制藥工業(yè)的大數(shù)據(jù)分析師“點石成金”。超大規(guī)模的信息交互與多維融合必將引發(fā)制藥過程控制模式和生產(chǎn)管理方式的深刻變革，在制藥過程高度信息化前提下實現(xiàn)知識發(fā)現(xiàn)管理和應(yīng)用，牽引“數(shù)字化透明”中藥制造平臺向智能化發(fā)展，從而升華形成中藥智能制造技術(shù)，即中藥工業(yè)4.0。
中藥智慧制藥的主要技術(shù)特征是，使用大量的工業(yè)傳感器過程檢測儀表以及過程分析儀器等組成一張龐大而靈敏的可反映制藥過程全貌的感知網(wǎng)，并將信息技術(shù)與制藥技術(shù)深度融合，進而實現(xiàn)人與人、人與機器機器與機器生產(chǎn)管理與過程控制等之間互通互聯(lián)，通過制藥設(shè)備、生產(chǎn)管理、質(zhì)量檢測等與過程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)接，形成集聚了原料/制藥生產(chǎn)/藥品流通/臨床使用等中藥產(chǎn)品全生命周期信息的智能網(wǎng)絡(luò)，使制藥過程的每一個工藝細節(jié)均被注入“智慧基因”通過賦予中藥制造平臺學(xué)習(xí)和思考能力，用充滿智慧的數(shù)據(jù)整合、分析與挖掘，從多種來源的中藥工業(yè)數(shù)據(jù)中尋找關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)制藥過程規(guī)律，洞察引起藥品質(zhì)量波動的因素，不僅實現(xiàn)制藥工藝精湛控制，而且達到管理精益化要求，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)保量低耗綠色高效能制藥。
中藥智能制造技術(shù)主要包括：①制藥信息處理、信息解釋、信息利用、知識發(fā)現(xiàn)與管理等關(guān)鍵技術(shù)；②測管控信息融合智能管理技術(shù)；③中藥產(chǎn)品質(zhì)量智能預(yù)測技術(shù)；④質(zhì)量風(fēng)險智能預(yù)警及預(yù)控技術(shù)；⑤制藥過程智能預(yù)測控制技術(shù)；⑥制藥過程軌跡智能追蹤分析技術(shù)；⑦水、汽、電系統(tǒng)智能優(yōu)化管理技術(shù)；⑧精益生產(chǎn)智能管理技術(shù)等。
5中藥工業(yè)4.0技術(shù)路徑
制藥工業(yè)數(shù)據(jù)儲備、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)挖掘及可視化能力將成為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)未來最重要的核心競爭力。工業(yè)信息感知技術(shù)的發(fā)展，使獲取制藥過程全貌的數(shù)據(jù)描述成為可能，通過分析各類數(shù)據(jù)集群間關(guān)聯(lián)關(guān)系，不僅能認知制藥工藝各環(huán)節(jié)輸入/輸出的藥用物料變化規(guī)律，而且可以揭示在生產(chǎn)全過程中物質(zhì)、能量、信息等變換規(guī)律，發(fā)掘出中藥工業(yè)數(shù)據(jù)的內(nèi)在價值，創(chuàng)新定義數(shù)據(jù)制藥技術(shù)，開辟獲取中藥工藝知識的新路徑，重新建構(gòu)中藥工業(yè)技術(shù)格局，這是建設(shè)中藥工業(yè)4.0的戰(zhàn)略價值所在。
目前，我國有些地方已出現(xiàn)智能制造園區(qū)及智能工廠建設(shè)熱潮，許多地方政府在規(guī)劃未來5年建設(shè)上千個智能工廠或車間，但至今未見制藥企業(yè)參與，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)如何進入制藥工業(yè)領(lǐng)域仍面臨巨大困難。一方面工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)在制藥業(yè)并無技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)，缺乏制藥信息工程技術(shù)人才，容易出現(xiàn)只做“表面文章”而沒有促進企業(yè)提質(zhì)增效現(xiàn)象；另一方面，很多制藥企業(yè)生存艱難，無暇顧及新概念技術(shù)，缺乏應(yīng)用新技術(shù)的積極性或足夠資金。我國中藥制造業(yè)仍處于工業(yè)2.0進程中，傳統(tǒng)制藥工藝與現(xiàn)代制藥技術(shù)共生，落后與先進并存。
根據(jù)中藥工業(yè)的上述現(xiàn)實情況，筆者認為在實現(xiàn)中藥工業(yè)4.0戰(zhàn)略目標的征程中應(yīng)實行分步走策略，倡議在現(xiàn)階段首先大力推進中藥數(shù)字制藥技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促進中藥工業(yè)化與信息化融合，以應(yīng)用目標牽引，構(gòu)建“信息主導(dǎo)、系統(tǒng)集成”的中藥數(shù)字制造技術(shù)平臺，為實施中藥工業(yè)4.0技術(shù)升級工程建設(shè)夯實數(shù)字化基礎(chǔ)，創(chuàng)造必要的技術(shù)條件。人才是第一資源，組建科技創(chuàng)新團隊是我國中藥工業(yè)跨越發(fā)展的關(guān)鍵，應(yīng)當構(gòu)建成長性環(huán)境以及多樣性、包容性學(xué)術(shù)生態(tài)，使中藥制藥工程科技創(chuàng)新力量成為中藥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的發(fā)動機和推動力。
在新興信息技術(shù)進入中藥工業(yè)領(lǐng)域時，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)只是一種技術(shù)工具，主導(dǎo)我國中藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級的應(yīng)是精湛的制藥工藝和過程質(zhì)量控制技術(shù)。唯有通過制藥相關(guān)技術(shù)的融合創(chuàng)新，提升中藥產(chǎn)業(yè)的整體質(zhì)量及效益，以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為核心的智慧制藥技術(shù)才能在中藥工業(yè)“落地”。因此，在中藥制造向中藥智造轉(zhuǎn)向發(fā)展中，不僅需要基于物聯(lián)網(wǎng)思維的現(xiàn)代工業(yè)精神，而且需要追求精益生產(chǎn)目標的“工匠精神”，更需要注重工業(yè)轉(zhuǎn)化，防止出現(xiàn)一哄而上、不重視實效的局面。
