作者認(rèn)為數(shù)字化車(chē)間建設(shè)要以實(shí)際需求為牽引，以經(jīng)濟(jì)效益為驅(qū)動(dòng)，以成功落地為導(dǎo)向。在先進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，在管理方面深挖潛力，充分發(fā)揮人的作用，構(gòu)建數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和適度智能的生產(chǎn)模式，切實(shí)做到降本提質(zhì)增效，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
經(jīng)濟(jì)學(xué)家威廉·拉佐尼克在《車(chē)間的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)》一書(shū)中強(qiáng)調(diào)指出：“在價(jià)值創(chuàng)造過(guò)程中，其核心是通過(guò)車(chē)間生產(chǎn)將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品——這可以稱(chēng)為生產(chǎn)性轉(zhuǎn)化。”
在制造型企業(yè)，車(chē)間處于非常重要的位置。企業(yè)價(jià)值最終表現(xiàn)在產(chǎn)品與服務(wù)上，而車(chē)間是企業(yè)中將各種圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的主要場(chǎng)所，是決定生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，車(chē)間往往也是企業(yè)中員工數(shù)量最多的組織。因此，在很大程度上，車(chē)間強(qiáng)則企業(yè)強(qiáng)，車(chē)間智則企業(yè)智?！吨袊?guó)制造2025》中也明確指出：“推進(jìn)制造過(guò)程智能化，在重點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)建設(shè)智能工廠/數(shù)字化車(chē)間。”數(shù)字化車(chē)間建設(shè)是智能制造的重要一環(huán)，是制造企業(yè)實(shí)施智能制造的主戰(zhàn)場(chǎng)，是制造企業(yè)走向智能制造的起點(diǎn)。
1數(shù)字化車(chē)間的建設(shè)主線
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)數(shù)字化車(chē)間還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的定義，筆者基于自己的理解，對(duì)數(shù)字化車(chē)間進(jìn)行如下描述：
數(shù)字化車(chē)間是基于生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)施等硬件設(shè)施，以降本提質(zhì)增效、快速響應(yīng)市場(chǎng)為目的，在對(duì)工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組織、過(guò)程控制等環(huán)節(jié)優(yōu)化管理的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等手段，在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中，對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等生產(chǎn)資源與生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)、管理、仿真、優(yōu)化與可視化等工作，以信息數(shù)字化及數(shù)據(jù)流動(dòng)為主要特征，對(duì)生產(chǎn)資源、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)施以及生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行精細(xì)、精準(zhǔn)、敏捷、高效地管理與控制。數(shù)字化車(chē)間是智能車(chē)間的第一步，也是智能制造的重要基礎(chǔ)。
數(shù)字化車(chē)間是制造企業(yè)走向智能制造的起點(diǎn)
需要指出的是，此處的“數(shù)字化車(chē)間”，是企業(yè)已經(jīng)熟悉和常用的基本術(shù)語(yǔ)，其中“數(shù)字化”的內(nèi)涵包括但是并不限于數(shù)字化本身，而是將數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化要素集成為一體并在內(nèi)涵上有所擴(kuò)大的“數(shù)字化”概念，其基本含義與德國(guó)工業(yè)4.0中的“Smart（智巧）”相對(duì)應(yīng)，與中國(guó)工程院提出“數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化”的智能制造第二范式相對(duì)應(yīng)。本文以下凡是提及“數(shù)字化車(chē)間”之處，皆采用該術(shù)語(yǔ)內(nèi)涵。
數(shù)字化車(chē)間是制造企業(yè)走向智能制造的起點(diǎn)
很多人認(rèn)為，大量采購(gòu)和引入數(shù)字化設(shè)備是建設(shè)好數(shù)字化車(chē)間的前提。這是一個(gè)很大的誤解：數(shù)字化設(shè)備與數(shù)字化車(chē)間之間既非必要條件，也非充分條件。即便車(chē)間中全是數(shù)字化設(shè)備，如果沒(méi)有實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化管理，數(shù)據(jù)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的有序流動(dòng)，也不能稱(chēng)之為數(shù)字化車(chē)間。相反，即便車(chē)間里的設(shè)備不全是數(shù)字化設(shè)備，但經(jīng)過(guò)“三啞改造”，設(shè)備被接入信息化系統(tǒng)，生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化（如智能排產(chǎn)、決策支持分析等），對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)資源、生產(chǎn)進(jìn)度與產(chǎn)品質(zhì)量等數(shù)據(jù)在信息化系統(tǒng)中進(jìn)行有效管理，并可以根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行有序流動(dòng)，也可算是數(shù)字化車(chē)間。比如，在服裝加工等勞動(dòng)密集型企業(yè)都可以通過(guò)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造實(shí)現(xiàn)車(chē)間的數(shù)字化管理。
對(duì)于數(shù)字化車(chē)間建設(shè)，我們可以參考德國(guó)工業(yè)4.0中對(duì)“智能工廠”的定義：重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。前半句“智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程”，指除了包括智能化的機(jī)床、機(jī)器人等生產(chǎn)設(shè)施以外，還包括對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的智巧化管控，站在信息化的角度，就是智巧化的MES制造執(zhí)行系統(tǒng)。而后半句：“以及網(wǎng)絡(luò)分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)”，是指將生產(chǎn)所用的生產(chǎn)設(shè)備與設(shè)施（如機(jī)床、熱處理設(shè)備、機(jī)器人、AGV、測(cè)量測(cè)試設(shè)備等各種數(shù)字化設(shè)備），進(jìn)行互聯(lián)互通、智巧化的管理，實(shí)現(xiàn)信息化系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的深度融合。目前很多企業(yè)實(shí)施的設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)（包括傳統(tǒng)的DNC/MDC功能)是其重要的表現(xiàn)形式。
從中可以看到，數(shù)字化車(chē)間建設(shè)有三條主線，一條是以機(jī)床、熱處理設(shè)備、機(jī)器人、測(cè)量測(cè)試設(shè)備等組成的自動(dòng)化設(shè)備與相關(guān)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的精確化執(zhí)行，這是數(shù)字化車(chē)間的物理基礎(chǔ)。
第二條線是以MES為中心的智巧化管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)劃調(diào)度、生產(chǎn)物流、工藝執(zhí)行、過(guò)程質(zhì)量、設(shè)備管理等生產(chǎn)過(guò)程各環(huán)節(jié)及要素的精細(xì)化管控，這是典型的賽博系統(tǒng)。
第三條主線是在互聯(lián)互通的設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，并以之作為橋梁，聯(lián)接起賽博空間的MES等信息化系統(tǒng)與機(jī)床等物理空間的自動(dòng)化設(shè)備，構(gòu)建車(chē)間級(jí)的CPS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了賽博與物理兩個(gè)世界的相互作用、深度融合。
三條主線交匯，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在自動(dòng)化設(shè)備、信息化系統(tǒng)之間按照人的意愿進(jìn)行有序流動(dòng)，將整個(gè)車(chē)間打造成軟硬一體的系統(tǒng)級(jí)CPS，最終實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)、綠色、低成本的生產(chǎn)模式，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
2精益思想要貫穿始終
如果說(shuō)設(shè)備、MES、CPS等三條主線是“實(shí)線”的話，精益生產(chǎn)則是數(shù)字化車(chē)間建設(shè)的一條“虛線”，要貫穿數(shù)字化建設(shè)的始終。
1）精益生產(chǎn)，智能制造的重要指導(dǎo)思想
精益生產(chǎn)是管理學(xué)史上重要的實(shí)踐成果之一，深刻地影響著汽車(chē)工業(yè)，乃至全球制造業(yè)。精益生產(chǎn)基本思想和追求的管理目標(biāo)，并沒(méi)有隨著智能制造的發(fā)展而落伍，恰恰相反，精益思想是企業(yè)進(jìn)行智能制造體系構(gòu)建的重要指導(dǎo)思想之一。
在此，筆者總結(jié)出五條可以指導(dǎo)智能制造建設(shè)的精益思想原則。
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