关于制造业数字化车间的建设思路

关于制造业数字化车间的建设思路

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ｗａｙａｈｏｕｔｄＩｇＩｔａｌｗｏｒｋｓｈｏｐｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙ

张建超，王峰年，杨少霞，袁硕

Ｆｅｎｇ－ｎｉａｎ，ＹＡＮＧＳｈａ０一ｘｉａ，ＹＵＡＮＳｈｕｏ

ＺＨＡＮＧ

Ｊｉａｎ—ｃｈａＯ。ＷＡＮＧ

（北京机械工业自动化研究所。北京１００１２０）

摘薹：随着科技水平及管理思想的不断发展，当前制造业企业也在经历一场涉及工艺流程和管理方

法的变革，伴随科技手段的快速引入，正在从传统的以经验为主的管理模式向以信息为基础

的管理模式转型，即以信息化为支撑、追求可持续发展、坚持科学发展的两化融合模式。通

过建立信息化企业。以信息化促进工业化，以信息化手段整合企业资源、优化管理流程，辅

助提高企业整体能力。而作为制造类企业的核心环节——制造车间，则是企业能力提升的关

键所在。在经历手工作坊、流水线规模生产等阶段后，以信息技术为依托．践行两化融合的

数字化车间建设成为当前制造业车间的发展方向，以各种数字化技术的应用为手段．融合先进管理思想，提高生产效率、降低企业成本。切实提升车间管理水平。本文也从这个角度出

发．通过探讨数字化车间的建设思路，提出数字化车间的建设模型及相关考虑因素，并对数

字化车间的应用前景进行展望，力求为现代企业转型、两化融合的建设提供些许参考。

关键词：工业化，信息化；数字化车间；两化融合中田分类号：ＴＰ３９９

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００９一０１３４（２０１２）０８（下）一０００４一０４

Ｄｏｉ：１Ｏ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９—０１３４．２０１２８（下）．０２

１数字化车间的概念及形成

１．１制造业车间应用管理的演化过程

工业化以来，随着科学技术及管理思想的不断发展，加工制造行业在技术应用及管理模式上也经历了几次变革，从实际发展来看，每一次变革都带来了工业水平的大幅提升，诠释了技术革命对工业发展的主导作用，体现到车间层面的应用管理，则大致经历了如下阶段。

思想的不断进步，企业发展和管理的变革也是一种必然，即从某个阶段到下一阶段的发展是历史趋势使然，而从大的发展周期角度，当前的企业发展也正处于从第三阶段向第四阶段的过渡时期，即从单一的信息技术辅助生产到信息化和工业化两化融合的过渡阶段。

１．２数字化车间的提出

在车间管理发展的第三阶段，信息技术的引入改变了原来以设备为基础，靠人管理的管理模

式，通过各种信息化手段（控制技术和管理系统

等）的应用，极大改善及优化了车间流程和管理手段，在整合资源、提高效率和辅助决策等方面充分发挥了信息化的优势。使企业生产力得到大幅

提升，推动了工业生产的长时期发展。

但随着工业化进程的不断深入，以信息化辅助生产的管理模式也逐步暴露了一些不足，晟明显的是体现在和工业现场控制的结合和统一方面，长期以来，工业技术发展和信息化发展在企业内部呈现了两条单一的发展路线，两者只是单向的带动和促进关系，没能发挥工业化、信息化相互促进和彼此带动的良好效应。表现在具体层面是

从历史发展规律来看，随着科学技术及管理

为了信息化而信息化，出现了工业化和信息化脱节的状况，一方面工业技术的发展未能更好的体

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作者嗣俞：张建超（１９∞一），男，工程师，本科，研究方向为车间信息化。

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万方数据

现信息技术的指导和支持作用，另一方面信息技

术也未能更好的结合工业化实际，未能更好的体

现和工业化的互动作用。而这也在一定程度上制

约了企业的进一步发展，如何更好的实现工业化和信息化的融合，更好的发挥两者的互动作用成为企业发展的新课题。

从技术发展规律来看，前一阶段的发展瓶颈直接催生了下一阶段的技术变革，两化融合的概念也就适应工业发展需要应运而生，以信息化带动工业化、以工业化促进信息化的科学发展模式成为企业的发展方向。而具体到车间管理层面，能充分体现并实践两化融合概念的数字化车间建设成为现代企业的建设方向。

１．３数字化车间的建设意义

每一次技术变革都会带来工业发展的长足进步，充分践行两化融合概念的数字化车间也不例

外，通过数字化车间的建设，解决企业核心环节

（车间管理）的两化融合问题，充分发挥信息技术、工业技术的优势，使两者相互促进和共同发展。

一方面更好的发挥信息化平台优势，发挥信息技

术的指导及决策分析作用，整合、串联并优化各项工业技术的应用，改进工业流程，指导并促进工业水平的发展；另一方面也要充分发挥各种工业技术对信息化的支撑和基础作用，从信息、技术、工艺层面更好的支持信息化建设，使信息化建设来源于生产、服务于生产。

提升车间的数字化水平，即做好数字化车间的建设，巳逐步成为现代企业增强核心竞争力的关键。

２比较实际的建设思路

在数字化车间成为制造企业车间的建设方向，充当企业技术进步、管理升级的载体之后，如何结合企业自身特点，建设既切合实际，又能充分提高生产效率、提升管理水平的数字化车间。成为摆在业内人士面前的实际问题。本文作者将结合多年企业信息化建设的经验，从建设范围、建设模型、可用技术和需注意问题等方ｌ矗ｉ综合分析，给出一条比较实际的建设思路。

２．１建设思路的整体考虑

数字化车间的建设，是要建设实实在在、进行实际加下制造的生产车间，而不是某个理论或某个模型的概念，因此数字化车间的建设一定要

万方数据

实事求是、因地制宜，在践行建设理论、管理思想的基础上，切实结合企业情况，建设符合企业实际、具有应用价值的数字化车间，切不可盲目教条、照搬照弄和本本主义。

数字化车间的整体建设思路，应该从实际出发，以信息技术和工业技术的应用为手段，以改善工艺流程、提高生产效率为目标，建设符合企业实际，切实提高企业技术和管理水平的数字化车间。２．１．１数字化车间的建设范围

数字化车间的建设范围，应当以企业实际业务范围为主，业务涉及的加工制造、物流、管理和维修等环节均应纳入数字化车间的管理范围，即数字化车间应该是一个整体的解决方案，需涉及车间业务的方方面面，这样才能发挥各个环节的联动作用，提高整体水平。虽然从建设步骤上可以考虑从某个单一业务环节入手继而逐步展开，但从数字化车间的整体建设范围及规划上，应当通盘考虑，应用到业务流程的每一个环节，使车间业务的点、线、面各个层次均纳入管理范围。２．１．２数字化车间的建设模型

数字化车间的建设，应当充分发挥信息技术、工业控制技术的优势，以建设高度自动化和高度智能化，尽可能降低人工参与的自动运转的制造车间为目标。通过智能设备、数控机床、自动化技术、自动识别技术、ＡＧＶ等技术的应用，实现实体设备的自动控制和运转，通过信息技术的数据采集、智能分析、信息传递、指令下达、监控和广播等技术的应用，实现对实体设备的控制及各个业务环节的联动，进而实现将整个车间建设

成一台结构合理、动力充沛的自动运转的机器的

数字化车间建设目标。

综合考虑各种因素的数字化车间建设模型如图２所示。

２．２可用技术探讨

数字化车间是技术手段和管理思想的结合，而

其中技术手段则是数字化车间建设的基础，先进、合理的技术手段的应用是数字化车间运转的保障。探讨建设数字化车间的可用技术，应从网络环境、

硬件设备、信息技术及管理手段几个方面去考虑。２．２－１数字化车间的网络建设

数字化车间的网络建设是串联各项、Ｉｋ务，使之互相协作的保障，根据目前技术的发展，需要配套建设的网络环境包括工业以太网网络和工业

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自动化网络，以用于支持工业现场设备、模块、系统等等之间的通讯和关联。

２＿２２数字化车间的硬件支持

敬字化车间的建设，离不开强大的硬件支持，

主要指能够纳入自动控制范围的相关智能设备及

模块，从数字化车间的建设模型入手分析，可以

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总线、ＰＬｃ、控制ｌ条码识删、射顿姒ｊ

智能设备

数控机床

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２．２３数字化车间的应用技术考虑

技术进步是推动企业发展变革的原动力，数字化车间的建设也是以科学技术的发展为依托，通过各种技术手段的应用而使科学技术为生产服务，将技术进步转化为实际的生产成果。

通过前面对网络建设及硬件支持的分析，综

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合考虑数字化车间的建设模型，可以将建设数字”乍间所需的基本技术手段总结如图４所示。

２．３数字化车间的建设蓝图

数字化车间的建设，既是科学技术和工业发展的必然结果，同时也是实践两化融合，实现工业可持续发展和科学发展的必经之路。

数字化车间的建设蓝图，应是切合工业发展的实际需求，以科学的手段改善作业环境、改进工业流程，使整个车间作业最大程度的做到人机合一、联动同步、快速响应和安全稳定，将车间各个流程、各个角色串联成一个有机整体，在既定模式下智能作业、自动运转，最大程度的解放人力，降低各个环节的物耗、能耗和人耗。使整个车间作业既安全高效，又节能减排。

数字化车间作为科技发展在工业应用上的客观载体，是生产力发展推动工业进步的具体体现，数字化车间的建设必将极大的推动工业化进程。２．４数字化车间建设中需注意问题

做任何事情都应全盘考虑，多考虑问题的多面性，建设数字化车间也是如此，在前面探讨了数字化车间的主体建设思路后，接着探讨一下数字化车间建设中应注意的一些问题，通过对这些问题的分析及认识，可以更好的理解数字化车间

的建设过程，不至于因为一些细小问题的忽略而给整个建设项目带来不必要的弯路和损失。

数字化车间建设需注意的问题主要分为以下

四个方面。

２．４．１安全生产问题

安全生产是工业生产的头等大事，也是建设数字化车间的首要问题，安全责任重于泰山，安

全生产问题应该贯穿数字化车Ｉ．日Ｊ建设的整个过程，从方案设计到建设施工，再到后期运营，均应有详细周令的安全保障措施和强烈的安全意识，确保整个建设项目的顺利和安全竣工。２．４．２从实际出发的问题

建设数字化车间，应切实做好实地调研，一切以企业现状为本，从企业实际出发，切不可盲目照搬和教条主义。只有尊重企业现状、满足企业发展需求的方案才是最好的方案，盲目上马、好大喜功的作风在建设数字化车间的工作中是不可取的。２．４．３技术可行性问题

技术手段是建设数字化车间的根本，而技术手段的应用，不仅要符合科学发展规律，更要尊重企业事实，尊重技术可行性，以最合理的技术手段实现效果的最大化，切忌脱离实际的盲目追求高技术、新技术，在满足一定的创新要求下，成熟、可靠是工业技术应用的基本原则。２．４．４发展创新问题

技术的发展不是一成不变的，数字化车间也是如此，是一个随着科技手段的更新而不断发展创新的过程，因此在建设数字化车间过程中，应尊重科学发展规律，具有发展的前瞻性，考虑企业发展和技术创新的根本需求，打好发展创新的基础，时刻支持发展创新的需要。

工业发展要求，即信息化进程和工业化进程不再相互独立进行，不再是单方的带动和促进关系，而是以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，

实现信息化和工业化的高层次的深度结合，走新

型工业化道路，其核心是信息化支撑，追求可持续发展，坚持科学发展。

深入理解两化融合的概念及含义，可以看出数字化车间的建设正是两化融合在工业现场的具体实践。通过数字化车间的建设，在基础的工业单元层面对信息化和工业化进行有机整合，实现两化融合的科学发展。可以说数字化车间的建设不仅是科技发展的必然产物，更是两化融合的发展要求。３．２行业应用展望

从国家两化融合的发展规划可以看出，数字化车间是工业化和信息化发展的必然产物，是新

时期工业化进程中科学技术推动生产力发展的良好切入点，数字化车间建设符合科学发展规律，

在企业发展要求和国家政策的支持下，正在各行各业如火如茶的展开。

．数字化车间是一种思想，更是一种模式，具

有广阔的应用前景，不仅适用于制造行业，更可因地制宜的推广应用于国民经济的多个行业，水

利、电力、矿业、化工、农业以及加工制造业等

等，均可将数字化车间的理念加以实践应用，为国民经济发展助力，提升国民经济的整体水平。

３数字化车间应用展望

３．１两化融合的发展要求

为进一步推进经济体制改革，提升国民经济

参考文献：

【ｌ】中共十七大报告一《两化融合的理论体系》．【２】中共十七大报告一《新型工业化道路》．

的工业化和信息化水平，国家提出了两化融合的

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内在自动变速器下线检测装备已有所突破，已成功开发ＡＭＴ自动变速器交检试验台，但在ＡＴ、ＣＶＴ和ＤＣＴ变速器方面，仍然未摆脱对进口检测装备的依赖。

２）支持自动变速器设计开发的试验检测装备尚处于空白。国内自主开发自动变速器的需求越来越强烈，而国内目前尚无能力提供成熟的设计开发用试验装备，这制约着自主品牌自动变速器的发展。

３）缺乏专业装备公司。国内目前尚无具备实力的专业装备公司为自动变速器企业提供试验检测装备，企业自行开发装备对企业产品开发形成

一定制约。

４结论

本文对国内外自动变速器试验检测装备的发

展状况进行分析介绍，通过分析对比可知，虽然国内装备水平较国外差距仍然很大，但可看到国

内专业机构及变速器企业也在积极开展科技攻关、

努力缩小差距，并取得一定成果。随着国内汽车市场的进一步扩大，国内自动变速器制造企业也将匝临更激烈的竞争，只有加大投入争取技术创新与装备创新，才能提高企业自身核心竞争力，提升我闺汽车行业的经体竞争力。

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关于制造业数字化车间的建设思路

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

张建超， 王峰年， 杨少霞， 袁硕， ZHANG Jian-chao， WANG Feng-nian， YANG Shao-xia， YUAN Shuo北京机械工业自动化研究所,北京,100120制造业自动化

Manufacturing Automation2012,34(16)

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