工廠數字化規劃精選(九篇)
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第1篇：工廠數字化規劃范文
數字化工廠是以制造產品和提供服務的企業為核心，由核心企業以及一切相關聯的成員構成，使所有運營信息數字化的動態“組織”。通過數字化工廠信息系統有效地組織控制人流、物流、資金流和信息流，實現組織內部所有成員之間的高度協作和資源共享，為客戶提供滿意的產品和服務。而數字化工廠工作流管理系統作為數字化工廠信息系統的基礎，是協調數字化工廠成員內部、成員相互間的各項活動的具體執行者。數字化工廠是指以產品全生命周期的相關數據為基礎，在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。是現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物，同時具有其鮮明的特征。它的出現給基礎制造業注入了新的活力，主要作為溝通產品設計和產品制造之間的橋梁。
一、數字化工廠概述
數字化工廠（DF）以產品全生命周期的相關數據為基礎，在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。在設計部分，CAD和PDM系統的應用已相當普及；在生產部分，ERP等相關的信息系統也獲得了相當的普及，但在解決“如何制造工藝設計”這一關鍵環節上，大部分國內企業還沒有實現有效的計算機輔助治理機制，“數字化工廠”技術與系統作為新型的制造系統，緊承著虛擬樣機（VP）和虛擬制造（VM）的數字化輔助工程，提供了一個制造工藝信息平臺，能夠對整個制造過程進行設計規劃，模擬仿真和治理，并將制造信息及時地與相關部分、供應商共享，從而實現虛擬制造和并行工程，保障生產的順利進行。“數字化工廠”規劃系統通過同一的數據平臺，通過具體的規劃設計和驗證預見所有的制造任務，在進步質量的同時減少設計時間，加速產品開發周期，消除浪費，減少為了完成某項任務所需的資源數目等，實現主機廠內部、生產線供給商、工裝夾具供給商等的并行工程。數字化工廠（DF）是企業數字化輔助工程新的發展階段，包括產品開發數字化、生產準備數字化、制造數字化、管理數字化、營銷數字化。除了要對產品開發過程進行建模與仿真外，還要根據產品的變化對生產系統的重組和運行進行仿真，使生產系統在投入運行前就了解系統的使用性能，分析其可靠性、經濟性、質量、工期等，為生產過程優化和網絡制造提供支持。
二、數字化工廠的關鍵技術
通常研究的制造系統是非線性離散化系統，需要建立產品模型、資源模型制造設備、材料、能源、工夾具、生產人員和制造環境等、工藝模型工藝規則、制造路線等以及生產管理模型系統的限制和約束關系。數字化工廠是建立在模型基礎上的優化仿真系統，所數字化建模技術是數字化工廠的基礎。隨著虛擬設計技術的發展，在計算機中進行產品零件的三維造型、裝配分析和數控加模擬技術以及以上程分析技術不斷發展和完善，這種技術進一步向制造過程領域發展。數字化建模的基礎上，對制造系統進行運動學、動力學、加工能力等各方面進行動態仿真優化。隨著三維造型技術發展，三維實體造型技術已得到普遍的應用。具有沉浸性的虛擬現實技術，使用戶能身臨其境地感受產品的設計過程和制造過程，使仿真的旁觀者成為虛擬環境的組成部分。數字化工，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。虛擬環境的下具集、各種數據轉換工具、設備控制程序的生成器、各種報表的輸出工具等。
三、數字化工廠的解決方案
（一）產品研發的數字化和虛擬化
數字化工廠通過使用CAX等軟件，建立產品的邏輯、幾何、功能、性能和關聯等模型，實現基于模型的產品定義與關聯設計，在虛擬的數字世界中完成多學科優化、協同設計、優化分析、制造試驗仿真及模擬產品的制造和運營過程（包括虛擬工廠、生產線布局、物流等）。同時，通過PLM與ERP/MES等集成，實現三維模型、數字化工藝指令等信息向生產現場的推送，并與質量、采購、物流等部門進行共享。各部門依據這些共享信息即可開展相應的零部件生產、原材料采購、產品驗收和產品確認等工作。
（二）生產過程的精益化和標準化
數字化工廠是按照精益思想建設的，通過對生產過程進行優化整合，并制定相應的標準化操作規程，確保車間生產節奏更加緊湊和有序。它使用ERP統一管理和下達生產指令，使用MES和數據采集與監控系統實現對生產計劃調度、物料追蹤、數據采集、生產設備狀態監控、工位操作、包裝發貨等生產運營全過程的管理，并將檢測結果與PLM中設計模型進行快速對比，形成從虛擬產品設計到實際生產制造的閉環產品質量控制，實現從原料進廠到產品出廠的生產過程自動化、裝備制造信息化和智能化、生產過程的高度透明化。
（三）車間生產的自動化和集成化
數字化工廠車間生產自動化是在統一通信、統一編程以及統一IT架構的基礎上，通過高運行可靠性和可用性的數據鏈路（物聯網及工業網等），把生產制造過程中眾多獨立的產品、工具與關聯的服務進行集成，支持自動化控制、制造執行和企業資源管理等系統的完美整合。并將網絡與通信、傳感器與感知、自動檢測、人機交互與專家系統等智能化技術加入車間制造單元與生產線中，實現系統自優化、自重構、自診斷，形成高度的柔性生產方式，達到信息技術和制造技術深度融合的目的，使得高度智能的快速生產成為可能。
四、結束語
綠色和人文是數字化工廠的重要特征，所以數字化工廠的建設不僅要求體現數字化、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備來減輕人員的體力消耗和精神壓力，以及用持續的職業發展規劃來延長員工的工作壽命和工作質量。
參考文獻：
第2篇：工廠數字化規劃范文
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實技術的普遍認識，就是能夠將人們帶入到一種近乎現實的虛擬環境當中。殊不知，虛擬現實技術也在另一個領域產生了巨大的影響，并引發了行業變革。
當前，隨著計算機、傳感、網絡通信等技術的快速發展，虛擬現實逐漸向工業領域滲透應用，為制造業的研發、生產、管理和服務等各環節帶來了深刻變革，進一步推動了智能工廠的發展。日前，西門子在英國一處工廠里安裝了Virtalis虛擬現實（VR）軟件和系統，用于實現裝配工藝的模擬和優化、提高概念設計的效率、精簡設計單位和更加有效地進行工廠規劃，通過VR技術對產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的問題。
虛擬制造技術是以虛擬現實和仿真技術為基礎，對產品的設計、生產過程統一建模，在計算機上實現產品設計、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，企業能夠在設計階段就對產品制造的全過程進行虛擬集成，預測、檢測、評價產品性能和制造可行性，達到產品的開發周期和成本最小化、產品設計質量的最優化以及生產效率的最大化。奔馳、寶馬、大眾等公司利用虛擬制造技術建立“數字汽車”模型，設計發動機、車體、電氣線路等，并進行碰撞分析和運動分析、模擬數控加工和質量檢驗等，可將新車型的研發生產周期從一年以上縮短至2個月左右，開發成本最多可降到原先的1/10。
基于虛擬現實打造的數字化模擬工廠能夠對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期，推動生產組織方式變革。虛擬現實是數字化模擬工廠的核心技術，數字化模擬工廠是以產品全生命周期的相關數據為基礎，利用虛擬仿真技術對制造環節從工廠規劃、建設到運行等不同環節進行模擬、分析、評估、驗證和優化，指導工廠的規劃和現場改善。數字化模擬工廠的典型應用包括：加工仿真，如加工路徑規劃和驗證、工藝規劃分析等；裝配仿真，如裝配設計、裝配過程運動學分析等；物流仿真，如物流效率分析、物流設施容量、生產區物流路徑規劃等；工廠布局仿真，如新建廠房規劃、生產線規劃等。
第3篇：工廠數字化規劃范文
關鍵詞：BENTLEY冶金EPC 應用
中圖分類號：TN711.5文獻標識碼：A 文章編號：
應用背景
AE﹡(﹡化名AE為冶金行業EPC)是一個專業覆蓋面非常廣泛的應用領域，除了工廠管道以外，更有大量的廠房、設備、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子項。這一特點，也對冶金行業應用軟件的選擇提出了更高的要求。 軟件除了能解決本專業的應用問題外，更需要與其他專業能夠實現數據的互用，具有良好的數據兼容能力，能夠實現協同設計。而廣泛的專業軟件覆蓋及數據在專業內部及專業之間的互通互用，使得Bentley在全球冶金行業成為用戶數量最多的軟件供應商。眾多的全球著名EPC公司及業主選擇Bentley的軟件解決方案作為他們的核心軟件環境。
ASE所面臨的挑戰和需求為：同一平臺協作工程 跨專業協作設計實時管控和設計應用軟件平臺統一（尤其是3D設計）最終實現工廠設計數字化。而對平臺及軟件的需求為：易用性實施快捷。重點是與現有正在開發的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計過程管理項目變更管理項目進度控制管理 ISO質量管理采購管理 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。
項目應用解決方案
1工程項目數字化全生命周期平臺集成方案
Bentley數字化工廠解決方案在ASE應用整體架構規劃圖
Bentley數字化工廠在ASE應用架構數據流向規劃圖
2AE三維工廠設計集成系統實施目標和規劃
作為大型工程技術公司，AE公司擁有鐵燒、焦化、煉鋼、軋鋼、工業爐、總圖 、機制、冶設、土建 、電力、儀表、信息中心、給排水、通風、燃氣、地質、測繪等齊全的多專業勘察設計主線以及優秀的設計人員和設計軟件工具。此項目的規劃及策劃實施，目的在 于利用三維操作的平臺，進一步提高公司自身的設計水平和競爭能力，實現多專業協同設計縮短設計和施工周期，提早投產，創造效益。
因此，我們將構建一個以Bentley三維工廠設計解決方案為基本環境，盡可能 兼容AE公司現有的軟件的集成軟件系統，實現三維數字工廠和協同設計技術在冶金設計行業的應用。
三維協同設計，是真正能夠體現計算機及網絡技術在工程勘察設計行業內數據 價值的系統。這一技術的采用，不僅能夠提高設計的整體效益，更能提高設計質量， 減少設計過程中所產生的錯、漏、碰、缺。
3AE三維工廠設計集成系統實施目標和規劃
基于上述目標及規劃，AE在本項目中如“Bentley數字化工廠解決方案在ASE應用整體架構規劃圖”中所示,其覆蓋的范圍為:
三維協同輔助設計
工程設計數據全生命周期管理系統中所有涉及到工程內容部分
企業資源管理系統中的圖檔及其產生過程，人員與圖檔的相對關系，以及企 業固定資產的管理
具體來說就是：
以MicroStation為平臺的多專業三維協同設計系統（覆蓋工程的各個專業）
以ProjectWise為平臺的工程內容管理環境，管理和控制著各種形式（包括 其他產品產生）的工程文檔、工程內容（對象級管理）
以BentleyFacility為平臺的固定資產管理系統
以BentleyProjectWiseLifeCycleServer 為平臺的工程數據全生命周期管理系統
Bentley還投入大量的人力物力和技術實現了和其它軟件廠商之間的數據互用， 能夠兼容公司正在運行的現有系統，或與這些系統通過數據交換接口進行對接，充 分保護原有系統投資的延續。例如：機械設計軟件Solidworks、項目管理的P3/P3ec 等。
4多專業協同設計
如何提高多專業的協同操作效率就成為AE關注的關鍵問題。協同操作的內容包括設計平臺的協同、設計標準規范的協同以及模型空間 定位的協同等幾大方面。AE公司完全應用了Bentley 基于MicroStation的三維工程解決方案。規劃使其完全實現專業間的協同操作。
AE采用的Bentley產品結構規劃圖如 下：
真正運用了Bentley工程系列軟件涵蓋專業廣泛，針對性強，統一的操作平臺使得各專業均 在相同的界面上工作的諸多優勢，使其達到實現減少了圖紙格式轉換帶來的麻煩，提高數據傳遞的速度和準 確性。
另外參考工具為多專業協同操作帶來了極大方便，一改以往項目設計專業有時間先 后不同的弊端，使各專業可以同時開展設計工作，并在設計過程當中及時了解其他 專業的設計情況，對設計過程中發生的錯誤及時修改，提高了設計的準確性，并消 除了施工階段的返工現象。
結束語
該規劃方案重點貫穿于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 不同區域的項目團隊，能夠在一個集中統一的環境下工作，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任，提升項目團隊的工作效率及生產力。同時借助于數字化工廠設計平臺，搭載這個管理平臺，不僅可以將項目中所創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進行知識管理的基礎。改變了傳統的分散的交流 模式，實現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，提高了各參與方協同工作的效率。
第4篇：工廠數字化規劃范文
【關鍵詞】職業教育 數控加工 實訓教學場所
一、傳統數控加工實訓教學場所設計的不足
（一）學生觀看不到演示操作的具體過程
數控加工類實訓具有較高的技能水平要求，對學生人身安全、設備安全等各方面要求比較多，故大多數教師采用教師理論講解—學生觀看操作—學生動手實踐—教師指導講解之類的項目化教學方法。由于學校教學無法達到工廠中師徒一對一的模式，教師演示的時候，學生圍在設備周邊，不利于安全的保障，且站在后面的大多數學生也無法觀看到演示操作的具體過程，教學效果不盡如人意。
（二）不利于收集教學資源
數控加工類的實訓課由于技能過程的重復性對時間、資金等方面要求較高，不可能對同一個訓練項目重復多次訓練。傳統的實訓教學又不能對以往的教學過程進行錄制與保存，所謂的糾錯只能在項目教學的實施過程中當場完成。多年教學之后，能讓后期學生借鑒的教學實際影像內容很不完善。
二、初級改革方案設計
2010年，我校建設新實訓基地，針對之前數控加工類實訓的傳統教學場所存在的不足，我校提出了建設多媒體輔助教學島的方案。
（一）基礎設施
方案中的基礎設施有3個攝像頭、2臺投影儀、1臺電視機。在實訓場所選擇一臺數控加工設備確定為教學機，在設備自身密閉加工區域的內側安裝2個攝像頭，再在數控操作面板前安裝1個攝像頭。這3個攝像頭分別監控加工區域內部和數控操作面板的加工及操作過程。教學島前方由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效果選擇展示的主次。3路視頻信息可以通過配備監控設備或計算機進行控制和保存。
（二）實訓班級分配
由于班容量相對數控加工實訓設備較多，可以考慮將班級分成數控車工與數控銑工或加工中心兩大組，分別進行數控加工的技能實訓，以保證每臺機床上不多于3名學生。這樣不僅能保證學生的實踐操作時間，還能更有效地安排每個學生的工作任務，同時還能保證學生更安全地進行實訓。
三、簡易升級方案
（一）攝像頭配備云臺
如果資金許可，可考慮為加工區域內的攝像頭配備云臺，這樣可隨時調整觀察的角度和方位，以便于觀察。
（二）教學島計算機與數控加工設備聯網
聯網后，教師可在教學過程中將設計的數控程序直接上傳到數控加工設備的數控系統中，從而驗證程序的正確與否。設計的過程可以由教師進行，也可以由學生代表根據教師備課的安排來進行。
四、綜合型改革方案設計
隨著職業教育的大力發展，很多公司都針對職業院校的數控加工實訓開發了大量的軟件，其中有一類基于網絡的“數字化實訓工廠”方案。該方案將實訓場所的所有數控設備通過有線或無線網絡技術連接在一起，并規劃有場地的監控、設備狀態的監控、數據傳輸、教學資料整理等多個模塊。
我校在規劃新實訓基地建設時，確定了數字化實訓工廠的建設，同時將數控加工實訓場地的教學島概念與其進行整合，提出了綜合性方案。
（一）整合監控資源
利用數字化實訓工廠的監控系統，再加裝所需數控加工設備內部的攝像頭。教學過程中的觀察點較多，甚至可以達到多臺數控設備作為教學機使用。監控系統本身就帶有錄像保存功能，每節課上完都可以將教學過程的資料備份。數字化實訓工廠方案中可視化項目的觸摸屏，大大提升了教學過程的便利性。
（二）整合網絡資源
利用數字化實訓工廠的網絡系統和體驗中心的計算機資料，所有的計算機與數控設備都可以進行通訊、傳輸。學生編程的上機操作可以在體驗中心內的計算機上完成，并傳輸到指定的數控加工設備中，大大提高了教學的效率。
單機實訓過程中，計算機可另配并單獨與數控加工設備連接，也可以選擇像技能大賽那樣的單機運行模式，學生在設備邊完成實訓課項目的完整操作內容。
（三）整合配件管理
數控加工實訓中學生不僅要學會操作機床進行加工，還要學會例如刀具選用、量具選用、夾具選用與制作等一系列配件的選擇與管理。利用數字化實訓工廠的庫房管理模塊，可以在實訓安排的前期環節上，針對這些方面的內容讓學生親身體驗，以豐富他們的經驗。
（四）整合多元化評價體系
利用網絡資源和教學資源管理、學生成長過程管理，每個實訓項目完成后師生之間、生生之間，包括學生自己都可以對項目的最終結果進行評判，在不斷地積累經驗中提高自身的技能水平。個別實訓項目中空閑的學生還可以對以前班級實訓同學的作品進行研究，以增加自己的工作經驗。
五、使用過程中的注意點
數控加工實訓教學場所重新設計改造后，實訓教學的過程也在逐步發生變化。教師在教學過程中不斷總結提高，實訓的教學效果進一步得到保證。實際教學過程中使用整個系統時有三個方面需要注意：
第一，安裝在加工區域內部的攝像頭要注意保護和保持清潔。由于加工環境下使用切削液等因素，加工區域內應選用防水防爆型的攝像頭，不用的時候盡量將其轉向加工位置的后方。日常機床保養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，教學過程設計時，每個學生要有具體的任務，多人一組時分工要明確。
第三，加強實訓基地的6S管理，保證學生的人身安全和設備安全。設施設備要安排專人專管。
六、反思
教學資源處于數字化實訓工廠的平臺當中，將其并入學校校園網也是一個可實施的工程。這樣相關專業的學生在學校的任何一個校園網終端都可以對實訓項目進行預習、復習等學習任務。
由于班級分散進行實訓，為不加重學生學業負擔和家長的支出，學生應該在完成實訓項目并取得職業技能鑒定后交換一次實訓的設備，了解另一類設備的操作基礎。
數控加工實訓教學場所的硬件建設是一個相對容易實施的項目，如何用好這些資源，開發出更能挖掘硬件和軟件利用率的設計方案，是現代職業教育要研究的內容。各校對數控加工實訓的教學投入較大，作為職業教育的實施部門，各校的相關系部都應該群策群力，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.數控車工實訓教學改革的探索與實踐[J].常熟理工學院學報（教育科學），2011（12）
第5篇：工廠數字化規劃范文
關鍵詞：數字化工廠；企業信息；系統集成
隨著制造業信息化進程的加快，制造業的智力投入和服務意識將日益增強.面臨激烈的市場競爭，除了千方百計降低成本、提高效率和質量外，提高企業的資源利用率和對市場的快速響應能力也是制造業追求的重要目標.因此，在未來十年內，數字化技術將成為制造業持續發展的基本策略.尤其在虛擬現實技術、可重構生產技術、多學科綜合優化技術及全生命周期管理方面將獲得實質性的進展。
一、數字化工廠內涵
數字化工廠（DF）集成了產品、過程和工廠模型數據庫，通過先進的可視化、仿真和文檔管理，以提高產品的質量和生產過程所涉及的質量和動態性能：提高盈利能力、提高規劃質量、縮短產品投產時間、交流透明化、規劃過程標準化、勝任的知識管理。數字化技術是指利用計算機軟硬件及網絡、通信技術，對描述的對象進行數字定義、建模、存貯、處理、傳遞、分析、綜合優化，從而達到精確描述和科學決策的過程和方法。數字化技術具有描述精度高、可編程、傳遞迅速、便于存貯、轉換和集成等特點，因此數字化技術為各個領域的科技進步和創新提供了嶄新的工具。目前制造業的幾個重要發展方向，如精密化、自動化、集成化、虛擬化、網絡化、全球化，無一不與數字化技術的發展密切相關。
二、企業信息系統描述
就企業信息化而言，先后出現了MRP、MRPII、ERP、PDM等系統，它們的功能既有不同之處，又有許多相似的地方。而當前企業廣泛采用了PDM和ERP系統相集成的方式。PMD是一門管理所有與產品相關的信息（包括電子文檔、數字化文件、數據庫記錄等）和所有與產品相關的過程的技術，它提品全生命周期的信息管理，并可在企業范圍內為產品設計與制造建立一個并行化（Concurrent）的協作環境。PDM以產品數據為核心，實現靜態的產品數據和動態的工作流程的安全、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品設計展開的。ERP能夠對企業活動中與制造有關的所有資源和過程進行統一管理，其應用目標是對生產成本、產品質量、生產計劃、財務分析進行控制及對客戶服務進行管理。ERP是為組織、協調、計劃與控制企業的生產經營活動所采用的生產管理技術，它主要強調對企業的人、財、物、產、供、銷和質量等資源的管理，關心這些資源的調度、使用和增值，主要服務于工程設計人員和工程管理人員。ERP主要應用于生產制造與經營管理。然而，對于制造企業而言，這樣的信息平臺是不完善的。首先，企業需要PDM的產品數據進行快速的產品設計、制造、裝配、質量控制和檢測。其次，企業缺乏一個介于CAPP工藝規劃和產品數據管理之間，具有規劃生產制造的功能，并能夠起到平衡生產的作用的系統。
三、企業信息系統集成
（一）內部信息集成
系統底層的體系結構、軟件、硬件以及異構網絡的特殊需求首先必須得到集成。這個集成包括信息技術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、通信網絡等信息技術設備，還包括置入信息技術或者說經過信息技術改造的機床、車床、自動化工具、流水線設備等新型設施和設備。為了完成應用集成和業務流程集成，需要解決數據和數據庫的集成問題。數據集成的目的是實現不同系統的數據交流與共享，是進行其他更進一步集成的基礎。數據集成的特點是簡單、低成本，易于實施，但需要對系統內部業務的深入了解。數據集成是對數據進行標識并編成目錄，確定元數據模型。只有在建立統一的模型后，數據才能在數據庫系統中分布和共享。數據集成采用的主要數據處理技術有數據復制、數據聚合和接口集成等。應用系統集成是實現不同系統之間的互操作，使得不同應用系統之間能夠實現數據和方法的共享。它為進一步的過程集成打下了基礎。對業務過程進行集成的時候，企業必須在各種業務系統中定義、授權和管理各種業務信息的交換，以便改進操作、減少成本、提高響應速度。業務流程的集成使得在不同應用系統中的流程能夠無縫連接，實現流程的協調運作和流程信息的充分共享。
（二）外部信息集成
通過門戶網站和互聯網實現公眾、社會團體、社會和客戶的互動，實現企業內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的對接，建立動態的企業聯盟，發展基于競爭合作機制的虛擬企業，重塑企業的戰略模式和競爭優勢。Internet的發展增加了企業之間的合作與交流，虛擬企業、擴展的供應鏈管理和協同商務等都是企業之間集成的典型。通過合作，幾個企業和公司組成一個相對穩定的合作網絡，這種合作網絡可以提供單個公司所不能提供的產品和服務，獲得單個公司無法完成的定單。為了增加合作的效率，必須實現網絡中有合作關系的公司之間活動和過程的集成。另外，企業間的集成并不是使企業內所有的系統都實現集成，而只是集成一些與企業之間的業務過程有關的系統，因此，企業間的集成是一種有選擇的集成。企業間集成的一個關鍵問題是使企業間不同系統實現數據格式的匹配。目前，XML技術作為企業間集成時數據交換的標準已得到廣泛的應用。
四、結束語
在制造企業的信息化建設和改造過程中，許多制造企業實施 CIMS、MRPII、ERP 等系統. 而國際國內的 ERP系統供應商在提供ERP 產品時，都要根據用戶的具體要求，在系統的實施過程中，根據實際情況對功能模塊做二次開發。以生產車間為中心的工具管理系統，既可以單獨實現制造企業的工具管理功能，也可以與 MRPII、ERP 集成，作為 MRPII、ERP 系統的一個功能模塊和有機組成部分。對制造企業的工具管理系統進行研究和設計，對于制造企業的制造系統的高效運作有著重要的意義。
參考文獻：
第6篇：工廠數字化規劃范文
筆者所在杭州市公共實訓基地整體規劃和實施了數字化實訓工廠，在其應用中探索出一些應用模式。
CAXA數字化實訓工廠是在實訓基地建立真實企業的生產環境，學員按照真實企業的生產過程組織實訓項目，學員按照企業的生產崗位分工協作，學員生產的成果按照企業的模式來檢驗，使學員通過項目式的實訓項目掌握進入企業就業所需的先進制造技術、制造業自動化技術和制造業信息化技術。同時實現實訓教學過程的可視化、信息化，成本的可控性和圖表化。
整個CAXA數字化實訓工廠包括了理實一體化討論區、可視化管理、PLM體驗中心、車間管理、庫房管理和實訓資源管理、績效管理、設備管理部分，這模塊是一個完整的有機整體和實訓基地學員實訓的每個過程緊密連接，利用基于網絡的CAD/CAPP/CAM/PDM集成技術即PLM技術，實現產品全生命周期的數字化設計與制造。
具體的應用如下：
一、學員進入基地：進入PLM體驗中心和實訓車間參觀，調用實訓資源管理平臺中的資源如開學第一課視頻、多軸數控加工視頻等樹立企業和崗位的概念，并了解課程與崗位的對接。
二、實操實訓：
在PLM環境下進行產品設計和制造，實現產品無紙設計和全數字化制造。在無紙化的設計、生產過程中，產品按照流程實現設計、工藝及制造，所有數據之間相互關聯。同時在對外培訓過程中，實現了理實一體化，融洽的匹配了學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評判：通過一體化討論區老師調用教案、課件及視頻講解等資料現場講解，實訓零件的加工示范學員可在一體化討論區清晰直觀的看到，實訓理實一體化的教學，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用，完成后刷卡歸還。根據實訓規劃，庫房準備工具及物料，庫房管理員負責制單及發放物資，由帶班老師刷卡領取，實訓管理員負責審核單據；
3、庫房物料編碼管理：對入庫的物料進行統一編碼，自動為單據設置想要格式的單據編號，編碼自動生成，不需要人工手動再設置；對到庫房辦理相關業務人員統一使用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業務人員的ID卡，庫房管理系統可以對該人員進行統計和跟蹤查詢。
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頁面內，并通過系統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，提升數據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，實訓前由老師審核并通過車間管理的機床聯網DNC下發到學員實訓的機床，保障實訓安全。
6、對于多人共用一臺機床進行實訓，一人加工操作，其它的學員可以通過可視化管理了解零件時間加工的過程，在實訓過程中碰到的問題可以通過一體化查詢終端自主學習，帶實訓的老師可通過可視化設備時時了解學員實訓的現場及碰到的問題，及時答疑。
> 實訓內容的可視化，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內容和工藝要求，同時跟資源庫相連，初學數控的學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。
> 實訓場地視頻監控 ，在實訓車間設置全方位視頻監控，對實訓車間的整體情況的視頻可以連接到領導辦公室、教師辦公室和實訓老師電腦顯示屏上。
> 通過引入現代化企業7S現場管理理念，提升學員的企業“見識”，為培養學員良好的職業素養奠定了基礎。
7、老師授課的教案、課件、課程相關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、分級授權訪問。實現教學資源的共享。管理教案、課件、企業實例、題庫，實訓項目等資源。實現數字化教學資源規范化管理。同時可以將現場加工視頻連接到實訓中心機房，通過投影的方式，讓學員在接受軟件教學的同時，可以同步切換到現場生產加工環節，從而理解軟件教學中關于工藝設置等方面的理論內容，理論教學與實踐教學融入一體，豐富課堂教學手段。
三、綜合實訓：基于工作流程的項目式教學
學員階段性的綜合實訓：實例項目通過PLM體驗中心模擬企業產品的計劃、設計、工藝、編程、仿真、零件加工最后裝配，學員完成企業生產流程過程的體驗，并對所學課程與企業崗位有一個清晰的了解和認知。
借鑒西方發達國家職業學校的培養模式，采用項目式分組規劃，按一個班42人的規模來規劃分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成績，老師作為指導和最終的評分。總共有7個項目，每組完成一個項目。完成后輪換項目，這些項目以數車和數銑的加工零件。
通過CAXA數字化實訓工廠的整體項目式教學，對整個教學有了極大的改善，具體表現在：
1.融入企業工作流程
實訓項目按照企業項目管理模式組織，學員按照真實的角色進行協同工作，盡早適應企業角色、崗位。實訓流程定義：實現企業面向產品的訂單、產品設計、工藝設計、數控編程及仿真、生產派工、檢驗、進度跟蹤、工時核算等整個產品制造過程的模擬與組織。
2.符合技術形成規律
按照單項技能、綜合技能與生產型技能的遞進關系，培養全方位技術型人才，符合本專業人才的技術形成規律。
3.創新實訓模式，有利于高素質技能型人才的培養。
對浙江省制造業產生三個方面的引領作用：一是通過基地的先進平臺進一步加深校企合作，從設備場地的共同使用，到教師及優秀學院直接參與企業的產品創新、生產制造過程，可以較好地解決企業面臨的加工和工藝難題；二是引導企業對自身的企業開展虛擬制造和并行工程項目改造，保障高效、高質生產；三是極大地改變企業產品開發、生產管理等模式，提升企業在現代市場中的競爭力。
總結：杭州市公共實訓基地功能定位：面向主導產業及企業、面向院校、面向社會提供服務平臺、以全市技能勞動者特別是高技能人才重點，滿足職業技能培訓、技能鑒定和技能競賽的需要，成為職業教育師資培訓和職業院校、培訓機構及企業事業單位技能人才培訓基地；成為新技術、新工藝、新職業推廣和中高級職業技能鑒定基地；成為國內一流的綜合性、公益性和示范性的公共實訓基地。通過引入CAXA數字化實訓工廠，極大深化并拓展了先進機械制造實訓中心的服務能力。
作者簡介：
劉建軍，男，講師，單位：杭州市職業技能培訓指導中心（杭州市公共實訓指導中心）研究方向：實訓實驗室建設和管理、電工電子自動化。
第7篇：工廠數字化規劃范文
總投資15億歐元、廠區占地面積2.07平方公里、年產汽車20萬臺，這些數字概括了寶馬沈陽鐵西工廠的“體量”。有媒體將其與寶馬設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和技術標準不無關系。在這里出產的汽車，其每個螺絲的擰緊程度都會被電腦錄入系統并一直保存到車輛報廢為止，以確保每一項數據都是可追溯的。更加關鍵的是，無論是高速沖壓機、焊接機器人，還是可編程控制器、網絡傳輸，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標準保持完全同步。
可以說，鐵西工廠是集現代工業技術于大成的代表作。而提到現代工業技術，我們就需要引出一個當前炙手可熱的名詞：工業以太網。
機器人背后的網絡變革
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，而很少有人關心其背后的內容。比如，上文提到的螺絲擰緊數據是如何被傳送到存儲設備中的？機器人和運輸車又是通過誰接收命令的？
同以太網一樣，工業生產同樣需要網絡來傳輸數據。機器的工作數據傳送，控制系統的命令下發、測量儀器的通信等操作均依賴這個網絡完成。工業系統長期的獨立和專用特性，使得工業生產網絡走出了一條與我們常見的以太網完全迥異的數字化體系，也使得其有了專有的名詞：現場總線（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電平信號進行的。
盡管現場總線將機器之間的通信提升到了數字時代，不過隨著應用的深入，人們發現其存在著一些不足。首先，現場總線領域協議種類眾多，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，這些協議大多封閉，無法滿足當前工業生產定制化需求；此外，工業總線數據包的傳輸延遲和速率問題沒有較好的解決方法。
時空交錯，在現場總線遭遇應用難題的同時，以太網技術卻得到了極大發展。由于開放特性，使得其在應用中群策群力，解決了不少發展過程中的技術難題。這使得人們開始考慮將以太網中的TCP/IP協議引入工業網絡。這就形成了工業以太網的概念。
工業領域分析調研機構ARC集團認為，從智能電網的實施，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以太網。在過程自動化領域中，工業以太網已成為控制層骨干網的首選，并逐漸向設備層遷移。工業以太網越來越多地作為常規工業網絡，在很多工業領域替代了特定應用的現場總線。
“兩化融合”從網絡開始
廣義上來說，工業以太網依然是現場總線的一種分支，其符合現場總線在制造與控制設備之間進行通信的定義。不過從技術實現上，二者又完全不同。工業以太網的出現，打破了工業生產系統與信息管理系統的屏障，擴充了網絡規模，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級別的所有數據。目前我們所能見到的工業以太網標準，包括了Modbus TCP/IP、ProfiNet、Ethernet/IP等。
在這些不同的工業以太網標準之中，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以太網協議ProfiNet。這一協議不僅具備工業以太網的特性，同時可以整合原有得到廣泛應用的ProfiBus現場總線網絡和管理架構，形成完整的現場總線控制系統，保護了用戶的原有投資。除汽車行業以外，煙草行業目前也已經成為ProfiNet的一個重要推廣領域。
目前，寶馬在全球的工廠建設中都采用了來自西門子的ProfiNet工業以太網網絡，本文開頭所提到的沈陽鐵西工廠也不例外。
工業以太網的出現，使得工廠實現了從管理到現場“一線通”的愿望。用戶只需要掌握一種技術，即可滿足全自動化工廠、全數字化工廠的建設需求。同時，其也將自動化語言帶入到了工業生產領域。目前，赫思曼等廠商已經開始將以太網中的SNMP協議帶入到工業領域，利用可編程控制器配置交換機成為指日可待的事情。此外，工業以太網也讓無線網絡進入工廠成為可能。
從工廠走出去
信息化與工業領域的交融無時無刻不在進行之中。從車身設計到工廠規劃，再到發動機設計以及生產，數字化工廠正在優化從設計到制造的每個環節。增加柔性、減少系統復雜性和節能需求、更少的調試時間、更短的生產爬坡時間、創新的自動化標準應用、更快的新產品上市需求，數字化工廠所能夠帶來的這些益處，無不令汽車企業心動。
以工業以太網為代表的“兩化融合”技術，正在逐漸走出工廠，邁向更為廣闊的應用空間。經受過工業生產高溫、高腐蝕性、強震的“洗禮”，工業以太網交換機的可靠性已經得到了業界的認可。如今其已經開始被應用于車聯網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、高清電子警察系統、高清卡口系統等智能交通系統等部分。
第8篇：工廠數字化規劃范文
目前，華北油田單井及站場數字化覆蓋率已達60%以上，并先后建設完成阿爾、寶力格、蒙古林3個高寒地區數字油田示范區和山西煤層氣“物聯網示范區”。
華北油田數據中心主任李鳳民向記者解釋道：“數據中心是智慧油田建設的‘參謀部’，同樣也是智慧油田建設的信息技術支撐單位，負責所有與信息化有關的業務，包括網絡、數據、軟件等資源，云計算資源池、數據資源池、軟件資源池和高速智能承載網就是智慧油田建設的四大基礎工程。”
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建設，對勘探開發研究院、物探研究院地震資料解釋硬件系統進行改善和更新。自行研發應用了多核64位LINUX工作站集群技術，實現了核心帶寬萬兆數據傳輸，并將地質解釋、儲層預測、地震反演等多種軟件集成在一個應用平臺，提高了地質研究水平和工作效率，滿足了大連片工區綜合地質研究的需要。
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、井筒工程和油氣井生產等各業務的研究資源，有機統一在一個價值鏈中，實現數據知識共享化、生產業務流程化、科研工作協同化，實現資源統一管控和合理調配。
李鳳民說：“如果把智慧油田比作一個人，那么數字化生產是骨架，高速承載網是神經，各類數據資源是血肉，云計算中心就是大腦。這些思維系統、傳輸系統、感知系統的連鎖反應形成行動系統，為油田決策、資源優選、制訂方案提供可靠依據。”
此外，在智慧油田建設中，SCADA系統的應用也至關重要。SCADA系統主要應用在石油管道運輸的控制和監測上。SCADA系統的構成有檢測裝置、數據采集與就地控制裝置（RTU）、中央主控站、通信系統及軟件。其控制過程是由設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一管理和監視控制。而各個站點的監視控制一般由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絡式分布控制系統。
管道自動監控系統所能達到的水平，基本為站內無人值守，全線經SCADA系統進行遠距離集中監視與控制。管道全線通常按三級設計：第一級：控制中心集中監視與控制；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（站內無人值守），這是SCADA系統設計的目的控制級。但是，當通信（如微波通信、光纖通信等）出現故障或者控制中心主計算機發生故障時，可使用第二級控制，這是一種后備手段，當發生緊急事故或設備檢修時，可使用第三級控制。
在管道運輸中，管道的自動監控系統尤為重要，它直接關系到管道的正常運行，為解決這些特殊工藝要求，并適應現代管理方式，管道自動監控系統通常采用先進的SCADA系統對全線進行監視、控制和管理，以達到安全輸送、科學管理、降低消耗、提高經濟效益之目的。
記者手記
在經濟新常態形勢之下，傳統制造業大而全的生產模式輝煌不再。經濟下行和企業轉型已成為企業發展的雙重壓力，通過《中國制造2025》發展戰略的引領以及智能制造規劃的具體實施，精細化、個性化以及智能化的生產模式逐步成為企業轉型升級的關鍵之鑰。
如今，包括工程機械、石油化工、航空航天、汽車制造等領域在內的傳統制造企業，以數字化、網絡化以及智能化技術為基礎的智能工廠建設已成燎原之勢。
在智能工廠中，融合了CPS、MES、ERP、CRM、PLM等系統軟件。各個系統軟件之間的高效協同和互聯互通是智能工廠運行的基礎。其中，CPS對于智能工廠建設的作用尤為重要。
從概念上來講，通過物理設備聯網，CPS最終要實現的是虛擬網絡世界與現實物理世界融合，并將網絡空間的高級計算能力有效地運用于現實世界中，從而形成可自律操作的智能生產系統。
第9篇：工廠數字化規劃范文
[關鍵詞]中藥制藥工程；中藥工業4.0；數字制藥；智慧制藥；先進制藥技術
中國制造2025戰略規劃以來，中藥制造業對采用先進制藥技術有了強烈愿望，中藥工程科技創新驅動力正在形成。為實現“制藥強國”建設目標，我們應該以更高的站位和更寬的視野謀劃中藥制藥工程科技創新發展戰略，牽引中藥產業技術創新升級，建立全面提高國家藥品標準的支撐技術體系，占據國際天然藥物制造業的科技制高點，進而使我國倡導并制定的中藥工業技術標準成為全球規則。
具有現代工業形態的我國第一代中藥制藥技術創始于
20世紀70年代，以水煮醇沉等工藝的“機械化和半機械化”為技術特征，可稱為“中藥工業1.0”，20世紀90年代出現了第二代中藥制藥技術，以中藥制藥設備的“管道化自動化和半自動化”為技術特征，可謂“中藥工業2.0”；21世紀初筆者率先提議運用高新技術改造中藥傳統制造方式，重視發展中藥制藥工程技術，應盡快實現中藥工業數字化網絡化自動化及智能化等技術突破，提高產品質量及資源利用度并降低物耗（即提質增效），引導中藥制造業步上先進產業臺階這可視作提出“中藥工業3.0”構想：面對“云計算”和大數據時代的到來，筆者提出創新發展以制藥工藝“精密化、數字化及智能化”為主要技術特征的第三代中藥制藥技術，實現中藥制藥技術的升級換代，迎接第三次工業革命。2013年7月在天津舉辦的國家人社部高級研修項目“現代中藥制藥質量控制技術高級研修班”上，筆者分別介紹了新一代中藥制藥技術及中藥數字制藥；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“從數字制藥到智慧制藥；大數據時代的制藥工程科技”中提議：大力發展數字制藥技術，打造數字化中藥先進制造平臺，并推動中藥工業從數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“對制藥工程科技創新與中國醫藥工業4.0的思考”。本文根據國際先進制藥技術最新進展，對筆者以往論述進行整理和歸納，結合我國制藥強國建設中現實情況，進一步思考中藥制藥技術創新升級策略，提出發展“中藥工業4.0”的戰略性構想和技術路線圖。
1中藥制藥工程科技前瞻分析
中醫藥是實現“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勢的藥品，中藥工業是在我國生物醫藥領域中具有重要戰略地位的核心產業，確保中藥產品安全、有效和質量可控是醫藥工業界肩負的重大使命。為切實提高中藥產品質量，必須將制藥工藝與制藥工程技術創新研究延展前移到中藥新藥研發階段；而對于已上市中成藥品種，應當實施制藥技術升級改造，這也是制定中藥配方顆粒制備工藝標準及生產技術規程中必須重視的問題。如何使用化學組成差異度較大的藥材原料制造質量一致性較好的中藥產品是世界性難題，唯有通過中藥制藥工程科技創新才有可能破解。
1.1中藥工業的歷史遺題 受制于藥品原研時代在醫藥知識、工藝技術、制藥設備以及藥品監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較落后，存在粗放、缺控、零亂、低效、高耗等問題，導致相關藥品標準難以提升，這是做大做強中藥產品必須直面的關鍵性挑戰。
1.2中藥工業的新動能 數字化是當今世界的技術潮流，前所未有的巨量數據噴涌給人們帶來大數據時代的空前機會。筆者認為，應盡快推動大數據技術在制藥業的應用，當前須對藥品生產全過程注入“數字技術NDA”，即實施制藥車間數字化改造，收集、管理、分析及利用制藥過程數據；倘若大量使用工業傳感器和智能檢測儀表甚至分析儀器等過程檢測設備，將使制藥過程數據呈指數級增長，積累形成制藥工業大數據，這是極為重要的信息資產，具有不可估量的知識資源價值，從而引發顛覆性的制藥技術理念和模式創新；應采用數字技術將制藥工藝系統與生產管理系統相融合，由此提升制藥過程管控技術水平，依據真實數據而不是經驗及直覺做出控制和管理決策，這將為制藥過程質量控制、制藥工藝品質優化、降低生產成本及節能減排、藥品質量風險管控、生產車間管理及企業經營決策等提供強有力的技術支撐，為中藥工業跨越發展提供新動能。
1.3中藥工業的重大挑戰 中藥制藥車間的現實技術表現遠達不到人們理想的要求，更不是理論上完善的技術設計，設計和建造優質中藥產品生產線已成為中藥制藥工程界的緊要任務。中藥制藥過程的分段式工藝布局形成了“各自為政”的割裂式控制現狀，積累的大量數據分散在各自的“信息孤島”，無法有效用于制藥過程控制與管理決策，導致實現中藥生產全程質量控制目標的技術難度極大；另一方面，藥品要求的均質性與藥材以及制藥工藝過程的異質性形成了中藥制造的復雜性，如果不對制藥過程進行全面而深刻的持續性跟蹤考察與系統研究，就難以透徹地認知控制藥品質量的各項要素；再者，不同種類的中藥工業數據都是以彼此獨立的方式收集，對眾多來源的龐大數據集群進行整合及自動化分析存在難以想象的困難，考驗著業界的智慧和能力，上述這些都是設計和建造數字化制藥工廠所面對的艱巨挑戰。
目前，中藥制藥工程界技術概念陳舊落后，沒有圍繞制藥過程質量控制這一提高藥品質量的關鍵核心技術開展系統深入的研究。在中藥生產車間技術改造中，有人將制藥工藝設備自動化說成是數字制藥，甚至出現將近紅外光譜檢測等同于在線質量檢測并等同于過程質量控制的怪象，嚴重誤導中藥企業，造成花大錢沒有解決質量控制實際問題的不良后果。因此，如何引領我國中藥工業邁向數字制藥時代面臨極嚴峻的技術挑戰
1.4中藥制藥工程科技戰略思考 面對新一輪工業革命的機遇與挑戰，應當認清中藥產業乃至全球醫藥產業大格局，著眼于未來國際制藥業競爭，思考中藥工業戰略性定位，注重中藥制藥技術的后發優勢，進行前瞻性技術布局，制定中藥制藥工程科技創新的大戰略（grand strategy），即開展中藥工業大設計（grand design）。布局未來需要我們顯示戰略勇氣和智慧，也需具備全球眼光及產業戰略思維。通過啟動中藥制藥工程科技創新的引擎就能激發中藥產業發展的新活力，建立撬動顯著提升中藥產品質量和生產效能的“新支點”。
當制藥工業跨入大數據世界，依賴經驗對制藥過程進行操控和管理的傳統方式將淪為落伍。誰擁有藥物“智”造的核心技術，便擁有了改變醫藥產業格局的話語權，仍采用陳舊制藥技術的企業將可能淘汰出局
時不待我，中藥制造業應集結千帆競發的聚合之勢，加快推進中藥工業數字化和信息化，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科技變革大趨勢，借助數字化網絡化智能化制藥技術提高藥品標準，實施中藥工業技術標準國際化戰略，造就一批中藥企業成為附加值更高的價值鏈環節
中藥制造業應當采用制藥工業物聯網及醫藥大數據等領先一步的前沿技術，建設智能制藥的“未來工廠”，將中藥產業從粗放型向智慧性升級
1.5中藥制造業的“未來工廠”德國工業4.0所引發的工業革命悄然而至，其技術特征是將信息物理融合系統（GPS）廣泛應用于制造業，構建智能工廠并實現智能制造，這標志著世界即將進入以智能制造為核心的智能經濟時代制造中藥的“未來工廠”應瞄準國際前沿技術水平，以制藥工業物聯網為核心，將所有結構性與非結構性數據整合進“大數據倉庫，”構建功能強大的中藥工業信息智能管理系統通過大數據分析從巨量數據中提煉出有價值信息，同時通過可視化技術將數據轉變成明晰易懂的制藥過程信息，并進一步轉化為知識，應用于改善過程管控模式、提高藥品質量、避免生產事故、減少質量風險、降低能耗和物耗、預測制藥過程結果、增加生產效力等。
中藥制造由多個單元工藝組合而成，導致其制藥過程數據集合以分段式的復雜多維空間為基本特征。因此“未來工廠”應在信息技術的主導下多段融合，建立多維多段一體的全過程管控模式，重構制藥過程控制與管理體系。運用數據挖掘工具發現制藥過程動態規律、各類關聯和最佳控制模式，構建預測模型以優化控制和管理決策，彌補操作和管理經驗的不足，提高生產精益化程度，進而持續提升中藥產品質量和生產效能，實現智能制藥和綠色制造目標。
2中藥制藥工程領域若干概念、術語及定義
中藥制藥界許多概念、術語或技術名詞在中藥制藥工程理論上尚無明確的定義，某些術語含義不確切，在有歧義時仍含混使用，導致不同的人使用同一個名詞時，其詞意差別很大，易引發技術困惑或誤導，甚至影響某些先進技術方法的聲譽，阻礙了先進制藥技術在中藥產業的應用與發展。因此，極有必要厘清這些概念、術語或技術名詞的真實含義，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備控制，②制藥工藝品質控制，③制藥過程質量控制，④中藥產品質量檢驗，⑤質量風險控制。制藥過程管理主要包括：①GMP管理，②以設備為中心的全員生產管理，③IS010012測量管理，④AQ/T9006企業安全生產管理，⑤IS014000環境保護管理等。
2.2在線檢測 這是一個常被混淆的技術名詞。在線檢測系指在生產線上檢測制藥過程參數，而過程參數通常包括工藝參數、狀態參數、質控參數、物料屬性參數及環境參數等不同類別參數（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量或檢測藥用物料質量，更不意味著在線質量控制。
2.3質量在線檢測 通常是指在生產線上檢測藥用物料質量。在不至于混淆的情況下，有時也將檢測與藥品質量相關的過程參數稱之為質量在線檢測。有必要指出，物料質量屬性并不等同于質控參數，質控參數不一定是藥用物料成分當檢測的物料屬性參數與藥品質量無關時，則無法表征藥用物料質量；即檢測物料屬性參數并不一定能檢測出藥用物料質量。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節的藥用物料質量前，必須全面深入研究哪些成分與藥品質量相關，以及這些成分含量的范圍。
2.4過程質量監測 一般是指不僅檢測藥用物料質量參數，而且在給定的范圍內進行觀察和判斷質量狀況，通常設置越限報警功能。因此，檢測與監測的工業意義不同，監測質量比檢測質量更為重要，難度也更大。
2.5過程質量監控 一般是指不僅檢測藥用物料質量參數，而且將這些質量參數調控在給定的范圍內。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，也難以應用于監測過程質量；過程質量監控需要多種技術方法的融合才能實現，僅靠單一的近紅外光譜檢測技術無法控制中藥產品質量，不少企業盲目投資建設近紅外在線檢測系統失敗的主因就在于此。
2.6過程質量控制 一般是指在中藥生產全程中通過調節各種關鍵的過程參數來控制藥品質量，使制藥工藝流程制造出來的中藥產品符合特定的質量要求。
由上述定義可知，在線檢測方法包括工業傳感器、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量檢測，也不能將在線質量檢測等同于過程質量監測，更不能視作為過程質量控制；過程質量監測不等同于過程質量監控，也不能視作為過程質量控制。
3中藥數字制藥技術概述
中藥數字制藥是采用統一的數字化技術，不僅對制藥工藝參數、質控參數、狀態參數、物料屬性參數、環境參數等過程參數進行數字化檢測、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字化檢測，監測各類過程參數與藥用物質在制藥過程中的變化軌跡，綜合判斷過程狀態并控制工藝進程，從而控制中藥產品質量；同時，對CMP，計量器材，安全生產，生產車間，環保，倉儲及物流等實施數字化管理按照制造業國際上目前通行的觀點，可稱之為“中藥工業3.0”。
中藥數字制藥的主要技術特征是：原料藥材數字化、藥用物質數字化、制藥過程各類參數的數字化（包括工藝參數、狀態參數及質控參數等）、單元工藝模型化及定量化、生產車間各類管理體系數字化、全過程測管控信息一體化、各類信息集成管理和綜合應用。
中藥數字制藥技術包括：①提取、濃縮、干燥、純化、制劑等工藝的制藥設備自動控制技術；②制藥工藝模型化及定量化/制藥工藝品質優化技術；③復制藥過程各類參數在線檢測技術；④制藥過程質量數字化控制技術；⑤制藥過程分析建模/PAT技術；⑥制藥過程測管控信息一體化技術；⑦質量風險數字化管理及控制技術；⑧藥效物質數字化辨析技術；⑨數字GMP系統；⑩精益生產MIS系統；⑾藥品質量檢驗LTMS系統；⑿數字化倉儲系統等。經過十余年的努力，本團隊已建立中成藥二次開發核心技術體系（包括中藥數字制藥技術），促進了中藥產業的數據制藥時代到來。
筆者認為：在中藥數字制藥技術體系建設中，單元工藝建模是前提，數字化設備是基礎，全過程測管控信息融合是關鍵，管控質量風險是底線，藥用物質全程監測是核心，數據集成管理及應用是根本，數字CMP管理是保障。中藥制藥工程界應當在中藥制藥工藝模型化和定量化方面聚焦發力，根據單元工藝流程將制藥過程質量控制序貫化、精準化和規范化并具備預測性，將精益生產理念滲透到中藥制造過程的每一個工藝環節，打造“數字化透明”的中藥制造平臺，實現制藥過程數字追溯，為持續性提升中藥產品質量奠定技術基礎。
4中藥智能制造技術概述
21世紀的工業信息科學將像20世紀的硅信息科學一樣具有變革性意義，將產生全新的產業技術并使藥物制造方式發生根本性改變伴隨著數字制藥技術廣泛應用而產生的以各種形式存儲的海量數據可創造豐碩的知識財富和經濟價值，這就需要制藥工業的大數據分析師“點石成金”。超大規模的信息交互與多維融合必將引發制藥過程控制模式和生產管理方式的深刻變革，在制藥過程高度信息化前提下實現知識發現管理和應用，牽引“數字化透明”中藥制造平臺向智能化發展，從而升華形成中藥智能制造技術，即中藥工業4.0。
中藥智慧制藥的主要技術特征是，使用大量的工業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，并將信息技術與制藥技術深度融合，進而實現人與人、人與機器機器與機器生產管理與過程控制等之間互通互聯，通過制藥設備、生產管理、質量檢測等與過程控制系統網絡化聯接，形成集聚了原料/制藥生產/藥品流通/臨床使用等中藥產品全生命周期信息的智能網絡，使制藥過程的每一個工藝細節均被注入“智慧基因”通過賦予中藥制造平臺學習和思考能力，用充滿智慧的數據整合、分析與挖掘，從多種來源的中藥工業數據中尋找關聯，發現制藥過程規律，洞察引起藥品質量波動的因素，不僅實現制藥工藝精湛控制，而且達到管理精益化要求，實現優質保量低耗綠色高效能制藥。
中藥智能制造技術主要包括：①制藥信息處理、信息解釋、信息利用、知識發現與管理等關鍵技術；②測管控信息融合智能管理技術；③中藥產品質量智能預測技術；④質量風險智能預警及預控技術；⑤制藥過程智能預測控制技術；⑥制藥過程軌跡智能追蹤分析技術；⑦水、汽、電系統智能優化管理技術；⑧精益生產智能管理技術等。
5中藥工業4.0技術路徑
制藥工業數據儲備、數據分析、數據建模、數據挖掘及可視化能力將成為醫藥產業未來最重要的核心競爭力。工業信息感知技術的發展，使獲取制藥過程全貌的數據描述成為可能，通過分析各類數據集群間關聯關系，不僅能認知制藥工藝各環節輸入/輸出的藥用物料變化規律，而且可以揭示在生產全過程中物質、能量、信息等變換規律，發掘出中藥工業數據的內在價值，創新定義數據制藥技術，開辟獲取中藥工藝知識的新路徑，重新建構中藥工業技術格局，這是建設中藥工業4.0的戰略價值所在。
目前，我國有些地方已出現智能制造園區及智能工廠建設熱潮，許多地方政府在規劃未來5年建設上千個智能工廠或車間，但至今未見制藥企業參與，以工業互聯網為代表的信息技術如何進入制藥工業領域仍面臨巨大困難。一方面工業互聯網和大數據在制藥業并無技術應用基礎，缺乏制藥信息工程技術人才，容易出現只做“表面文章”而沒有促進企業提質增效現象；另一方面，很多制藥企業生存艱難，無暇顧及新概念技術，缺乏應用新技術的積極性或足夠資金。我國中藥制造業仍處于工業2.0進程中，傳統制藥工藝與現代制藥技術共生，落后與先進并存。
根據中藥工業的上述現實情況，筆者認為在實現中藥工業4.0戰略目標的征程中應實行分步走策略，倡議在現階段首先大力推進中藥數字制藥技術的廣泛應用，促進中藥工業化與信息化融合，以應用目標牽引，構建“信息主導、系統集成”的中藥數字制造技術平臺，為實施中藥工業4.0技術升級工程建設夯實數字化基礎，創造必要的技術條件。人才是第一資源，組建科技創新團隊是我國中藥工業跨越發展的關鍵，應當構建成長性環境以及多樣性、包容性學術生態，使中藥制藥工程科技創新力量成為中藥產業可持續發展的發動機和推動力。
在新興信息技術進入中藥工業領域時，工業互聯網只是一種技術工具，主導我國中藥產業創新升級的應是精湛的制藥工藝和過程質量控制技術。唯有通過制藥相關技術的融合創新，提升中藥產業的整體質量及效益，以工業物聯網為核心的智慧制藥技術才能在中藥工業“落地”。因此，在中藥制造向中藥智造轉向發展中，不僅需要基于物聯網思維的現代工業精神，而且需要追求精益生產目標的“工匠精神”，更需要注重工業轉化，防止出現一哄而上、不重視實效的局面。
