[发明专利]数字化工厂实现方法、数字化工厂实现系统和数字化工厂

说明书

提供数字化工厂、数字化工厂实现方法和系统。该数字化工厂包括：在第一层(1)中的生产资料结构仿真模型(101)，被配置为根据实体生产工厂中的生产资料(120)的自身特征参数来仿真生产资料(120)；在第一层(1)中的生产资料运维仿真模型(102)，被配置为根据生产资料(120)的运维数据来仿真生产资料(120)的运维状态；在第一层(1)中的制造工艺仿真模型(103)，被配置为根据实体生产工厂中的制造工艺流程来仿真制造工艺流程；在第四层(4)中的生产线物流仿真模型(104)，被配置为至少基于生产资料(120)的自身特征参数和生产资料(120)的位置布置信息来仿真实体生产工厂中的一生产线物流。

技术领域

本申请涉及工业4.0的数字化工厂的实现，且具体地，涉及数字化工厂实现方法、数字化工厂实现系统和数字化工厂。

背景技术

当前传统制造行业与供应商、客户之间交互存在很多问题，比如：

(1)结合信息层和工控层一体化问题：传统制造行业厂商对客户需求有一定的技术支撑及其敏捷反应，包括交期、进度、质量等存在一系列的问题，对这些问题的处理单纯通过计算机工具来处理。

(2)一体化排产：客户对产品的定制、柔性设计与智能生产及服务无法一体化应用或部分应用，但面对复杂的产线组合(国外相对比较单纯)即无法实现制造价值链一体化。

(3)透明化的信息管理平台：企业大量生产和经营数据(大数据的基础)，未能实现智能分析与实时决策、数据的有效积累等需求，需要实现垂直集成，管控一体化，让数据产生价值。

(4)信息孤岛问题：传统制造企业信息系统庞杂，每个阶段都由各自的应用系统，每个企业也有自己的一套系统，企业内部、企业与企业间衔接不畅，需要实现应用一体化和标准化互联互通。

(5)知识管理的问题：工厂的管理经验、设备使用经验、生产制造经验无法很好地记录和累积，存在技术随技术人员走而带走的问题。

(6)系统级优化问题：目前主要基于实际工厂运行经验，对产线的局部进行改进，并且是通过实物改造的效果来评判优化改进是否成功，对大尺度、系统级的改进由于成本和风险较高难以实施。

发明内容

当前传统制造行业存在痛点如：产能全面过剩，且逐步向高端产品蔓延，行业整体效益低迷，中国经济增速下行带动需求增速放缓，贸易摩擦使出口困难，环保要求带来成本增加，产业链金融化程度加深，供给侧改革的要求，企业组织架构有扁平化的要求。

内部不同系统和不同数据在管理、透明化、传承上存在问题：

(1)传统制造行业厂商对客户需求没有技术支撑及其敏捷反应，包括交期、进度、质量等存在一系列的问题。

(2)客户对产品的定制、柔性设计与智能生产及服务无法一体化应用，即无法实现制造价值链一体化。

(3)企业大量生产经营数据(大数据)，未能实现智能分析与实时决策等需求，需要实现垂直集成，管控一体化。

(4)传统制造企业信息系统庞杂，每个阶段都由各自的应用系统，每个企业也有自己的一套系统，企业内部、企业与企业间衔接不畅，需要实现应用一体化。

(5)工厂的管理经验、设备使用经验、生产制造经验无法很好地记录和累积，存在技术随技术人员走而带走的问题。

而“工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组。