1 引言

　　制造業(yè)是國民經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)主體，其發(fā)展的程度直接決定 我國的經(jīng)濟狀況。當下，我國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在面臨著一些問 題，關(guān)鍵的核心技術(shù)與高端的設(shè)備依然需要從國外進口。隨 著工業(yè)4.0的驅(qū)動和物聯(lián)網(wǎng)的普及，大量的智能化產(chǎn)品也引 起了人們的重視為了極大的提高了企業(yè)競爭力，數(shù)字化轉(zhuǎn)型 已成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

　　2 數(shù)字化工廠介紹

　　(1)數(shù)字化工廠相關(guān)概念

　　· 工業(yè)4.0：工業(yè)4.0是從工業(yè)1.0逐漸發(fā)展而成，也被稱 為第四次工業(yè)革命，是指將先進的信息技術(shù)與制造業(yè)相結(jié)合 的一場全球性變革。它涉及到工業(yè)自動化、數(shù)據(jù)交換、物聯(lián) 網(wǎng)(IoT)、人工智能(AI)等多個領(lǐng)域，旨在提高生產(chǎn)效 率、降低成本并提升產(chǎn)品質(zhì)量;

　　· 智能制造：是一種由智能機器和人類專家共同組成的 人機一體化智能系統(tǒng)，能夠在制造過程中進行智能活動，如 分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等;

　　· 數(shù)字工廠：數(shù)字工廠借助于信息化和數(shù)字化技術(shù)，通 過集成、仿真、分析、控制等手段，可為制造工廠的生產(chǎn)全 過程提供全面管控的一種整體解決方案;

　　· 智能工廠：是在數(shù)字工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 和監(jiān)控技術(shù)加強信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過程的可控性、減 少生產(chǎn)線人工干預(yù)，以及合理計劃排程。同時，集初步智能 手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建高效、節(jié)能、綠 色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。

　　3 數(shù)字化工廠的主要組成部分

　　· 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集：傳感器是過程控制和采集測量系統(tǒng)中的第一個元件，傳感器的原理就是將現(xiàn)場的壓力、液位、 溫度、光電、編碼器、接近、超聲波、流量、視覺/圖像、 信號轉(zhuǎn)換成電信號和光信號并進行傳輸。通過現(xiàn)場安裝的智 能傳感器將生產(chǎn)線上的溫度、壓力、振動等實時數(shù)據(jù)和各種 測量檢驗設(shè)備的測量結(jié)果數(shù)據(jù)及控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行采集;

現(xiàn)場傳感器

　　· 數(shù)據(jù)傳輸：現(xiàn)場數(shù)據(jù)的傳輸由于受工廠內(nèi)設(shè)備和房間 的限制，實現(xiàn)有線傳輸存在一定困難。 一般使用無線DTU 模塊。無線數(shù)據(jù)終端DTU模塊，全稱數(shù)據(jù)傳輸單元(Data Transfer Unit)，是一種物聯(lián)網(wǎng)無線數(shù)據(jù)終端。它通過串口

　　(如 RS232、RS485 等)與現(xiàn)場設(shè)備(如傳感器、控制器 等)連接，接收來自這些設(shè)備的串口數(shù)據(jù)。 然后，DTU 內(nèi)部 的處理器對這些串口數(shù)據(jù)進行處理和封裝，將其轉(zhuǎn)換為符合 網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議(如 TCP/IP 協(xié)議)的數(shù)據(jù)包。 接下來，DTU 通過內(nèi)置的無線通信模塊將封裝好的數(shù)據(jù)包通過無線傳輸模 式發(fā)送到指定的智能網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器;

　　· 數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)控制平臺：系統(tǒng)平臺組主要由硬件和 軟件兩部分組成，硬件主要是計算機主機。計算機主機是系 統(tǒng)控制平臺的核心，它負責系統(tǒng)控制平臺軟件并與網(wǎng)關(guān)或網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)器進行通信。軟件部份：系統(tǒng)控制平臺的軟件是實現(xiàn) 數(shù)據(jù)處理及控制功能的關(guān)鍵。軟件通常包括設(shè)備通信模塊、 實時數(shù)據(jù)庫模塊、用戶界面模塊等。通信模塊負責與網(wǎng)關(guān)進 行數(shù)據(jù)通信，常用的通信方式包括串口通信、以太網(wǎng)通信 等。實時數(shù)據(jù)庫模塊用于對設(shè)備通信的變量進行處理、分析 和存儲。用戶界面模塊提供了友好的圖形界面，使用戶可以 方便地操作和監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備。

　　4 數(shù)字化工廠的價值體現(xiàn)

　　數(shù)字工廠的意義主要體現(xiàn)在提高生產(chǎn)效率、降低成本、 提升產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力等方面。

　　(1) 傳統(tǒng)的工廠生產(chǎn)模式需要大量的人力和物力投 入，生產(chǎn)效率低下;而數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以通過引入先進的生產(chǎn) 設(shè)備和技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和智能化，從而提高生 產(chǎn)效率。

　　(2)數(shù)字工廠有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè) 的生命線，數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以通過引入先進的質(zhì)量控制技術(shù)和 管理方法，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的全面監(jiān)控和管理。

　　(3)數(shù)字工廠還能有效降低成本。成本是企業(yè)的重要 考慮因素之一，數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以通過優(yōu)化生產(chǎn)過程和資源配 置，降低生產(chǎn)成本。

　　(4)數(shù)字工廠能夠增強企業(yè)的競爭力。在市場競爭日 益激烈的背景下，數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以幫助企業(yè)提升競爭力。數(shù) 字化轉(zhuǎn)型可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，從而滿足市 場需求并贏得客戶信任。同時，數(shù)字化轉(zhuǎn)型還可以提高企業(yè) 的響應(yīng)速度和靈活性，適應(yīng)市場變化并快速調(diào)整戰(zhàn)略。數(shù)字 工廠通過數(shù)字化技術(shù)和計算機仿真技術(shù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的 仿真、評估和優(yōu)化，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生 產(chǎn)成本，增強企業(yè)的市場競爭。

　　5 結(jié)束語

　　當今企業(yè)之間的競爭日趨激烈，企業(yè)的數(shù)字化、智能化 轉(zhuǎn)型已成為企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。數(shù)字化將車間現(xiàn)場的各種 設(shè)備狀態(tài)、能源、質(zhì)量控制等以數(shù)字形式直觀的展示，有效 地解決了企業(yè)能源成本高、效率低下，生產(chǎn)執(zhí)行盲目、經(jīng)營 決策缺乏數(shù)據(jù)依據(jù)等傳統(tǒng)工廠的“痛點”，它以現(xiàn)代化的技 術(shù)手段為依托，致力于實現(xiàn)生產(chǎn)運營的智能化和信息化，提 升工廠的生產(chǎn)效能和競爭力。

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