發(fā)布時間：2023-05-29 16:03:42
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的工廠數(shù)字化規(guī)劃樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：3D引擎 數(shù)字化電廠 自主化知識產(chǎn)權(quán)
中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）09-0000-00
現(xiàn)代工廠龐大復雜，流程工廠被認為是現(xiàn)代社會最復雜的工業(yè)系統(tǒng)。這些工業(yè)系統(tǒng)包括大量現(xiàn)代高技術設備本身，也包括工藝流程、電氣控制等等現(xiàn)代系統(tǒng)工業(yè)技術。
1 企業(yè)總體需求
總體上來說，企業(yè)普遍要求在擁有數(shù)字化電廠自主知識產(chǎn)權(quán)的基礎上，解決數(shù)字化電廠的具體業(yè)務實施和應用問題，所以開發(fā)知識產(chǎn)權(quán)歸屬企業(yè)自身的數(shù)字化電廠的重要性是第一位的。本文從某一數(shù)字化電廠項目實施過程中遇到的實際需求為出發(fā)點，對工廠用戶實際需求進行一定的梳理和分析。
1.1生產(chǎn)部門的需求
要求解決方案能夠直觀展示裝置生產(chǎn)運行，管理人員能在與現(xiàn)場完全一致的虛擬環(huán)境中得到工作區(qū)域相關的生產(chǎn)信息。在虛擬現(xiàn)實場景中自由漫步，點擊設備即可查看相關屬性和運行狀態(tài)信息（例如：壓力溫度信息、閥門開度、管線腐蝕等情況）。
1.2檢修培訓等部門的需求
通過對關鍵設備剖切來查看其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在三維場景里可視化設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及維修方法，演示設備的虛擬組裝和拆卸，員工可以360度直觀展示、查看設備，標注設備拆裝步驟，了解設備的工作原理，將平時看不到的設備結(jié)構(gòu)以及維修方法在三維場景里可視化展現(xiàn)，并可以實現(xiàn)設備的虛擬組裝和拆卸。
在工廠的設計建造施工過程中，涉及到非常多的外部參與部門，包括設計方，施工方，設備廠商等。各參與部門對數(shù)字化電廠解決方案都有一定的想法和需求。限于篇幅，本文對這一方面不再詳述。
2 現(xiàn)有數(shù)字化電廠流行方案的整體介紹
2.1 基于現(xiàn)有成熟軟件系統(tǒng)的數(shù)字化電廠方案
GIS軟件提供商，工程軟件提供商與機械行業(yè)軟件提供商在國內(nèi)數(shù)字化電廠領域均有一定的應用。GIS集中于大場景相關應用，如石油長輸管線周邊地形等應用，工程軟件提供商集中于工廠級的三維模型展示與資料管理，機械行業(yè)軟件提供商集中于具體設備的模擬與仿真，各有所長，均能解決一定的企業(yè)業(yè)務應用。
2.2 基于底層圖形庫與幾何算法庫開發(fā)的數(shù)字化電廠解決方案
基于Opengl等圖形庫進行的方案開發(fā)以及基于OGRE，OSG等相關開源框架進行的方案開發(fā)，在數(shù)字化電廠行業(yè)內(nèi)均有一定的案例。有較強的計算機開發(fā)能力儲備的企業(yè)單位都以此為基礎進行過部分開發(fā)，滿足了一定的企業(yè)業(yè)務應用?？傮w上來說，基于底層圖形庫或者開源算法框架進行的開發(fā)，深度較淺，范圍較窄。其可用性，穩(wěn)定性以及項目投資都超過了絕大多數(shù)行業(yè)內(nèi)企業(yè)的承受能力。
軟件廠商的數(shù)字化電廠解決方案是一份軟件使用授權(quán)和技術服務合同。其軟件著作權(quán)依舊歸屬于軟件廠商，并不能隨數(shù)字化電廠方案一同移交給企業(yè)。極大了制約了企業(yè)推進數(shù)字化電廠的積極性和主動性。
3 自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字化電廠整體規(guī)劃方案
3D引擎屬于更加廣義的軟件開發(fā)環(huán)境，類似微軟的VisualStudio或者IBM的Eclipse但是又有很大不同，3D引擎綜合了大量成熟的開源框架，將最先進的軟件架構(gòu)技術融合進引擎編輯器，同時將在三維造型，場景渲染，動畫模擬，仿真計算等領域具有領先地位的圖形算法庫打包至其核心框架中，其產(chǎn)品解決方案跨平臺，直接運行于IOS，Android等移動平臺，或者于PC環(huán)境，瀏覽器本地插件環(huán)境，或者以html5格式于瀏覽器直接運行環(huán)境等。其解決方案能夠滿足企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)和多樣化需求的需要。
綜合對業(yè)主與客戶的多次調(diào)研，規(guī)劃出數(shù)字化電廠的基本系統(tǒng)架構(gòu)。
企業(yè)的數(shù)字化電廠系統(tǒng)應用架構(gòu)可分為三層：數(shù)據(jù)層、平臺層和應用層，如圖1所示：
圖1 數(shù)字化電廠系統(tǒng)應用架構(gòu)圖
數(shù)據(jù)層：由模型數(shù)據(jù)庫、靜態(tài)數(shù)據(jù)庫、動態(tài)數(shù)據(jù)庫組成。模型數(shù)據(jù)庫中的點云數(shù)據(jù)庫負責存儲激光掃描數(shù)據(jù)，三維模型數(shù)據(jù)庫負責存儲智能化的三維模型。企業(yè)已建立的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)庫（例如3D CAD文件、工程文檔、P&ID圖紙、裝置靜態(tài)數(shù)據(jù)、SIS、ERP、EAM、工業(yè)監(jiān)控等）為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。
平臺層：由3D引擎在三維模型上提供數(shù)字化電廠的三維平臺服務。
應用層：由3D引擎開發(fā)實現(xiàn)，同時，結(jié)合平臺層導出的標準三維模型，可以集成更多第三方應用。
基于數(shù)字化電廠系統(tǒng)應用構(gòu)架，規(guī)劃數(shù)字化電廠總體技術架構(gòu)，如圖2所示。
圖2 數(shù)字化電廠技術架構(gòu)圖
4 數(shù)字化電廠的業(yè)務功能實現(xiàn)
4.1 工藝狀態(tài)監(jiān)控，設備監(jiān)測等
基于3D引擎開發(fā)數(shù)字化電廠系統(tǒng)，在虛擬空間中直觀提供裝置設備運行狀態(tài)查詢，實現(xiàn)在虛擬空間中自由漫步，利用數(shù)字化電廠進行實時監(jiān)控等。
4.2 檢修與培訓等
利用數(shù)字化電廠進行設備檢修和拆裝培訓，可以極大的提高培訓效果和員工積極性。采用3D引擎復合應用技術進行數(shù)字化電廠的規(guī)劃能夠滿足業(yè)主的需求，經(jīng)過幾年的探索，工廠的信息化建設已經(jīng)有了比較完整和穩(wěn)定的模式，”數(shù)字化電廠”是在原有信息化的基礎上的提升，它不是一個獨立的軟件，而是基于平臺化的規(guī)劃，配以應用數(shù)據(jù)的擴展延伸，為各類生產(chǎn)運營系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持和關聯(lián)，讓各類系統(tǒng)能夠更好的運行，數(shù)據(jù)能夠最大程度的跨平臺關聯(lián)查詢，優(yōu)化工廠運營管理。
5 對數(shù)字化電廠的建議與展望
數(shù)字化電廠現(xiàn)有方案紛繁，各個廠商都推出自己定義的數(shù)字化電廠，各種軟件模型數(shù)據(jù)格式的不兼容造成了很大的平臺溝通障礙。在這種情況下，很多廠商聲稱在自己的解決方案具有無縫集成，兼容多種格式，具體統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的功能，但是在很多項目的實際執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)，很多情況下企業(yè)僅僅是又增加了一種廠商的數(shù)據(jù)格式。數(shù)字化電廠在未來的發(fā)展中，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式是必然要解決的現(xiàn)實問題。
德國政府在2012年6月提出工業(yè)4.0愿景，目的是保持德國在全球制造業(yè)的領先地位。西門子是其中的領導性企業(yè)之一，西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地（簡稱“西門子成都工廠”）所拷貝的西門子數(shù)字化工程安貝格工廠就是工業(yè)4.0的示范工廠。
拉式生產(chǎn)+混線生產(chǎn)
從表面上看來，位于成都高新西區(qū)的西門子成都工廠并不起眼，但是這個工廠承擔著西門子全球工業(yè)自動化產(chǎn)品研發(fā)這一重要角色。從戰(zhàn)略意義上講，西門子成都工廠是安貝格工廠的一個備份工廠，從而確保西門子能夠不間斷地為客戶提品。因此，西門子成都工廠和安貝格工廠擁有相似的流程、質(zhì)量控制和物流效率。
進入工廠的生產(chǎn)和物流區(qū)域，記者看不到像其他工廠那樣眾多工人在不同流水線上忙碌的繁忙景象，自動化生產(chǎn)線上只有屈指可數(shù)的幾個工人在有條不紊地根據(jù)眼前顯示屏上顯示的信息進行裝備。作為一個強調(diào)工程師文化的企業(yè)，西門子成都工廠的車間里邊更多的員工是在流水線邊上的工程師。
西門子成都工廠的一位負責人介紹說，擁有160多年歷史的西門子一直以來非常重視制造，目前西門子在全球擁有300多個工廠，逐漸積累了豐富的制造經(jīng)驗，形成了自己的生產(chǎn)體系，借助Siemens PLM Software（產(chǎn)品生命周期管理軟件）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）和TIA（全集成自動化）產(chǎn)品來落地，并進行持續(xù)改進。比如，借助PLM的應用實現(xiàn)設計和制造的融合，通過MES的應用實現(xiàn)拉式生產(chǎn)和準時生產(chǎn)，借助TIA應用實現(xiàn)看板生產(chǎn)、混線生產(chǎn)/快速換模、連續(xù)流生產(chǎn)等。
所謂拉式生產(chǎn)，指的是從市場需求出發(fā)，根據(jù)市場需求來組裝產(chǎn)品，借此拉動前面工序的零部件加工。每個生產(chǎn)部門、工序都根據(jù)后向部門和工序的需求來完成生產(chǎn)制造，同時向前向部門和工序發(fā)出生產(chǎn)指令。西門子所強調(diào)的設計和制造的融合為拉式生產(chǎn)提供支撐。
這位負責人特別強調(diào)了這其中PLM的重要性。產(chǎn)品規(guī)劃部門完成產(chǎn)品規(guī)劃后將需求提交給研發(fā)部門，研發(fā)部門完成設計后，將第一版的設計圖紙?zhí)峤唤o采購或生產(chǎn)部門，生產(chǎn)部門完成生產(chǎn)后將產(chǎn)品提交質(zhì)量部門，在這過程中還會涉及其他更多部門。
“設計圖紙永遠都不可能是最終版的?！边@個負責人說，研發(fā)部門要根據(jù)各個部門的建議對設計圖進行修改，每一次修改都會關系到相關的各個部門的業(yè)務。如果采用傳統(tǒng)的做法，各部門很難分辨出哪個版本的圖紙是最終的版本?，F(xiàn)在西門子成都工廠借助Siemens PLM Software軟件，從設計開始時相關數(shù)據(jù)就已經(jīng)通過數(shù)據(jù)平臺進行共享，不管中間經(jīng)過多少修訂環(huán)節(jié)，相關人員從后臺看到的都是最新版本。此外，研發(fā)人員還可以借助PLM系統(tǒng)進行仿真，把設計誤差消滅在研發(fā)階段。接下來，西門子成都工廠借助CAD/CAM（計算機輔助設計/計算機輔助制造系統(tǒng)）將這些數(shù)據(jù)傳送到機床上。這樣，西門子成都工廠就實現(xiàn)了設計、制造的融合，縮短產(chǎn)品投放市場的時間。
多品種混線生產(chǎn)是當前提高生產(chǎn)線效率、降低生產(chǎn)成本的一個有效途徑。但是，如何實現(xiàn)混線生產(chǎn)對現(xiàn)代工廠來說是一個非常大的挑戰(zhàn)。借助Siemens PLM Software 的Teamcenter軟件，西門子成都工廠就可以靈活地進行小批量、多批次生產(chǎn)，從而實現(xiàn)連續(xù)流生產(chǎn)和準時生產(chǎn)。為此，西門子成都工廠在生產(chǎn)線上部署了大量的傳感設備用于數(shù)據(jù)的采集，以及集散數(shù)據(jù)系統(tǒng)（DCS）和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）系統(tǒng)。
全程自動化
西門子成都工廠擁有完整的數(shù)字化企業(yè)平臺，可以借助全集成自動化系統(tǒng)實現(xiàn)從研發(fā)到生產(chǎn)，再到物流的全過程的自動化。來自西門子的資料稱，在30分鐘內(nèi)該工廠的物料就能根據(jù)需求從倉庫傳送到機器旁。
數(shù)字化工廠的數(shù)據(jù)源自研發(fā)環(huán)節(jié)。研發(fā)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將在工廠的各個系統(tǒng)間實時傳遞。這些數(shù)據(jù)由Siemens PLM Software提供的產(chǎn)品開發(fā)解決方案NX產(chǎn)生。研發(fā)部門的工程師們可以通過NX在設計過程中進行仿真，從而在設計階段避免設計可能出現(xiàn)的缺陷、矛盾和不匹配，縮短多達90%的編程時間。
在NX軟件中完成設計的產(chǎn)品數(shù)據(jù)一方面通過CAM向生產(chǎn)線傳遞，為完成接下來的制造做準備，另一方面同時被“寫”進數(shù)字化工廠的數(shù)據(jù)中心——Teamcenter軟件中，供質(zhì)量、采購和物流等部門共享。采購部門將依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息進行零部件的采購，質(zhì)量部門將依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息進行驗收，物流部門則依據(jù)數(shù)據(jù)信息進行零部件的確認。
每天，西門子MES系統(tǒng)SIMATIC IT生成的電子任務單將傳送到流水線工人工作臺前方的電腦顯示屏上，顯示屏上的數(shù)據(jù)不到1秒時間就更新一次。SIMATIC IT不僅涵蓋了傳統(tǒng)制造企業(yè)生產(chǎn)計劃調(diào)度職能，而且集成了工廠信息管理、生產(chǎn)維護管理、物料追溯和管理、設備管理、品質(zhì)管理、制造KPI 分析等多種功能，可以保證工廠管理與生產(chǎn)的高度協(xié)同。
當流水線上的自動引導小車送來一款待裝配的產(chǎn)品時，電腦顯示屏上會出現(xiàn)它的信息，裝配工人前面相應的零件盒上的指示燈就會亮起。這時他就可以根據(jù)指示燈的指示選擇零件進行安裝。這是因為傳感器掃描了產(chǎn)品的條碼信息，并將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)搅薓ES系統(tǒng)。MES系統(tǒng)通過與西門子TIA的互聯(lián)控制零件盒的指示燈。值得一提的是，自動引導小車的路徑是由西門子用可編程控制器（PLC）來實現(xiàn)的。該系統(tǒng)可以引導生產(chǎn)流程，用視覺系統(tǒng)來識別質(zhì)量，用自動引導小車來傳遞產(chǎn)品。
裝配好產(chǎn)品后，工人按下工作臺上的一個按鈕，自動化流水線上的傳感器就會掃描產(chǎn)品的條碼信息，記錄其所在工位的數(shù)據(jù)。MES 系統(tǒng)SIMATIC IT 將以該數(shù)據(jù)作為判斷基礎，向控制系統(tǒng)下達指令，指揮小車將它送去下一個目的地。
產(chǎn)品在到達下一個工序前，要通過嚴格的檢驗程序。借助視覺檢測，SIMATIC IT 品質(zhì)管理模塊能夠檢測出產(chǎn)品微小的瑕疵。視覺檢測是數(shù)字化工廠特有的質(zhì)量檢測方法，具體的實現(xiàn)方法是，用相機拍下產(chǎn)品的圖像與Teamcenter 數(shù)據(jù)平臺中的正確圖像進行比對。
在經(jīng)過多次裝配并接受過多道質(zhì)量檢測后，成品將被送到包裝工位。再經(jīng)過人工包裝、裝箱等環(huán)節(jié)，一箱包裝好的自動化產(chǎn)品將通過升降梯和傳送帶被自動運達物流中心或立體倉庫。
數(shù)字化企業(yè)平臺的五層架構(gòu)
據(jù)悉，數(shù)字化企業(yè)平臺是實現(xiàn)西門子成都工廠數(shù)字制造的載體，它可以實現(xiàn)包括設計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執(zhí)行和服務的產(chǎn)品全生命周期的高效運行，以最小的資源消耗獲取最高的生產(chǎn)效率。
工業(yè)4.0的愿景是在數(shù)字化企業(yè)平臺實現(xiàn)縱向和橫向全面集成的基礎上，工廠、材料、產(chǎn)品全面智能化，形成一個個自組織、自運轉(zhuǎn)的CPS（信息物理系統(tǒng)），從而形成一個機器社區(qū)。在這個機器社區(qū)內(nèi)，機器和產(chǎn)品之間、機器和機器之間能夠自動進行信息交互、談判和優(yōu)化。西門子數(shù)字化企業(yè)平臺正是基于這一愿景建設的。西門子成都工廠相關負責人介紹，他們所應用的數(shù)字化企業(yè)平臺涵蓋五個層面：
第一層：企業(yè)層，主要包含能夠與西門子工業(yè)軟件系統(tǒng)全面集成的SAP ERP系統(tǒng)和Siemens PLM Software軟件NX、Teamcenter等。其中，NX是集成產(chǎn)品設計、工程與制造于一體的解決方案，可以幫助用戶改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品交付速度和效率；Teamcenter主要用于產(chǎn)品數(shù)據(jù)協(xié)同管理，將人員、流程與知識有機地聯(lián)系起來。“基于NX、Teamcenter等軟件產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)據(jù)是最基本的數(shù)據(jù)。這些產(chǎn)品數(shù)據(jù)為我們的研發(fā)、生產(chǎn)、采購的開展奠定了基礎。而且我們的研發(fā)系統(tǒng)和制造系統(tǒng)、采購系統(tǒng)也是互相關聯(lián)的。”該負責人介紹。
第二層：管理層，主要包括MES等生產(chǎn)管理軟件。這些工業(yè)軟件具備重要的數(shù)據(jù)流控制和生產(chǎn)管理控制功能，是承上啟下的管理系統(tǒng)。
第三層：操作層，主要包含西門子DCS和SCADA、系統(tǒng)設備狀態(tài)管理系統(tǒng)，用于監(jiān)控生產(chǎn)過程、設備狀態(tài)。
第四層：現(xiàn)場控制層，主要包含西門子PLC。設備層是由西門子各產(chǎn)品業(yè)務部門生產(chǎn)的產(chǎn)品所構(gòu)成的一個自動化平臺。
第五層：設備控制層?，F(xiàn)場控制層和設備控制層主要體現(xiàn)在西門子的生產(chǎn)設備、物流設備、工藝設備中的自動化元器件、自動化設備上。它們的作用非常重要，能起到上下貫通的作用，并為上層結(jié)構(gòu)提供大量的數(shù)據(jù)。這兩層的基礎自動化設備提供的各種數(shù)據(jù)流可與上層的MES數(shù)據(jù)流進行交換。
鏈 接
西門子與德國工業(yè)4.0
自2014年10月1日起，公司將精簡機構(gòu)，取消“業(yè)務領域”(Sector)層級，并將現(xiàn)有的16個業(yè)務集團整合為9個。此外，醫(yī)療業(yè)務在未來將會獨立運營。
凱颯表示，通過整合公司的業(yè)務集團并取消“業(yè)務領域”層級，公司將減少內(nèi)部繁冗、削減成本并加速決策流程。此外，公司的職能部門，如人力資源和企業(yè)傳播，也將在未來進行精簡，實現(xiàn)集中管理。這些預計每年將為公司節(jié)省約10億歐元，將在2016財年底全面生效。
與該計劃相關，公司將把員工股票計劃擴大至高級管理層以下。迄今為止，西門子股份公司的員工股東數(shù)量達到14萬人左右，與2009年相比，持股員工人數(shù)增加50%。為此，西門子每年將根據(jù)公司業(yè)務表現(xiàn)安排最高4億歐元的股票。另外，之前宣布的總額最高可達40億歐元的股份回購計劃也將啟動。
整合計劃似乎與7年前西門子的做法剛好相反，當時，13個業(yè)務集團歸集到工業(yè)、能源和醫(yī)療三個業(yè)務層級(后來增加了城市與基礎設施)中。
凱颯認為，“過去，我們要做的是貼近客戶，但是現(xiàn)在更多的是要能夠滿足客戶的需求，比如說在醫(yī)療領域和能源領域，價值鏈有了進一步的變化，在這種情況下必須要改變方法以滿足客戶的需求。”
以發(fā)電行業(yè)為例，過去一個大型燃煤火力發(fā)電廠擁有1000兆瓦或者是2000兆瓦發(fā)電能力，輸電系統(tǒng)很簡單?，F(xiàn)在則是多種發(fā)電類型并存，有煤電、天然氣發(fā)電、風能和太陽能發(fā)電，不同發(fā)電的來源需要聯(lián)網(wǎng)，需要智能化的配電，需要貼近客戶、按照客戶的需求調(diào)整，因此更復雜。
在西門子看來，所有的變革都是為了利用信息物理融合系統(tǒng)等手段，將制造業(yè)向“數(shù)字制造”轉(zhuǎn)型，即適應全球制造業(yè)邁進工業(yè)4.0時代的需求。
所謂“工業(yè)4.0”，是通過虛擬生產(chǎn)結(jié)合現(xiàn)實的一種生產(chǎn)途徑，在“工業(yè)4.0”時代，虛擬全球?qū)⑴c現(xiàn)實全球相融合。通過計算、自主控制和聯(lián)網(wǎng)，人、機器和信息能夠互相聯(lián)接，融為一體。未來制造業(yè)將實現(xiàn)更高的工程效率、更短的上市時間以及生產(chǎn)靈活性?！艾F(xiàn)在，一款汽車需要上千人設計，設計人員設計3年、生產(chǎn)模具1年、建設生產(chǎn)工廠4年，至少需要8年的時間。”西門子(中國)有限公司工業(yè)業(yè)務領域的一位內(nèi)部人士這樣描述“工業(yè)4.0”時代的構(gòu)想，“未來的制造將是基于大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人，結(jié)合各種信息技術進行柔性制造。實現(xiàn)定制化生產(chǎn)，甚至可以當月定制，下個月生產(chǎn)出來?！?/p>
數(shù)字化生產(chǎn)的魔力
2013年9月，西門子在德國之外的首家數(shù)字化企業(yè)，即西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地(SEWC)在成都落成。關于SEWC，讓西門子津津樂道的是這座工廠不僅是一個數(shù)字化企業(yè)，而且是自己生產(chǎn)自己——絕大多數(shù)技術來自西門子。
“傳統(tǒng)制造一般是先出一張圖紙，然后交給生產(chǎn)部門做出樣品，圖紙返回研發(fā)部改進后再生產(chǎn)。在數(shù)字化制造下，研發(fā)到制造基于同一個數(shù)據(jù)平臺，改變了傳統(tǒng)制造節(jié)奏，研發(fā)和生產(chǎn)幾乎同步，完全不需要紙質(zhì)的圖紙。”這是完全用不到紙張的生產(chǎn)車間，該內(nèi)部人士向記者闡述了數(shù)字化制造帶來的改變，而這種節(jié)奏的改變帶來的是產(chǎn)品上市時間的大大壓縮、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提升。
何曉龍(化名)是西門子工業(yè)自動化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地的一名負責PLC(可編程控制器)裝配的員工。他的工作臺上有5個不同的零件盒，當自動引導小車送來一款待裝配產(chǎn)品時，電腦會顯示相關信息，自動化流水線的傳感器將掃描條碼信息，然后產(chǎn)品會經(jīng)過20個質(zhì)量監(jiān)測節(jié)點。
這種“視覺檢測”是數(shù)字化工廠的特有監(jiān)測方式，經(jīng)過多次裝配和質(zhì)量檢測后，成品被將送到包裝工位，經(jīng)過人工包裝、裝箱，包裝好的產(chǎn)品將通過升降梯和傳送帶自動送往物流中心或者立體倉庫。這一生產(chǎn)過程，無需傳統(tǒng)制造中用幾十人甚至上百人的手動去完成。
凱颯認為，這就是數(shù)字化帶來的魔力，自動化需要大量的數(shù)據(jù)，包括機械、傳感器等，這些數(shù)據(jù)需要通過數(shù)字化實現(xiàn)。譬如說大型燃氣輪機有1500個傳感器，每一個傳感器都可以講述自己的故事。不過，數(shù)據(jù)不是最終目標，而要如何通過數(shù)字化獲得數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行評估、篩選和分析，然后從中真正獲得對業(yè)務的理解。
在他的商業(yè)邏輯中，中國第十二個五年規(guī)劃中提到了高端制造業(yè)，現(xiàn)在中國希望能夠在汽車制造業(yè)和航空航天業(yè)這兩個領域能夠取得成績的話，必須要在制造的過程中實現(xiàn)高度的自動化。這不僅僅是一個和技術相關的問題，也是關于準確度和效率的問題，因為制造的過程中對精度要求非常高，許多工作不能用人工完成，這意味著智能化生產(chǎn)有著廣闊的前景。
機器人與無人工廠
西門子(中國)有限公司工業(yè)業(yè)務領域的內(nèi)部人士認為，當前中國乃至全球制造業(yè)主要面臨三方面的挑戰(zhàn)。首先是時間，當前市場競爭愈發(fā)激烈，能否縮短產(chǎn)品的上市時間，對于企業(yè)非常重要。研發(fā)和生產(chǎn)的速度慢了，就會失去市場。
其次，企業(yè)在提升生產(chǎn)效率方面也面臨著新的困難。讓工人加班，以非常標準的方式工作，不能有任何浪費的動作，這種提高生產(chǎn)效率的方式已經(jīng)越來越不適用了。
此外，不斷變化的市場需求，對于制造業(yè)的靈活性提出了更高的要求，特別是定制化生產(chǎn)需求越來越多。而那種原創(chuàng)于福特公司的大規(guī)模流水線裝配作業(yè)雖然推動了工業(yè)化的進步。在實現(xiàn)更高生產(chǎn)效率的同時，卻喪失了靈活性。
在這種情況下，融合虛擬與現(xiàn)實生產(chǎn)的“工業(yè)4.0”成為了必然選擇。在西門子股份公司管理委員會成員、工業(yè)業(yè)務領域首席執(zhí)行官魯思沃看來，網(wǎng)絡化生產(chǎn)和數(shù)字化制造正在成為決定成敗的關鍵，而現(xiàn)實與虛擬生產(chǎn)相融合得益于創(chuàng)新的軟件和強大的硬件。產(chǎn)品生命周期軟件可以優(yōu)化整個產(chǎn)品的生命周期，從最初的產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規(guī)劃，一直到生產(chǎn)實施，并最終服務于用戶。
“‘工業(yè)4.0’不僅僅意味著技術的轉(zhuǎn)變、生產(chǎn)過程的轉(zhuǎn)變，同時也意味著整個管理和組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整。我們必須放棄孤島式的想法，要為變革做好準備。我們認為任何一個公司或者國家單打獨斗都不可能改變?nèi)虻闹圃炱髽I(yè)，這需要我們大家進行協(xié)作，各個企業(yè)、學科、行業(yè)都要進行合作。”魯思沃說。
他舉了例子，“就像你買一臺新的打印機，把它插在筆記本電腦上就能使用。現(xiàn)在大家都在用‘即插即用’的方式了。我們要實現(xiàn)的就是當一個機器人進入到了生產(chǎn)網(wǎng)絡和系統(tǒng)當中，也可以擁有‘即插即用’的能力。”
早在2014 年5 月7 日，西門子股份公司就了“2020 公司愿景”，表明未來將專注于電氣化、自動化和數(shù)字化，計劃全面發(fā)掘包括制造業(yè)在內(nèi)的數(shù)字化發(fā)展?jié)摿?。同時，西門子還宣布從2014 年10 月1 日（2015 財年）起，公司將現(xiàn)有的16 個業(yè)務集團合并為9 個。作為重組計劃的一部分，Siemens PLM Software與原本隸屬的“工業(yè)自動化集團”一起成為 “數(shù)字化工廠集團”的重要組成部分。
2 0 1 5 年3 月1 1 日，S i e m e n s P LMSoftware 全球總裁兼首席執(zhí)行官ChuckGrindstaff 在2015 年大中華區(qū)用戶大會上了Siemens PLM Software 智能創(chuàng)新產(chǎn)品組合。顯然，隨著新部門的出現(xiàn)和進一步整合，在同一個新的“數(shù)字化工廠”的研發(fā)機構(gòu)支持下，Siemens PLM Software 推出“智能創(chuàng)新產(chǎn)品組合”不僅僅是在表明一種針對工業(yè)企業(yè)軟硬件結(jié)合的極大關注，同時，也是在向業(yè)界再次強調(diào)了西門子所理解的未來工業(yè)企業(yè)的現(xiàn)實趨勢。
那么，“智能創(chuàng)新產(chǎn)品組合”將會如何更進一步地影響工業(yè)企業(yè)的效率和未來的工業(yè)現(xiàn)實？
筆者日前采訪了Siemens PLM Software 的Digital EnterpriseRealization 執(zhí)行副總裁兼首席制造官Helmuth Ludwig 和大中華區(qū)首席執(zhí)行官兼董事總經(jīng)理梁乃明。
Helmuth Ludwig，1990 年加入西門子，首先在企業(yè)發(fā)展部門負責制定區(qū)域戰(zhàn)略，6 年后加入西門子自動化與驅(qū)動集團（A&D），負責Process Instrumentation Systems 業(yè)務。隨后，他歷任西門子能源與工業(yè)業(yè)務領域布宜諾斯艾利斯地區(qū)負責人，軟件與系統(tǒng)業(yè)務領域總裁，自動化與驅(qū)動集團（A&D）旗下的系統(tǒng)工程部門總裁。直到2007年至2012 年期間，他擔任Siemens PLM Software 總裁，隨后轉(zhuǎn)任工業(yè)業(yè)務領域美國區(qū)首席執(zhí)行官，直至出任現(xiàn)在的職位。
智能制造：智能創(chuàng)新產(chǎn)品組合的構(gòu)想是從何而來？
Helmuth Ludwig：如果你看一下我們數(shù)字化企業(yè)的模型就會發(fā)現(xiàn)，它基本是基于西門子10 年前開發(fā)的愿景。而這個愿景最核心的部分，是要把虛擬化的仿真和物理的產(chǎn)品結(jié)合起來，解決諸如：如何創(chuàng)造一個數(shù)字化仿真的產(chǎn)品？如何在工廠車間把它轉(zhuǎn)化成物理的產(chǎn)品等問題。而要實現(xiàn)我們這樣的愿景，當然不單單需要自動化，還要把設計集成起來，也就是需要有一個工具，貫穿PLM 和SCM，這個工具不僅要貫穿產(chǎn)品生命周期管理，也要貫穿供應鏈管理。
智能制造：西門子的智能創(chuàng)新平臺是如何構(gòu)成的？能為工業(yè)企業(yè)提供怎樣不同的價值？
Helmuth Ludwig：雖然今天的工業(yè)格局發(fā)生了很大的變化，工業(yè)企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)發(fā)生著變化，但是成功的驅(qū)動力并沒有發(fā)生變化，仍然由三個重要的要素構(gòu)成；第一，市場推廣的速度仍然要非?？臁５诙?，企業(yè)的業(yè)務仍然要非常靈活。第三，仍然要非常的高效。對于西門子來講，我們?nèi)绾螏椭髽I(yè)實現(xiàn)這些目標呢？首先，我們要把他們腦子中想的產(chǎn)品概念轉(zhuǎn)化到系統(tǒng)當中，使用CAE、CAD 這樣的工具，完成產(chǎn)品的規(guī)劃、設計、測試和仿真等。第二步，通過MES 系統(tǒng)，把信息放到制造的流程當中。第三步，通過自動化設備將其高效生產(chǎn)出來。如果要真正的做到把這三個業(yè)務步驟無縫地連接起來，就需要一個信息系統(tǒng)來提供支撐，這就是我們稱之為的智慧或者智能創(chuàng)新平臺。具體來說，智能創(chuàng)新平臺由三個重要的組成部分：首先是PLM，產(chǎn)品生命周期管理；第二部分是自動化解決方案，在西門子我們把它叫作集成的生產(chǎn)自動化（IPA）；第三個組成部分是最核心的部分，就是制造、運營和管理（MOM），用以聯(lián)接PLM 和IPA。
智能制造：用戶如何才能體驗到智能創(chuàng)新平臺所帶來的價值？要完整全面地使用西門子數(shù)字化工廠部門提供的解決方案嗎？
Helmuth Ludwig：如果一個客戶實施了Teamcenter，他自然地會獲得與Teamcenter 相關的智能創(chuàng)新平臺的價值；如果實施的是NX 設計工具，他自然也會得到智能創(chuàng)新平臺相關的價值。我們比較推崇的基本概念是要使產(chǎn)品能夠很好地、不出故障地運作，所以我們的智能創(chuàng)新平臺是基于開放的標準。在這里，有一個現(xiàn)實：如果所有的組成部分都是西門子提供的，肯定運作起來會最順暢和高效，但是我們也能接納基于標準的其他的軟件產(chǎn)品——其他公司開發(fā)的軟件。
智能制造：不同行業(yè)的自動化程度和數(shù)字化程度都不盡相同，那么針對不同行業(yè)，西門子的智能創(chuàng)新平臺如何發(fā)揮其最大能效呢？
Helmuth Ludwig：不同的行業(yè)自動化的水平不一樣，數(shù)字化企業(yè)的進程也不一樣，而且，他們各自的需求也是不一樣的。那么應該如何更好地支持來自不同行業(yè)的客戶呢？在區(qū)域的市場，比如在中國市場，SiemensPLM Software 一個成功的做法就是將我們的團隊按行業(yè)進行了劃分：有團隊專注于航天行業(yè)，有團隊專門關注汽車行業(yè)……他們對每一個具體行業(yè)不同的需求都有非常深入的了解。比如我們現(xiàn)在航天團隊是由一位在航天業(yè)工作30 年的人來領導。很顯然，他對這個行業(yè)有非常深入的了解，他知道對哪些業(yè)務需求的支持是最重要的，那么我們就可以向這部分用戶集中提供更強大的、具有針對性和可定制化的支持。
智能制造：西門子的智能創(chuàng)新平臺對中國制造業(yè)企業(yè)的價值和意義如何體現(xiàn)？
梁乃明：國內(nèi)的制造業(yè)企業(yè)，不管國防軍工或者是汽車，或者是重型機械，改革開放30 年以來，是先從勞動密集型開始的，經(jīng)過這么多年，隨著人力成本競爭力的降低，中國的制造業(yè)必須實現(xiàn)轉(zhuǎn)型。今天中國的制造業(yè)企業(yè)就要考慮未來需要用怎樣的手段或者方式來爭取更多的競爭優(yōu)勢。西門子希望通過提供的智能創(chuàng)新平臺來幫助中國的制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型，來幫助我們的用戶和合作伙伴來加強他們在市場的競爭實力。
Helmuth Ludwig：談到變革的技術，每個國家給它起的名字不一樣，有的人把它叫做工業(yè)4.0，有的人把它叫做物聯(lián)網(wǎng)……不管什么名字，有一點最重要，就是我們應該如何幫助公司抓住這當中的機會。我需要強調(diào)幾點：第一，西門子致力于通過我們的技術，我們的資源，幫助制造行業(yè)的客戶、伙伴和公司來更好的抓住技術變革的機會，來幫助他們實現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)的轉(zhuǎn)型。第二，西門子十分關注中國的發(fā)展，我們進入中國市場已經(jīng)有140 年的歷史了，即便是我們的軟件部門進入中國市場比較晚，但是也有30 年時間了。我們在工業(yè)4.0 的規(guī)劃下建的第一個工廠就是德國安貝格工廠，第二個我們就選擇建在中國的成都，大家也可以看到我們的用心。我們非常重視和享受我們在中國市場和中國客戶的合作關系，我講的這種關系不僅僅是生意伙伴的關系，包括個人之間的友誼——我們都非?？粗睾拖硎?。
從德國提出的“工業(yè)4.0”到美國主張的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，要素之一就是實現(xiàn)從虛擬到現(xiàn)實的互聯(lián)，實現(xiàn)人、機、物的融合，它將觸發(fā)工業(yè)領域的生產(chǎn)力變革，將使得人類在工業(yè)領域能夠?qū)崿F(xiàn)無所不在的信息監(jiān)視和精確控制，從而真正實現(xiàn)人類對復雜系統(tǒng)的全面管理。
2015年是實施“中國制造2025”規(guī)劃的第一年，也是機械工業(yè)出版社華章公司成立的第20個年頭。2015年也是華章IT圖書熱點和暢銷書頻出的一年?！爸袊圃?025”已上升為國家戰(zhàn)略，但目前國內(nèi)制造業(yè)水平與德國等世界高端制造業(yè)強國還有明顯差距?！肮I(yè)4.0”技術落地的關鍵之一是制造業(yè)的變革和發(fā)展，這決定了“中國制造2025”的含金量。身為機工社華章公司計算機出版中心副總編的王穎，負責智能制造圖書出版，并策劃出版了“工業(yè)4.0”落地圖書，給關注和實踐“工業(yè)4.0”的國內(nèi)企業(yè)領導、CTO、實施工程師等以參考和指導，推動“中國制造2025”的落地和實現(xiàn)，以下是她對工業(yè)4.0的一些觀點。
觀點一：
“工業(yè)4.0”，正在發(fā)生的未來
互聯(lián)網(wǎng)的迅猛浪潮促使IT時代躍變到了“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，使得互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等不僅是單純的技術，更具有了社會屬性，成為了社會的核心理念?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”概念融入不同產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各個環(huán)節(jié)，新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革已踏上征程，“工業(yè)4.0”便是正在發(fā)生的未來。
關鍵詞之一：產(chǎn)業(yè)升級
1.模式升級
“工業(yè)4.0”是信息技術和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到新階段而產(chǎn)生的新的工業(yè)發(fā)展模式?！肮I(yè)4.0”要實現(xiàn)由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式的轉(zhuǎn)變，以建立個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領域和合作形式。
2.技術升級
“工業(yè)4.0”本質(zhì)是企業(yè)技術升級，提高企業(yè)、行業(yè)的整體效率和競爭力。大數(shù)據(jù)、云計算以及物聯(lián)網(wǎng)等新技術都會應用到“工業(yè)4.0”當中，再結(jié)合機器人技術和3D打印為代表的數(shù)字化制造技術、人機交互技術，最終形成智能化生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)。
3.系統(tǒng)升級
“工業(yè)4.0”要實現(xiàn)的是企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)與IT系統(tǒng)深度融合，將企業(yè)內(nèi)的IT系統(tǒng)以及數(shù)控機床、機器人等數(shù)字化生產(chǎn)設備進行全面集成，建立一個高度集成化的系統(tǒng)，為智能工廠中數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化、個性化制造提供支撐。
關鍵詞之二：企業(yè)轉(zhuǎn)型
1.互聯(lián)互通
“工業(yè)4.0”的重點是網(wǎng)絡分布式生產(chǎn)設施的實現(xiàn) ，指將生產(chǎn)所用的生產(chǎn)設施，如機床、熱處理設備、機器人、AGV、測量測試等各種數(shù)字化設備進行互聯(lián)互通和智能化的管理，實現(xiàn)信息技術與物理設施的深度融合，最終實現(xiàn)供應商與采購商、產(chǎn)品與客戶、工廠和生產(chǎn)線、設備與系統(tǒng)的互聯(lián)互通。
2.無縫集成
《中國制造2025》提出，要加快產(chǎn)品全生命周期管理、客戶關系管理、供應鏈管理系統(tǒng)的推廣應用，促進集團管控、設計與制造、產(chǎn)供銷一體、業(yè)務和財務銜接等關鍵環(huán)節(jié)集成，實現(xiàn)智能管控，并將企業(yè)內(nèi)部所有的生產(chǎn)、運營、管理、流程信息無縫鏈接。
3.個性定制
英國《經(jīng)濟學人》雜志認為：數(shù)字化生產(chǎn)為制造商提供了至關重要的靈活性，并帶來更高的生產(chǎn)效率。網(wǎng)絡化生產(chǎn)系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)流對生產(chǎn)進行控制和優(yōu)化，使小批量制造和定制生產(chǎn)成為可能。個性化定制是“工業(yè)4.0”的特征之一，是實現(xiàn)從用戶到產(chǎn)品研發(fā)、供應商、供應鏈全流程整合，以及生產(chǎn)、出庫、配送等整個過程用戶全流程透明可視和云跟蹤，從而最終實現(xiàn)用戶的個性化定制需求。
關鍵詞三：實現(xiàn)路徑
當前智能機器人、傳感器、數(shù)據(jù)存儲和計算智能技術實現(xiàn)突破，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將供應鏈、生產(chǎn)過程和倉儲物流智能連接，從而實現(xiàn)智能生產(chǎn)的供應和倉儲成本較小化、生產(chǎn)過程全自動智能化、需求增長多元化和產(chǎn)品個性化。
“工業(yè)4.0”將通過智能嵌入式技術、網(wǎng)絡技術、云數(shù)據(jù)中心和安全數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)多個設備之間、多個工廠之間的協(xié)作，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群，以集群化的優(yōu)勢去提升企業(yè)競爭力，實現(xiàn)傳統(tǒng)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型為“產(chǎn)業(yè)高度相關、工業(yè)服務體系完善”的新型制造業(yè)。
觀點二：
“工業(yè)4.0”落地――智能制造
2015年5月19日，國務院印發(fā)《中國制造2025》，部署全面推進實施制造強國戰(zhàn)略。這是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領。視制造業(yè)為立國之本、強國之基的中國，將振興制造業(yè)的戰(zhàn)線延伸至2025年，一股以“智能制造”為核心驅(qū)動的變革力量正在本土醞釀。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為不可抵擋的趨勢，正在顛覆各行各業(yè)的傳統(tǒng)運營模式。IDC的調(diào)查結(jié)果顯示，在亞太地區(qū)1000強企業(yè)中，有60%的企業(yè)正將數(shù)字化轉(zhuǎn)型視作企業(yè)的核心戰(zhàn)略。為了與時俱進，許多企業(yè)都正在尋求新技術和創(chuàng)新。CA Technologies（以下簡稱CA）表示能從技術方面幫助客戶完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
CA亞太及日本地區(qū)總裁兼總經(jīng)理馬丁?麥凱（Martin Mackay）表示：“現(xiàn)在每一家企業(yè)都面臨著被顛覆的威脅，要想生存下來都要進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型?！彼J為，數(shù)字化轉(zhuǎn)型將由軟件驅(qū)動。如今，在底只轉(zhuǎn)型中，交付軟件實際上處于每家公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型的業(yè)務核心。
馬丁?麥凱補充道：“在應用經(jīng)濟和數(shù)字化經(jīng)濟并生的潮流下，如果企業(yè)要計劃開發(fā)新的業(yè)務，這些計劃的核心必然是軟件。軟件的運維階段，必須保證軟件7×24不間斷地運行，如此才能衡量和測量軟件的效果。因此在這個階段，用戶體驗就變得格外重要。在結(jié)束軟件效果測量后，可以根據(jù)得出的結(jié)果對軟件進行調(diào)整和變化，在進行調(diào)整和變化的過程中，必須保證敏捷的調(diào)整速度，與此同時也不能犧牲產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，任何一個數(shù)字化轉(zhuǎn)型企業(yè)都必須仔細考慮軟件全生命周期的每一個階段?！?/p>
對此，CA提出了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的兩個關鍵技術和理念就是敏捷和DevOps。因為，對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的企業(yè)來說，在早期開發(fā)過程中，集成的安全架構(gòu)變得越來越重要，他們能夠以安全的方式對市場機遇做出響應。
當前，CA的工作重點也聚焦在這兩個領域，即與敏捷管理相關的軟件產(chǎn)品和與DevOps相關的軟件產(chǎn)品。
“以建應變”打造“現(xiàn)代軟件工廠”
“企業(yè)未來的成功之路將是從‘一成不變’到‘以建應變’（BuilttoChanGE），也就是將敏捷和DevOps兩者進行結(jié)合?！瘪R丁?麥凱表示。
CA為敏捷和DevOps賦予了定義。
敏捷是企業(yè)快速且自信地感知并響應變化的能力，也是企業(yè)日常業(yè)務不可或缺的技能。敏捷的方法幫助企業(yè)快速創(chuàng)建和交付產(chǎn)品，使客戶獲取價值，并保持開發(fā)工作與業(yè)務需求的一致性。
DevOps（開發(fā)運維一體化）是運維人員和開發(fā)人員一起協(xié)作，參與軟件整個生命周期，從設計到開發(fā)，再到產(chǎn)品支持的實踐。
CA 東南亞及大中華區(qū)副總裁林潔聰（Nick Lim）表示，只有將敏捷和DevOps兩者相結(jié)合才能幫助客戶更好地創(chuàng)造應用，使得這些應用在市場上更有競爭力，能更好地服務客戶，也使得其能夠更好地進入新市場，從而改變過去一成不變的方式，最終實現(xiàn)“以建應變”的策略。
這一切皆由敏捷驅(qū)動，只有將軟件置于業(yè)務核心地位的企業(yè)才能自發(fā)、快速、準確地感應、響應并適應高速變化的市場動態(tài)。所幸現(xiàn)在的DevOps技術不斷完善，其核心價值在于能夠幫助企業(yè)快速交付變更，便于快速響應企業(yè)對于市場的變化、用戶的需求。
作為前兩者的補充，CA的企業(yè)開發(fā)部門特別關注一些潛在的并購機會，從而擴張基礎產(chǎn)品的應用范圍。CA在年初曾2017年三大DevOps預測，主要趨勢為測試、安全性和指標，并預測三大趨勢將成為企業(yè)關注焦點。
CA正在加速推進將敏捷和DevOps等一些理念和技術整合到一起，并轉(zhuǎn)化為成果，打造了“現(xiàn)代軟件工廠”，通過“以建應變”，加速客戶價值實現(xiàn)。
馬丁?麥凱介紹，“現(xiàn)代軟件工廠”如同將傳統(tǒng)制造工廠當中的制造速度、制造質(zhì)量、制造設計和環(huán)境整合到一起，用這種方式開發(fā)軟件。它可以幫助企業(yè)敏捷地響應客戶需求并提供新服務；幫助企業(yè)在整個軟件生命周期中實現(xiàn)自動化，以提高質(zhì)量；幫助企業(yè)確保軟件安全，為合作伙伴和客戶提供無障礙的訪問。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型是否是人云亦云，時尚跟風呢？在林潔聰看來，數(shù)字化轉(zhuǎn)型并不是某一個具體的項目，也不是某一個具體的計劃，而是把它視為一段旅程，由他們陪伴客戶來走完這段數(shù)字化轉(zhuǎn)型的旅程。實際上，數(shù)字化轉(zhuǎn)型就是要將敏捷和DevOps兩者整合到一起。
在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的這段旅程中，“以建應變”的公司深知，在軟件規(guī)劃及開發(fā)全程中會經(jīng)歷各種變化。因此，現(xiàn)代化企業(yè)需要一個“現(xiàn)代軟件工廠”，秉持以客戶為先的宗旨，不斷改進產(chǎn)品、銳意創(chuàng)新。在“現(xiàn)代軟件工廠”的支持下，“以建應變”的公司能夠獲得無限的創(chuàng)新機會，同時具有充分的敏捷性，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理問題，恰當?shù)剡m應發(fā)展。
CA認為，現(xiàn)代化企業(yè)在規(guī)劃數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路線圖時必須重點關注以下四個關鍵領域，分別為：敏捷、開發(fā)運維（DevOps）、安全性，以及不容忽視的大型主機（隨需而定）。
CA看重中國市場將持續(xù)增加投入
為了了解企業(yè)對敏捷和DevOps實踐的認知度，以及敏捷和DevOps實踐對業(yè)務的影響，CA近期針對亞太和日本地區(qū)進行了一項《用敏捷和DevOps加速和客戶價值實現(xiàn) 》的調(diào)查。受訪者是面向全球1770位業(yè)務和IT高級管理人員，其中有100位受訪者來自中國，范圍覆蓋銀行、通信和制造業(yè)。調(diào)查結(jié)果顯示，受訪者們均表示敏捷和DevOps確實可以為那些實施數(shù)字化舉措的企業(yè)帶來實效。在中國受訪者中，89%的受訪企業(yè)認為敏捷和DevOps對成功的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略至關重要，并且整合敏捷和DevOps實踐將提高運營效率和客戶滿意度，加快新業(yè)務增長。
采用敏捷和DevOps帶來的好處遠遠超出了IT本身的范圍。在整個組織中擁抱敏捷和DevOps實踐的亞太及日本地區(qū)受訪企業(yè)獲得了更廣泛的效益，具體如下：
高級敏捷用戶的決策時間（應對新機遇的行動時間）縮短35%，相比之下基礎用戶僅縮短27%；高級DevOps用戶的產(chǎn)品上市速度提高46%，而基礎用戶僅提高19%；91%的高級敏捷采用者和87%的高級DevOps用戶看到了客戶體驗的改善。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型在中國也在如火如荼地進行，CA相信中國市場的巨大潛力，也希望與客戶和合作伙伴一起共同應對應用經(jīng)濟的變革浪潮。CA將以“以建應變”及打造“現(xiàn)代軟件工廠”的理念，為中國市場的企業(yè)客戶帶來技術和相應解決方案。
此外，針對前些時間CA中國研發(fā)團隊的調(diào)整，馬丁?麥凱表示這是全球資源配置計劃的一部分，但CA在中國市場的整體投入仍不斷增加。
CA如何保證自身一直保持在技術前沿，從而為數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支持呢？
林潔聰認為，主要有三個方面：第一，CA內(nèi)部有自己的孵化機制，即CA加速器，保證公司內(nèi)部能夠源源不斷開發(fā)出新技術；第二，CA傳統(tǒng)行業(yè)的工程師團隊也在努力保證在開發(fā)產(chǎn)品時盡量使用最新技術，從而保證CA的技術在一些通用平臺上都能夠被使用；第三，CA的企業(yè)開發(fā)部門特別關注一些潛在的并購機會，從而擴張基礎產(chǎn)品的應用范圍。
馬丁?麥凱表示：“CA有區(qū)別于其他企業(yè)的兩點優(yōu)勢。在研發(fā)領域，CA和其他公司不同的一點就是著眼于全球資源，在全球范圍內(nèi)不斷部署和優(yōu)化資源。關于云領域的問題，全世界的大趨勢是一樣的，很多公司都在建立公有云、私有云、混合云或者是公司本地云的解決方案。在大的機制上，中國和其他地方并沒有什么太大的差別，而CA的優(yōu)勢就是產(chǎn)品和應用的設計能夠適用于各種云計劃?！?/p>
企業(yè)文化是數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨的挑戰(zhàn)
談到CA 和用戶在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中面臨的挑戰(zhàn)時，馬丁?麥凱認為最主要的挑戰(zhàn)并不是技術和流程，而是在企業(yè)文化適應方面。對于工程師團隊來說，需要從過去的瀑布式開發(fā)模式轉(zhuǎn)向敏捷開發(fā)模式，并且，客戶也會參與到整個研發(fā)過程中，及時提出建議和反饋。
第一章 總則
第一條 為貫徹落實《中國制造2025》、《中國制造2025.安徽篇》、《安徽省經(jīng)濟和信息化委員會關于印發(fā)安徽省智能工廠和數(shù)字化車間認定管理暫行辦法的通知》和《蕪湖市人民政府關于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的實施意見》，進一步深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展，協(xié)同推進落實五大發(fā)展行動計劃，順應制造業(yè)智能化的發(fā)展趨勢，加快我市制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，結(jié)合蕪湖市制造業(yè)特點和技術裝備狀況，特制定本辦法。
第二條 遵循自愿、公開、公平、公正和擇優(yōu)的原則，市級智能工廠和數(shù)字化車間每年認定一次。
第三條 蕪湖市智能工廠和數(shù)字化車間的認定和撤銷等管理工作由市經(jīng)信局負責；各縣（市）、區(qū)經(jīng)信部門負責所轄區(qū)域項目的推薦申報、指導和相關管理工作。
第二章 認定
第四條 認定條件
(一) 凡在蕪湖注冊并納稅，具有獨立法人資格和健全財務管理機構(gòu)的工業(yè)企業(yè)，具有較好經(jīng)營業(yè)績。
(二) 企業(yè)編制了信息化發(fā)展規(guī)劃，制定信息化工作制度，建立了信息化組織實施機構(gòu)，擁有穩(wěn)定的信息化管理團隊。信息化建設經(jīng)費納入了本單位年度經(jīng)費預算，企業(yè)信息化投入占固定資產(chǎn)投入比重逐年上升。針對企業(yè)員工，制定具體信息化培訓方案，并有效實施。
(三) 企業(yè)信息系統(tǒng)以應用為導向，在“離散型智能制造”、“流程型智能制造”、“網(wǎng)絡協(xié)同制造”、“大規(guī)模個性化定制”和“遠程運維服務”等方面，持續(xù)改進，在本地區(qū)或行業(yè)中具有一定的典型性、代表性，以及示范和推廣效應。
第五條 認定標準
依據(jù)智能制造“離散型智能制造”、“流程型智能制造”、“網(wǎng)絡協(xié)同制造”、“大規(guī)模個性化定制”和“遠程運維服務”五種模式的關鍵要素綜合評定。評分細則參考附件1(《智能制造新模式關鍵要素及評分細則》)。
第三章 認定程序
第六條 組織申報。由縣（市）、區(qū)經(jīng)信部門組織轄區(qū)內(nèi)企業(yè)申報，對企業(yè)上報的材料進行初審，出具推薦意見，加蓋公章后匯總上報市經(jīng)信局，推薦文件一份，企業(yè)申報材料提交電子版和光盤一份。
第七條 評審認定。市經(jīng)信局受理并進行形式審查，組織專家對初審合格的單位進行評審，提出預選名單，并向社會公示，公示期5個工作日。市經(jīng)信局根據(jù)專家意見和公示收集的反饋意見審批認定，由市經(jīng)信局發(fā)文公布。
駐市經(jīng)濟和信息化局紀檢監(jiān)察部門負責全程監(jiān)督。
第四章 管理措施
第八條 有下列情況之一的，撤銷其蕪湖市智能工廠和數(shù)字化車間稱號：
（一）所在企業(yè)被依法終止的；
（二）弄虛作假、違反相關規(guī)定或有其它違法行為的。
第九條 因第八條第（二）項原因被撤銷蕪湖市智能工廠和數(shù)字化車間稱號的，不再受理其認定申請。
第十條 蕪湖市智能工廠和數(shù)字化車間發(fā)生更名、重組等重大調(diào)整的，應經(jīng)縣（市）區(qū)經(jīng)信部門報市經(jīng)信局申請更名。
第五章 獎懲
第十一條 主管部門應對工業(yè)企業(yè)開展智能制造加強指導，采取政府購買服務等方式，組織第三方服務機構(gòu)開展企業(yè)智能制造發(fā)展水平診斷，提升企業(yè)兩化融合水平。
第十二條 上報省級智能工廠、數(shù)字化車間原則上從市智能工廠和數(shù)字化車間中推薦；對每年新認定的智能工廠和數(shù)字化車間按當年市級新型工業(yè)化政策給予獎補。鼓勵各縣（市）區(qū)對新認定智能工廠和數(shù)字化車間給予支持。
第六章 附 則
第十三條 本辦法由蕪湖市經(jīng)濟和信息化局負責解釋。
第十四條 本辦法自之日起施行。
附件: 1、智能制造新模式關鍵要素及評分細則
2、蕪湖市智能工廠申報書
3、蕪湖市數(shù)字化化車間申報書
4、項目內(nèi)容具體要求
附件1
智能制造新模式關鍵要素及評分細則
項目總得分由基本要素分、附加功能要素分和績效分三部分構(gòu)成，即
總分=基本要素分(≤60分)+附加功能要素分(≤30分)+績效分(≤10分)。
根據(jù)項目的技術特征，從“離散型智能制造”、“流程型智能制造”、“網(wǎng)絡協(xié)同制造”、“大規(guī)模個性化定制”和“遠程運維服務”五種模式中選擇一種，將各分項得分填入附表1，評定項目總分。
其中，基本要素屬于單選項，即只能從多個基本要素選項中選擇一項；附加功能要素屬于多選項，附加功能要素得分為多個選項得分之和；績效分參照附表1下方的評分細則。
1.離散型智能制造模式(M1)
1.1 基本要素(單選項)
(1) 智能單元(M1-A.1)。制造單元配備了數(shù)控機床、工業(yè)機器人、傳感器和控制裝備等數(shù)字化設備，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)設備間數(shù)據(jù)交換和共享。制造單元內(nèi)各設備能夠協(xié)同工作，具備故障自診斷等功能?！?0分】
(2) 智能生產(chǎn)線(M1-A.2)。在智能單元基礎上，建立了物料自動輸送系統(tǒng)；通過網(wǎng)絡實現(xiàn)設備間數(shù)據(jù)交換和共享，具備數(shù)據(jù)自動采集、保存和分析功能。智能生產(chǎn)線各設備能夠協(xié)同工作，具備故障自診斷功能?！?0分】
(3) 智能車間(M1-A.3)。在智能生產(chǎn)線基礎上，建立了制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，實現(xiàn)計劃、調(diào)度、質(zhì)量、設備、生產(chǎn)、能效全過程閉環(huán)管理?！?0分】
(4) 智能工廠(M1-A.4)。在智能車間基礎上，建立了企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)，實現(xiàn)供應鏈、物流和成本等企業(yè)經(jīng)營管理的優(yōu)化?！?0分】
1.2 附加功能要素(多選項)
(1) 產(chǎn)品(工藝)管理(M1-B.1)。應用三維數(shù)字化技術開發(fā)產(chǎn)品，建立了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)，實現(xiàn)產(chǎn)品圖紙文件電子化，以及圖紙文件集成管理；或應用三維數(shù)字化技術設計工藝，建立了工藝集成管理系統(tǒng)，工藝流程及布局均已建立數(shù)字化模型，并進行模擬仿真，實現(xiàn)規(guī)劃、生產(chǎn)和運營全流程數(shù)字化管理?！?0分】
(2) 可視化管理(M1-B.2)。建立了生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，充分采集生產(chǎn)進度，現(xiàn)場操作，質(zhì)量檢驗，設備狀態(tài)，物料傳送等生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并與制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)的高效協(xié)同與集成，采用大數(shù)據(jù)技術，提高生產(chǎn)管理精細化和智能決策水平?！?0分】
(3) 信息安全(M1-B.3)。建有工業(yè)信息安全管理制度和技術防護體系，具備網(wǎng)絡防護、應急響應等信息安全保障能力?！?0分】
2. 流程型智能制造模式(M2)
2.1基本要素(單選項)
(1) 實時數(shù)據(jù)庫(M2-A.1)。采用先進控制系統(tǒng)，工廠自控投用率達到90%以上。建立了實時數(shù)據(jù)庫平臺，并與過程控制、生產(chǎn)管理系統(tǒng)實現(xiàn)互通集成?！?0分】
(2) 生產(chǎn)流程模型化(M2-A.2)。在先進控制系統(tǒng)的基礎上，工藝流程建立了數(shù)字化模型，具備模擬仿真和工藝優(yōu)化功能，實現(xiàn)生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)可視化。【50分】
(3) 決策智能化(M2-A.3)。在生產(chǎn)流程模型化和可視化基礎上，建立了制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)，實現(xiàn)過程量化管理，成本和質(zhì)量動態(tài)跟蹤，從原材料到產(chǎn)成品的一體化協(xié)同優(yōu)化，以及企業(yè)經(jīng)營、管理和決策的智能優(yōu)化?！?0分】
2.2附加功能要素(多選項)
(1) 運行過程動態(tài)優(yōu)化(M2-B.1)。建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自采率達到90%以上，物流、能流、物性和資產(chǎn)全流程監(jiān)控與高度集成，制造和管理信息全程透明、共享，運行過程動態(tài)優(yōu)化?！?0分】
(2) 風險自動監(jiān)控(M2-B.2)。對于存在較高安全風險和污染排放的項目，實現(xiàn)有毒有害物質(zhì)排放和危險源的自動檢測與監(jiān)控；安全生產(chǎn)全方位監(jiān)控，建立在線應急指揮聯(lián)動系統(tǒng)?！?0分】
(3) 信息安全(M2-B.3)。建立了工業(yè)信息安全管理制度和技術防護體系，具備網(wǎng)絡防護、應急響應等信息安全保障能力?！?0分】
3. 網(wǎng)絡協(xié)同制造模式(M3)
3.1基本要素(單選項)
(1) 協(xié)同平臺(M3-A.1)。建立了網(wǎng)絡化協(xié)同開發(fā)或云制造平臺，具有完善的體系架構(gòu)和運行規(guī)則?！?0分】
(2) 協(xié)同制造(M3-A.2)。借助協(xié)同平臺，面向制造需求和社會制造資源，在企業(yè)內(nèi)實現(xiàn)制造資源彈性配置，以及網(wǎng)絡化協(xié)同制造?！?0分】
(3) 企業(yè)間協(xié)同(M3-A.3)。借助協(xié)同平臺，圍繞重點產(chǎn)品，采用并行工程，實現(xiàn)異地設計、研發(fā)、測試、人力資源統(tǒng)籌與協(xié)同；【60分】
3.2附加功能要素(多選項)
(1) 產(chǎn)品溯源(M3-B.1)。利用工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析等技術，建立了圍繞全生產(chǎn)鏈協(xié)同共享的產(chǎn)品溯源體系，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)制造與運維服務等環(huán)節(jié)的信息溯源服務?！?0分】
(2) 管理框架動態(tài)重組(M3-B.2)。信息、資源高效統(tǒng)籌、異地共享，研發(fā)、生產(chǎn)、測試等環(huán)節(jié)跨區(qū)域協(xié)同，企業(yè)生產(chǎn)組織管理架構(gòu)實現(xiàn)敏捷響應、動態(tài)重組?！?0分】
(3) 信息安全(M3-B.3)。建立了工業(yè)信息安全管理制度和技術防護體系，具備網(wǎng)絡防護、應急響應等信息安全保障能力?！?0分】
4. 大規(guī)模個性化定制模式(M4)
4.1基本要素(單選項)
(1) 差異化定制(M4-A.1)。借助電子商務平臺，建立了差異化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，采用模塊化設計，通過差異化的定制參數(shù)，組合形成個性化產(chǎn)品?！?0分】
(2) 個性化定制(M4-A.2)。借助電子商務平臺，應用大數(shù)據(jù)技術對用戶的個性化需求特征進行挖掘，建立了個性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)個性化產(chǎn)品開發(fā)和銷售?！?0分】
(3) 定制服務平臺(M4-A.3)。建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)個性化定制服務平臺，通過定制參數(shù)選擇、三維數(shù)字建模、虛擬現(xiàn)實或增強現(xiàn)實等方式，實現(xiàn)與用戶深度交互，快速生成產(chǎn)品定制方案?！?0分】
4.2附加功能要素(多選項)
(1) 數(shù)據(jù)驅(qū)動(M4-B.1)。建立了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動研發(fā)、設計、生產(chǎn)、營銷、供應鏈管理和服務體系，快速和低成本滿足用戶個性化需求?！?0分】
(2) 資源協(xié)同(M4-B.2)。建立了資源管理系統(tǒng)(ERP)、客戶管理系統(tǒng)(CRM)和供應商管理系統(tǒng)(SRM)，網(wǎng)絡定制平臺與企業(yè)研發(fā)設計、計劃排產(chǎn)、柔性制造、營銷管理、供應鏈管理、物流配送和售后服務等高度協(xié)同與集成。【10分】
(3) 信息安全(M4-B.3)。建立了工業(yè)信息安全管理制度和技術防護體系，具備網(wǎng)絡防護、應急響應等信息安全保障能力?！?0分】
5.遠程運維服務模式(M5)
5.1基本要素(單選項)
(1) 云服務平臺(M5-A.1)。建立了云服務平臺，具有多通道并行接入能力，對裝備(產(chǎn)品)運行數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)遠程自動采集，并建模分析?！?0分】
(2) 數(shù)據(jù)處理(M5-A.2)。借助云服務平臺，有效篩選、梳理、存儲與管理裝備(產(chǎn)品)上傳的數(shù)據(jù)，采取數(shù)據(jù)挖掘等技術，自動生成裝備(產(chǎn)品)運行狀態(tài)報告，并推送至用戶端?！?0分】
(3) 增值服務(M5-A.3)。建立了專家?guī)旌蛯＜易稍兿到y(tǒng)，提供在線檢測、故障預警、故障診斷與修復，以及預測性維護、運行優(yōu)化和遠程升級等服務，為智能裝備(產(chǎn)品)遠程診斷和運行維護提供決策支持?！?0分】
5.2附加功能要素(多選項)
(1) 遠程操控(M5-B.1)。借助云服務平臺，遠程監(jiān)控設備狀態(tài)、作業(yè)操作和環(huán)境狀況，遠程下達操作指令，調(diào)整設備運行參數(shù)，具備接管用戶端大部分現(xiàn)場操作的功能?！?0分】
(2) 協(xié)同與集成(M5-B.2)。建立了產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)(PLM)，客戶關系管理系統(tǒng)(CRM)，云服務平臺與產(chǎn)品研發(fā)管理系統(tǒng)高度協(xié)同與集成。【10分】
(3) 信息安全(M5-B.3)。建立了信息安全管理制度，具備信息安全防護能力?！?0分】
表1 智能制造新模式評分表
單位
名稱
項目
名稱
模式類別
編號
模式
得分
離散型
M1
流程型
M2
網(wǎng)絡協(xié)同
M3
大規(guī)模定制
M4
遠程運維服務
M5
基本
要素
得分
(單選)
附加功能要素
得分
(多選)
績效
得分
總分
績效評分參考細則：
(1) 生產(chǎn)效率提高20%以上【5分】；生產(chǎn)效率提高不到20%，酌情給分。
(2) 運營成本降低10%以上【5分】；運營成本降低不到10%，酌情給分。
(3) 產(chǎn)品升級周期縮短30%以上【5分】；產(chǎn)品升級周期縮短不到30%，酌情給分。
(4) 產(chǎn)品不良品率降低5%以上【5分】；產(chǎn)品不良品率降低不到5%，酌情給分。
(5) 單位產(chǎn)值能耗降低5%以上【5分】；單位產(chǎn)值能耗降低不到5%，酌情給分。
(6) 替代惡劣或危險環(huán)境下的人工操作【5分】。
績效分等于(1)至(6)分項得分之和；總分超過10分，按10分計。
附件2
蕪湖市智能工廠申報書
申報單位（ 蓋 章 ）
智 能 工 廠 名 稱
智 能 工 廠 地 址
申 報 日 期
蕪湖市經(jīng)濟和信息化局編制
一、企業(yè)和智能工廠基本信息
（一）企業(yè)基本信息
企業(yè)名稱
機構(gòu)代碼
成立時間
單位地址
聯(lián)系人
姓名
電話
職務
手機
傳真
企業(yè)負責人
姓名
職務和職稱
電話
近三年主要經(jīng)濟指標
20 年
20 年
20 年
總資產(chǎn)（萬元）
總負債（萬元）
主營業(yè)務收入（萬元）
利潤（萬元）
稅金（萬元）
企
業(yè)
簡
介
（發(fā)展歷程、主營業(yè)務、市場開拓等方面的特點，400字左右）
（二）智能工廠基本信息
智能制造模式
離散型智能制造模式 流程型智能制造模式
網(wǎng)絡協(xié)同制造模式 大規(guī)模個性化定制模式
遠程運維服務模式
項目名稱
項目地址
起止日期
項目投資（萬元）
項
目
簡
述
（對項目的智能化特征進行簡要描述， 400字左右。）
申報
單位
真實
性承
諾
我單位申報的所有材料，均真實、完整，如有不實，愿承擔相應的責任。
法定代表人簽章：
公章：
年 月 日
縣（市）、區(qū)經(jīng)信局初審及推薦
意見
推薦單位（公章）
年 月 日
二、智能工廠基本情況
（一）項目概述
（二）項目實施的先進性（與項目實施前的效果比較，與國內(nèi)外先進水平的比較，目標產(chǎn)品市場前景分析。）
三、項目實施現(xiàn)狀（此部分具體編寫要點見附4，如申報多個模式試點示范，需分別描述。）
四、示范作用（突出對典型行業(yè)和區(qū)域內(nèi)開展同類業(yè)務的可復制性和示范價值。）
五、相關附件
1、企業(yè)營業(yè)執(zhí)照復印件；
2、企業(yè)上年經(jīng)會計師事務所審計的財務審計報告原件復印件，包括審計報告正文（含會計師事務所蓋章和注冊會計師簽字）、財務報表（資產(chǎn)負債表、利潤表或損益表、現(xiàn)金流量表）、報表附注；
3、企業(yè)智能制造關鍵技術裝備、軟件的清單及品牌、供應商和發(fā)票復印件；
4、企業(yè)智能制造方面取得的專利；
5、能夠證明滿足智能工廠的基本條件的其他文件資料。另附能夠突出反映企業(yè)智能工廠建設成效的視頻資料（清晰度不低于1080P，時長5分鐘左右，并配以說明性旁白）或電子照片（大小不低于5M，像素不低于800萬，張數(shù)不少于10張，并附照片說明性文字）。
(填報格式說明：請用A4幅面編輯，正文字體為4號仿宋體，1.5倍行距。一級標題3號黑體，二級標題3號楷體。)
附件3
蕪湖市數(shù)字化車間申報書
申 報 單 位（蓋章）
數(shù) 字 化 車 間 名 稱
數(shù) 字 化 車 間 地 址
申 報 日 期
蕪湖市經(jīng)濟和信息化局編制
蕪湖市數(shù)字化車間申請表
企業(yè)基本信息
企業(yè)名稱
所屬行業(yè)
（按國民經(jīng)濟行業(yè)分類具體到中類，如：制造業(yè)-化學纖維制造業(yè)-纖維素纖維原料及纖維制造）
所屬地區(qū)
填寫格式： xx縣（市、區(qū)）
組織機構(gòu)代碼
成立時間
詳細地址
聯(lián)系人
姓名
電話
職務
手機
傳真
上年末總資產(chǎn)（萬元）
上年末資產(chǎn)負債率（%）
上年末信用等級
上年銷售（萬元）
上年稅金（萬元）
上年利潤（萬元）
企業(yè)簡介
（發(fā)展歷程、主營業(yè)務、市場銷售等方面基本情況，限400字）
車間
基本
信息
車間名稱
車間智能化改造完成投資（萬元）
車間建設開始時間
xx年xx月
車間建設完成時間
xx年xx月
車間生產(chǎn)產(chǎn)品及產(chǎn)量
車間上年度產(chǎn)出（萬元）
車間內(nèi)全部設備臺套（產(chǎn)線）數(shù)
其中工業(yè)機器人數(shù)量
車間總體描述
（從車間智能裝備應用及聯(lián)網(wǎng)、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、物料配送自動化、產(chǎn)品信息可追溯、環(huán)境與資源能源消耗智能監(jiān)控、設計與生產(chǎn)聯(lián)動協(xié)同、售后服務智能化等方面，對擬申報示范數(shù)字化車間的智能化情況進行簡要描述，不超過500字。）
車間
基本
信息
智能裝備廣泛應用
車間內(nèi)自動化、智能化設備臺套（產(chǎn)線）數(shù)
車間內(nèi)自動化、智能化設備占全部設備比重（%)
車間設備實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)
車間內(nèi)自動化、智能化設備聯(lián)網(wǎng)數(shù)
車間內(nèi)自動化、智能化設備聯(lián)網(wǎng)數(shù)占自動化、智能化設備總數(shù)的比重（%）
生產(chǎn)過程實現(xiàn)實時調(diào)度
生產(chǎn)設備運行狀態(tài)監(jiān)控情況
（請簡要說明生產(chǎn)設備運行狀態(tài)實時監(jiān)控、故障自動報警和診斷分析的情況）
（請簡要說明關鍵設備自動調(diào)試修復的情況）
生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集分析情況
（請簡要說明車間作業(yè)計劃生成情況）
（請簡要說明生產(chǎn)制造過程中物料投放、產(chǎn)品產(chǎn)出數(shù)據(jù)采集、傳送情況）
（請簡要說明生產(chǎn)制造過程根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)計劃實時調(diào)整的情況）
物料配送實現(xiàn)自動化
自動識別技術設施、自動物流設備使用情況
（請簡要說明生產(chǎn)過程采用自動識別技術設施的情況）
（請簡要說明車間物流自動挑選、實時配送和自動輸送情況）
產(chǎn)品信息實現(xiàn)可追溯
關鍵工序智能化質(zhì)量檢測設備使用情況
（請簡要說明產(chǎn)品質(zhì)量在線自動檢測、報警情況）
（請簡要說明產(chǎn)品質(zhì)量自動診斷分析和處理情況）
產(chǎn)品信息管理情況
（請簡要說明采用智能化技術設備實時記錄產(chǎn)品信息的情況）
（請簡要說明產(chǎn)品采用批號/批次/序列號管理的情況）
數(shù)字化車間建設前后經(jīng)濟、社會效益情況
數(shù)字化車間建設前后經(jīng)濟、社會效益情況總體描述
（從產(chǎn)出水平、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、綠色制造、安全生產(chǎn)、服務型制造等方面，對擬申報示范數(shù)字化車間建設前后情況進行對比分析，并說明目前在行業(yè)內(nèi)所處水平）
數(shù)字化車間建設前后經(jīng)濟效益情況
建設完成前的企業(yè)年銷售（萬元）
建設完成后的企業(yè)年銷售（萬元）
建設完成前的企業(yè)年利潤（萬元）
建設完成后的企業(yè)年利潤（萬元）
建設完成前的企業(yè)年稅金（萬元）
建設完成后的企業(yè)年稅金（萬元）
車間人數(shù)情況
建設完成前車間人數(shù)
建設完成后車間人數(shù)
生產(chǎn)效率提升情況
建設完成前每人每天產(chǎn)出水平（元/人/天）
建設完成后每人每天產(chǎn)出水平（元/人/天）
產(chǎn)品質(zhì)量提升情況
建設完成前產(chǎn)品合格率（%）
建設完成后產(chǎn)品合格率（%）
建設完成前優(yōu)良品率（%）
建設完成后優(yōu)良品率（%）
申報
單位
真實
性承
諾
我單位申報的所有材料，均真實、完整，如有不實，愿承擔相應的責任。
法定代表人簽章：
公章：
年 月 日
縣（市）、區(qū)
經(jīng)信局初
審及推薦
意見
推薦單位（公章）
年 月 日
一、企業(yè)情況概述
（一）申報單位概況：成立時間、發(fā)展歷程、資本性質(zhì)、組織結(jié)構(gòu)、財務狀況、經(jīng)營情況等；
（二）技術水平：研發(fā)隊伍、科研成果、知識產(chǎn)權(quán)、提供技術支持和服務的能力和條件等情況；
（三）行業(yè)優(yōu)勢：在相關行業(yè)、區(qū)域以及智能制造方面已具備的技術優(yōu)勢、服務優(yōu)勢，已有的智能制造基礎和取得的經(jīng)濟、社會效益。
二、數(shù)字化車間情況概述
（一）企業(yè)建設數(shù)字化車間的目的和意義
（二）企業(yè)建設數(shù)字化車間的目標和任務
（三）當前國內(nèi)外同行業(yè)數(shù)字化車間建設情況
（四）車間智能化改造實施前后社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益對比，在提升智能制造水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、促進安全生產(chǎn)、實現(xiàn)綠色發(fā)展等方面取得的經(jīng)濟和社會效益分析；（著重介紹，盡可能列出數(shù)據(jù)、圖片或視頻資料）
（五）數(shù)字化車間對引領行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的示范點、創(chuàng)新點；
三、數(shù)字化車間具體情況介紹
（一）智能裝備應用情況。車間內(nèi)應用的自動化生產(chǎn)線、機器人等自動化、智能化生產(chǎn)、試驗、檢測等設備情況，包括臺套（產(chǎn)線）數(shù)、占車間設備臺套（產(chǎn)線）數(shù)比例以及設備的具體功能及性能指標等。
（二）車間設備聯(lián)網(wǎng)情況。車間采用現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和分布式控制系統(tǒng)等信息技術和控制系統(tǒng)，建立車間級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的情況，車間內(nèi)生產(chǎn)設備聯(lián)網(wǎng)數(shù)，占智能化、自動化設備總量的比例。請?zhí)峁┸囬g信息通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，對架構(gòu)進行說明；提供實現(xiàn)系統(tǒng)、裝備、零部件以及人員之間信息互聯(lián)互通和有效集成的方案；詳細描述企業(yè)信息安全保障的情況。
（三）生產(chǎn)過程實時調(diào)度情況。生產(chǎn)設備運行狀態(tài)實時監(jiān)控、故障報警和診斷分析情況，生產(chǎn)任務指揮調(diào)度、車間作業(yè)計劃生成情況。請?zhí)峁┲圃靾?zhí)行系統(tǒng)的架構(gòu)，描述與生產(chǎn)直接相關的子系統(tǒng)的功能；描述制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）與企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）集成的技術方案。
（四）物料配送自動化情況。生產(chǎn)過程采用二維碼、條形碼、電子標簽、移動掃描終端等自動識別技術設施的情況。請?zhí)峁┪锪餍畔⒒到y(tǒng)的整體架構(gòu)圖；物流設施及設備的清單；描述物流系統(tǒng)的自動化、柔性化和網(wǎng)絡化特征。請描述電子單證、無線射頻識別等物聯(lián)網(wǎng)技術的應用情況。請?zhí)峁┪锪餍畔㈡溰浻布到y(tǒng)架構(gòu)圖、信息集成圖；描述多種運輸方式的聯(lián)動方式及效果；提供物流過程可視化、可追溯管理的實施方案；描述定制化增值服務的類別和相應的實施方案。
（五）產(chǎn)品信息可追溯情況。產(chǎn)品質(zhì)量在線自動檢測、報警和診斷分析情況；在原輔料供應、生產(chǎn)管理、倉儲物流等環(huán)節(jié)采用智能化技術設備實時記錄產(chǎn)品信息情況。
四、相關附件
（一）企業(yè)營業(yè)執(zhí)照復印件；
（二）企業(yè)上年經(jīng)會計師事務所審計的財務審計報告原件復印件，包括審計報告正文（含會計師事務所蓋章和注冊會計師簽字）、財務報表（資產(chǎn)負債表、利潤表或損益表、現(xiàn)金流量表）、報表附注；
（三）車間內(nèi)智能設備、控制系統(tǒng)、軟件的購置發(fā)票清單及發(fā)票復印件；
（四）其他相關文件。另附能夠突出反映企業(yè)數(shù)字化車間建設成效的視頻資料（清晰度不低于1080P，時長5分鐘左右，并配以說明性旁白）或電子照片（大小不低于5M，像素不低于800萬，張數(shù)不少于10張，并附照片說明性文字）。
(填報格式說明：請用A4幅面編輯，正文字體為4號仿宋體，1.5倍行距。一級標題3號黑體，二級標題3號楷體。)
附件4： 項目內(nèi)容具體要求
模式一：離散型智能制造試點示范項目
1、項目系統(tǒng)模型建立與運行情況
請分別提供車間/工廠總體設計模型、工程設計模型、工藝流程及布局模型的架構(gòu)及說明；提供上述系統(tǒng)模型模擬仿真的情況。
2、先進設計技術應用和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)建設情況
請描述數(shù)字化三維設計與工藝技術的應用情況，以及通過物理檢測與試驗進行驗證和優(yōu)化的情況；提品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)的整體架構(gòu)圖，描述其主要功能。
3、關鍵技術裝備應用情況
請?zhí)峁└邫n數(shù)控機床與工業(yè)機器人、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等關鍵技術裝備的應用與集成情況。
4、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)建設情況
請?zhí)峁┥a(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的整體架構(gòu)及功能描述。
5、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)建設情況
請?zhí)峁┲圃靾?zhí)行系統(tǒng)(MES)的架構(gòu)，描述其主要子系統(tǒng)的功能；提供企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)架構(gòu)，并描述其主要子系統(tǒng)的功能。
6、工廠內(nèi)部網(wǎng)絡架構(gòu)建設及信息集成情況
請?zhí)峁┕S內(nèi)部工業(yè)通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，并對架構(gòu)進行說明；提供制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)實現(xiàn)信息集成的技術方案及運行情況；提供全生命周期產(chǎn)品信息統(tǒng)一平臺的架構(gòu)，說明其運行情況。
7、信息安全保障情況
請描述項目的信息安全管理制度、技術防護體系和功能安全保護系統(tǒng)的建設及運行情況。
模式二：流程型智能制造試點示范項目
1、項目系統(tǒng)模型建立與運行情況
請分別提供工廠總體設計模型、工程設計模型、工藝流程及布局模型的架構(gòu)及說明，并提供上述系統(tǒng)模型模擬仿真的情況。
2、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)建設情況
請?zhí)峁?shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖、系統(tǒng)建設和運行情況；描述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與分析情況。
3、先進控制系統(tǒng)建設情況
請?zhí)峁┫冗M控制系統(tǒng)架構(gòu)圖、系統(tǒng)建設情況；描述關鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動控制與在線優(yōu)化的總體情況。
4、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)建設情況
請?zhí)峁┲圃靾?zhí)行系統(tǒng)(MES)的架構(gòu)，并描述其主要子系統(tǒng)的功能；提供企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)架構(gòu)，及其主要子系統(tǒng)的功能。
5、健康安全環(huán)境監(jiān)控情況
對于存在較高安全風險和污染排放的項目，請?zhí)峁┯泻ξ镔|(zhì)排放和危險源的自動檢測與監(jiān)控情況，安全生產(chǎn)的監(jiān)控情況，描述在線應急指揮系統(tǒng)主要功能及運行情況。
6、工廠內(nèi)部網(wǎng)絡架構(gòu)建設情況
請?zhí)峁╉椖康男畔⑼ㄐ排c網(wǎng)絡系統(tǒng)的架構(gòu)，并對架構(gòu)進行描述；描述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)與制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實現(xiàn)信息集成的技術方案；描述制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)實現(xiàn)信息集成的技術方案；提供全生命周期數(shù)據(jù)統(tǒng)一平臺的架構(gòu)，說明其建設和運行情況。
7、信息安全保障情況
請描述項目的信息安全管理制度、技術防護體系和功能安全保護系統(tǒng)的建設情況。
模式三：網(wǎng)絡協(xié)同制造試點示范項目
1. 網(wǎng)絡化制造資源協(xié)同平臺建設情況
請?zhí)峁┚W(wǎng)絡化制造資源協(xié)同平臺的軟硬件系統(tǒng)架構(gòu)圖(包括技術架構(gòu)、邏輯架構(gòu)等)和運行規(guī)則；說明各協(xié)同企業(yè)的信息系統(tǒng)與該平臺對接方式。
2. 開展協(xié)同開發(fā)的情況
請描述跨企業(yè)、跨部門開展協(xié)同開發(fā)的業(yè)務流程，以及異地資源的統(tǒng)籌和協(xié)同情況。
3. 開展協(xié)同制造的情況
請描述基于網(wǎng)絡化制造資源協(xié)同平臺所提供的制造服務和資源，企業(yè)間、部門間的典型應用場景。
4. 產(chǎn)品溯源體系建設情況
請?zhí)崞匪菰大w系的建設情況，描述主要環(huán)節(jié)信息溯源服務開展情況。
5. 制造服務和資源的動態(tài)分析和柔性配置情況
請描述企業(yè)制造資源協(xié)同平臺實現(xiàn)對制造需求和社會化制造資源的動態(tài)分析和柔性配置功能。
6. 信息安全保障情況
請描述項目的信息安全管理制度和技術防護體系建設及運行情況。
模式四：大規(guī)模個性化定制試點示范項目
1. 產(chǎn)品采用模塊化設計的情況
請?zhí)峁┛啥ㄖ飘a(chǎn)品的品類、各品類可定制的參數(shù)、定制服務模式、用戶定制流程、企業(yè)個性化制造流程。
2. 個性化定制服務平臺的建設情況
請?zhí)峁﹤€性化定制平臺的軟硬件系統(tǒng)架構(gòu)圖，包括技術架構(gòu)、邏輯架構(gòu)等，描述與用戶的交互方式等功能。
3. 個性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的建設情況
請?zhí)峁﹤€性化產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的建設情況，描述對用戶個性化需求數(shù)據(jù)的挖掘和分析的情況。
4. 個性化定制平臺與相關系統(tǒng)集成情況
請?zhí)峁﹤€性化定制平臺與企業(yè)設計、生產(chǎn)、營銷、供應鏈管理、物流配送、客戶服務等數(shù)字化制造系統(tǒng)的協(xié)同與集成情況。
模式五：遠程運維服務試點示范項目
1. 智能裝備/產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集、通信和遠程控制功能
請描述智能裝備/產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集、通信和遠程控制功能，及所采用的技術方案、數(shù)據(jù)接口格式。
2. 遠程運維服務平臺建設及運行情況
請?zhí)峁┻h程運維服務平臺的系統(tǒng)架構(gòu)(包括技術架構(gòu)、邏輯架構(gòu)等)和詳細功能；描述基于遠程運維服務平臺提供的具體增值服務，以及各種增值服務的業(yè)務流程和實施方案。
3. 遠程運維服務平臺與相關系統(tǒng)集成情況
請?zhí)峁┻h程運維服務平臺與產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)(PLM)、客戶關系管理系統(tǒng)(CRM)、產(chǎn)品研發(fā)管理系統(tǒng)的集成方案。
4. 專家?guī)旌蛯＜易稍兿到y(tǒng)建設情況
請描述專家?guī)?、專家咨詢系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、主要功能、運行情況。
（1.神華國能集團有限公司科技信息環(huán)保部，中國 北京 100033；2.神華國能寧夏煤電有限公司，寧夏 銀川 750409；
3.航天神潔〈寧夏〉環(huán)?？萍加邢薰?，寧夏 銀川 750001；4.北京信息控制研究所，中國 北京 100048）
【摘 要】分析了數(shù)字化電廠的定義、特點和體系結(jié)構(gòu)，明確了傳統(tǒng)電廠向數(shù)字化電廠發(fā)展需建設的內(nèi)容，闡述了傳統(tǒng)電廠數(shù)字化建設面臨的問題和建設方法，其中建設方法包括生產(chǎn)運行數(shù)字化、生產(chǎn)管理及經(jīng)營決策的數(shù)字化，提出傳統(tǒng)電廠數(shù)字化建設需分階段實現(xiàn)的設想，重點介紹了分散控制系統(tǒng)（DCS）一體化建設，并給出了兩個電廠DCS改造的成功案例。
關鍵詞 數(shù)字化電廠；DCS改造；廠級DCS
作者簡介：韓平，神華國能集團有限公司科技信息環(huán)保部，高級工程師，從事火力發(fā)電集團科技信息環(huán)保管理工作。
0 引言
對于已建成并運營了一定年限的火力發(fā)電廠（稱為傳統(tǒng)電廠），為了提高其發(fā)電效率、降低發(fā)電成本，需要運用系統(tǒng)論方法，把電廠的數(shù)字化建設進行逐層剖析，從整體出發(fā)進行設計，使電廠數(shù)字化建設全面有序展開，提升整個電廠運營效率。
1 數(shù)字化電廠的概念
數(shù)字化電廠的定義大致可分為兩類：一類是狹義的、淺層次的、初級的，即認為數(shù)字化電廠就是指電廠生產(chǎn)，乃至管理的數(shù)字化，只要電廠監(jiān)控系統(tǒng)(包括現(xiàn)場儀表)和管理系統(tǒng)的各個層面都實現(xiàn)了數(shù)字化，就認為建成了數(shù)字化電廠；而另一類是廣義的、深層次的、高級的，即認為數(shù)字化電廠包括電廠設計、建設、營運、管理等電廠全生存周期各個過程的數(shù)字化，重要的是應建立有電廠的數(shù)字模型，并充分利用系統(tǒng)集成、專家系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代信息處理和管理決策技術，實現(xiàn)電廠管控真正意義上的信息化、智能化，最大限度地達到電廠安全、高效、環(huán)保的運行狀態(tài)。實際上，后一種定義更為全面、系統(tǒng)，也與國際上主流的數(shù)字化工廠觀點相吻合。[1]
從電廠生存周期全過程綜合來看，電廠的數(shù)字化不僅體現(xiàn)在建立有相應的數(shù)字化電廠模型，而且也應包括在其各個生存過程的數(shù)字化，即電廠規(guī)劃和設計的數(shù)字化、電廠建設的數(shù)字化、電廠運行的數(shù)字化、電廠運營管理的數(shù)字化等各個層面，如此才可稱得上是全面的數(shù)字化電廠。
2 數(shù)字化電廠體系結(jié)構(gòu)
通過對發(fā)電企業(yè)管控一體化模型的研究并結(jié)合火力發(fā)電廠的特征，將數(shù)字化電廠分為四個層次、四個支持系統(tǒng)的數(shù)字化電廠層次結(jié)構(gòu)模型。數(shù)字化電廠的結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。[2]
四個層次分別是：現(xiàn)場設備層、廠級監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層、經(jīng)營決策層。
四個支持系統(tǒng)分別是：數(shù)據(jù)庫支持系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡支持系統(tǒng)、三維模型支持系統(tǒng)、電廠標識系統(tǒng)KKS。
3 傳統(tǒng)電廠數(shù)字化建設面臨的問題
3.1 傳統(tǒng)的設計模式與數(shù)字化設計的要求相差很遠
由于傳統(tǒng)的設計機制沒有針對數(shù)字化電廠的特點進行提升和變革，加之由于設計人員的設計理念還局限于傳統(tǒng)電廠的設計,沒有深入理解數(shù)字化電廠的特點，造成數(shù)字化電廠設計的目的僅僅是數(shù)據(jù)共享和實時可查。由于采用的應用軟件平臺不同,缺乏規(guī)范統(tǒng)一性,使大量的有用信息無法真正共享,造成資源浪費。[5]
3.2 軟件不能合理利用盲目引進造成浪費
近幾年隨著國外設備的引進,有些電廠就像引進設備那樣來引進軟件,沒有對整個電廠的信息系統(tǒng)進行總體規(guī)劃,使數(shù)據(jù)傳遞不暢,結(jié)果使引進的軟件不能發(fā)揮應有的作用。同時由于沒有系統(tǒng)規(guī)劃,還造成了許多軟件功能的重復,引起數(shù)據(jù)冗余,造成浪費。
3.3 企業(yè)技術人員缺乏
國內(nèi)的不少企業(yè)已經(jīng)引入了國外先進的軟件,但是技術人員缺乏,不能使軟件功能最為有效的發(fā)揮成為一個不可回避的問題。
3.4 其他問題
在現(xiàn)在的數(shù)字化電廠中,還普遍存在系統(tǒng)目標不明確,系統(tǒng)規(guī)劃不合理,以及設計階段缺少統(tǒng)一的編碼等問題。
4 傳統(tǒng)電廠數(shù)字化建設方法
全面實現(xiàn)電廠數(shù)字化工作，在國內(nèi)外均處于剛起步階段，對于20世紀90年代建設的傳統(tǒng)電廠的數(shù)字化建設，建議分階段進行，第一階段是實現(xiàn)生產(chǎn)運行數(shù)字化，包括全廠DCS一體化、智能保護及智能安防、一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)、無人值守、升壓站監(jiān)控系統(tǒng)、智能化調(diào)度，重點是對分散控制系統(tǒng)（DCS）進行升級改造，建成全廠DCS一體化，也稱為廠級DCS。第二階段是生產(chǎn)管理與經(jīng)營決策數(shù)字化。
4.1 生產(chǎn)運行數(shù)字化
4.1.1 廠級 DCS 的概念
廠級DCS是在各單元機組、公用、輔控系統(tǒng)網(wǎng)絡基礎上，設置一個整合統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡平臺，它實現(xiàn)對廠內(nèi)所有生產(chǎn)系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。在廠級DCS控制平臺上可根據(jù)實際情況引入故障診斷、智能設備狀態(tài)管理、振動分析系統(tǒng)、煤質(zhì)在線分析、鍋爐壽命在線監(jiān)測及管理等專家系統(tǒng)，實現(xiàn)高級智能監(jiān)控、智能保護和智能管理任務。[3]
廠級DCS設置全功能操作員站，全能值班員可根據(jù)權(quán)限通過任一全功能操作員站實現(xiàn)對各機組及公用系統(tǒng)的監(jiān)視和操作，使一人監(jiān)控全廠，在技術上成為可能。同時，各單元機組及公用、輔助系統(tǒng)的各自正常監(jiān)視和操作也不會受到影響。由于廠級DCS網(wǎng)的聯(lián)絡作用，在正常情況下，各單元及公用控制網(wǎng)絡的操作員站還能實現(xiàn)交叉監(jiān)視和操作，便于在某些特定情況下實現(xiàn)運行人員與人機接口設備的資源整合。
4.1.2 DCS改造案例
1）案例1
大唐洛陽首陽山發(fā)電廠3號機組為國產(chǎn)300MW發(fā)電機組，于1995年10月投產(chǎn)運行，熱控系統(tǒng)主要由四部分組成，其中，主控系統(tǒng)為ABB公司的INFI-90控制系統(tǒng)；給水泵小汽輪機電液控制系統(tǒng)(MEH)為西屋公司的WDPF－Ⅱ控制系統(tǒng)；汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)為日立公司的HITACHI－3000控制系統(tǒng)；旁路控制系統(tǒng)(BPC)為西門子公司的TELEPERM－ME控制系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間采用硬接線進行數(shù)據(jù)交換。[4]
改造原因：這幾個系統(tǒng)采用的是上世紀80年代末DCS的設計思想，硬件龐大，功能雖然在當時比較先進，但現(xiàn)在已遠遠落后。四大子系統(tǒng)采用不同廠家的控制系統(tǒng)，相互獨立，接口復雜，子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換采用硬接線方式，數(shù)據(jù)及記錄不能自由共享，也沒有能參考的統(tǒng)一時間標簽，進行事故分析時極為不便。另外還有系統(tǒng)設備老化、硬件及軟件設備經(jīng)常出現(xiàn)故障等原因，需對系統(tǒng)進行升級改造。
改造方案：取消原DEH、MEH、BPC三個子系統(tǒng)，整個DCS在原INFI-90系統(tǒng)基礎上進行一體化升級改造，采用ABB公司最新推廣的IndustrialIT Symphony系統(tǒng)替換原有系統(tǒng)，只更換非INFI-90 系統(tǒng)的控制電纜及原INFI-90 系統(tǒng)中極少數(shù)重要信號的電纜。
改造效果：經(jīng)過改造實現(xiàn)了DCS、DEH、MEH、BPC、ETS、METS 一體化，消除了不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享、時鐘同步等問題。一體化后，原本需要分別進行管理的四大子系統(tǒng)可統(tǒng)一管理，極大減輕了熱工人員的維護工作量。
2）案例2
浙江北侖發(fā)電廠的一期二臺機組分別于1991年10月和1994年11月建成投產(chǎn)，其控制系統(tǒng)采用的是美國ABB公司1984年推出的MOD-300分散控制系統(tǒng)，是國內(nèi)較早采用DCS控制的機組之一。#1機組MOD-300分散控制系統(tǒng)包含機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)、燃燒器控制系統(tǒng)(BCS)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、人機接口系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(完成數(shù)據(jù)存儲、打印功能)、事故追憶(SOE)、SCS網(wǎng)關接口等子系統(tǒng)。
改造原因：一是系統(tǒng)設備明顯老化，可靠性大為降低，故障發(fā)生的頻度增大；二是備品備件購買困難，由于計算機技術迅猛發(fā)展，國外的控制系統(tǒng)不斷進行升級換代，老的控制系統(tǒng)備品備件不再生產(chǎn)，現(xiàn)在MOD-300控制系統(tǒng)的顯示器、網(wǎng)關處理器、M/A站、I/O卡件等一些備品已無處購買。
改造方案：對DCS進行徹底改造，采用上海西屋公司的OVATION系統(tǒng)。
改造效果：原來吹灰系統(tǒng)的控制由ABB公司的PLC實現(xiàn)，本次改造設計了DCS與吹灰PLC之間的通訊接口，通過DCS操作員站對吹灰系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。OVATION系統(tǒng)提供了一個與MIS系統(tǒng)的接口，為了保證DCS的安全性，在MIS系統(tǒng)一側(cè)專門配備了物理隔離設備和防火墻。對集控室布局進行改造，將原來#1、#2機組獨立的集控室合二為一，即把#2機組的集控室并到#1機組來，以便于管理。
4.1.3 智能保護及智能安防
智能保護系統(tǒng)實現(xiàn)保護邏輯的智能化，提高保護信號的可靠性，增強保護系統(tǒng)對不同工況適應性。同時在現(xiàn)場設備數(shù)字化基礎上完善了設備狀態(tài)管理功能后可引入相應的專家系統(tǒng)實現(xiàn)智能事故預測預控，切實提高機組運行的可靠性，確保安全運行。
安防系統(tǒng)采用數(shù)字化和智能化的前端監(jiān)控檢測設備，通過網(wǎng)絡傳輸圖像和數(shù)據(jù)，保證了監(jiān)控畫面的品質(zhì)，提高了信號的及時性和準確性，通過網(wǎng)絡互聯(lián)，實現(xiàn)各子系統(tǒng)聯(lián)動，為運行設備的安全運行及電廠的安全保衛(wèi)提供保障。
4.1.4 一鍵啟停技術與應用
一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)（即：機組自啟停控制系統(tǒng)，簡稱APS系統(tǒng)）可以使機組按照規(guī)定的程序進行設備的啟停操作，不僅大大簡化了操作人員的工作，減少了出現(xiàn)誤操作的可能，提高了機組運行的安全可靠性，同時也縮短了機組啟動時間，提高了機組的經(jīng)濟效益。
快速準確的機組啟動縮短了機組啟、停設備時間，優(yōu)化的控制策略降低了啟停過程中的煤耗和油耗，提高了機組運行經(jīng)濟效益。
4.1.5 無人值守及運行優(yōu)化
通過光纖通訊、無線通訊等先進網(wǎng)絡技術的應用，實現(xiàn)全廠一點監(jiān)控，取消了輸煤、除灰、水務、脫硫、電除塵等監(jiān)控點，生產(chǎn)現(xiàn)場無人值守，大量減少了運行值班人員。
通過實施低負荷下機組運行優(yōu)化措施（包括機組滑壓參數(shù)優(yōu)化、機組冷端運行優(yōu)化、輔機運行方式優(yōu)化等），提高機組的整體效率和整體經(jīng)濟效益， 對當前的節(jié)能減排工作具有重要的意義。
4.1.6 數(shù)字化的升壓站監(jiān)控系統(tǒng)
數(shù)字化升壓站控制系統(tǒng)以一次設備信息數(shù)字化、二次設備網(wǎng)絡化和統(tǒng)一的信息平臺為基礎，通過采用先進的傳感器、電子、信息、通信、控制、人工智能等技術，實現(xiàn)升壓站設備的遠程監(jiān)控、程序化自動運行控制、設備狀態(tài)檢修、運行狀態(tài)自適應、智能分析決策、網(wǎng)絡故障后的自動重構(gòu)以及與調(diào)度中心信息的靈活交互等功能，實現(xiàn)一、二次設備監(jiān)控的數(shù)字化、運行管理的數(shù)字化。
4.1.7 智能化調(diào)度
智能電網(wǎng)的發(fā)展目標在節(jié)能減排、適應新能源接入、工業(yè)化和信息化深度融合等方面提出了更高的要求。電網(wǎng)智能調(diào)度技術支持系統(tǒng)通過對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的監(jiān)視、分析與仿真，采用智能化、數(shù)字化的手段自動跟蹤電網(wǎng)及電廠的變化情況，從而及時準確、快速地解決電網(wǎng)及電廠運行過程中的各種問題。電廠作為電網(wǎng)智能調(diào)度的對象之一，應滿足電網(wǎng)調(diào)度的要求，適應電網(wǎng)智能化調(diào)度運行的需要。
4.2 生產(chǎn)管理及經(jīng)營決策的數(shù)字化
圖2是某一火力發(fā)電廠電廠信息系統(tǒng)大的框架，每個功能模塊下有大量子模塊。
（1）通過生產(chǎn)和設備管理系統(tǒng)，加強對全廠設備的監(jiān)控和管理， 加強設備的缺陷管理，提高設備維修的有效性和經(jīng)濟性，延長設備使用壽命，提高設備可利用率，縮短檢修工期和降低檢修成本；
（2）通過經(jīng)營管理系統(tǒng)，對全廠運行和管理的成本實行動態(tài)的跟蹤分析以達到降低原材料消耗，減少運行維護費用，控制生產(chǎn)成本的目的，并及時向領導提供輔助決策信息，幫助領導做出正確決策，以適應市場競爭的環(huán)境對領導的快速決策提出的更高的要求，同時也為競價上網(wǎng)和開展電子商務創(chuàng)造條件；
（3）通過辦公管理系統(tǒng)，建立一個功能完善、使用便利和高度共享的管理系統(tǒng)，達到提高工作效率、減少管理人員，促進管理現(xiàn)代化的目的；
（4）通過電廠決策支持系統(tǒng)，及時向領導提供輔助決策信息，幫助領導做出正確決策，以適應市場競爭的環(huán)境對領導的快速決策提出的更高的要求；
（5）建立一個基于企業(yè)級網(wǎng)絡和大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、能充分支持電廠各種應用的先進、穩(wěn)定和安全的計算機運行平臺；
（6）在實時數(shù)據(jù)庫和關系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)基礎上通過數(shù)據(jù)挖掘，構(gòu)建面向數(shù)據(jù)主題的電廠數(shù)據(jù)倉庫，為電廠決策支持系統(tǒng)和高級應用的專家系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。
5 結(jié)束語
對傳統(tǒng)電廠進行數(shù)字化升級改造是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要用系統(tǒng)工程技術進行系統(tǒng)規(guī)劃、頂層設計。綜合應用計算機網(wǎng)絡技術、自動控制技術和信息技術、數(shù)字化電廠的三維設計技術、現(xiàn)場設備智能化技術，才能把傳統(tǒng)電廠建成技術先進的數(shù)字化電站。
參考文獻
［1］周四維,李忠炳,張晉賓.數(shù)字化電廠的概念及實施[J].上海電力學院學報,2014,30(3):208-212.
［2］曾華林.論數(shù)字化電廠的技術發(fā)展[J].電力技術資訊,2013:107-109.
［3］周森.1000MW 超（超）臨界機組廠級 DCS 設計淺析[J].神華科技,2013,11(6):45-53.
［4］李珊珊,朱峰.300MW機組DCS改造典型問題分析[J].河南電力,2009,4:11-15.
