总760期第二十六期2021年9月
河南科技
Henan Science and Technology
食品卫生许可证在哪里办理庄天天
（中海石油气电集团有限责任公司，北京100028）
摘要：随着制造业竞争压力的日益增加，数字化工厂概念被提出并不断完善。企业为了提高产品质量，满足用户对产品日益灵活的需求，提高自身核心竞争力从而占领更大的市场份额，越来越多地开始选择建设数字化工厂，进行精益化生产与管理。通过大数据、物联网、云计算等信息技术的应用，企业可以对生产过程进行全过程和全周期的检验和分析，利用仿真模拟技术来提高生产效率并保证产品质量。因此，数字化工厂对我国制造业的发展意义重大。为了能够更好地提高其应用质量，本文着重对数字化工厂及其相关技术进行分析。
关键词：数字化工厂；全生命周期；产品加工
唐国强主演的电视剧中图分类号：TK278文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）26-0029-03 Research on Digital Chemical Plant and Its Key Technologies
ZHUANG Tiantian
（CNOOC Gas&Power Group Co.,Ltd.,Beijing100028）
Abstract:With the increasing competitive pressure in manufacturing industry,the concept of digital chemical plant has been put forward and continuously improved.In order to better improve product quality,meet users'increasingly flexible needs for products,improve their core competitiveness and occupy a larger market share,more and more en⁃terprises begin to choose to build digital chemical plants for lean production and management through the application of information technologies such as big data,Internet of things and cloud computing,Enterprises can inspect and ana⁃lyze the whole process and cycle of production process,and use simulation technology to improve production efficien⁃cy and ensure product quality.Therefore,digital chemical plant is of great significance to the development of China's manufacturing industry.In order to better improve its application quality,this paper focuses on the analysis of digital chemical plant and its related technologies.
Keywords:digital chemical plant；manufacturing full life cycle；product processing
人类步入现代社会的重要标志之一就是工业体系的形成及其技术的发展。随着近年来各国制造业的飞速发展，不断提升的制造精度使市场中各种各样高质量的产品层出不穷，从而导致竞争日益激烈。制造业现在面临着非常大的竞争压力，为了能够更好地应对市场竞争压力，各企业都在积极探索如何改变和调整生产模式、降低工作成本、提升工厂效率，于是数字化工厂应运而生。数字化生产的本质是通过数字化技术和相应软件对整体工艺与生产线进行设计与规划，从而提高生产效率。
1数字化工厂概述
1.1数字化工厂的概念
要探讨数字化工厂，首先需要明确工业互联网的基本概念。2012年工业互联网被提出，随后，越来越多的企业加入工业互联网的建设中。工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系。其本质是通过工业互联网来连接企业生产经营各环节中的客户、供应商、设备以及生产装置等多个部分，使得产业链上下游连接更加紧密，确保不同地域之间的生产关系能够摆脱时空限制，达到互联互通的效果。数字化工厂在近几年的发展中以工业互联网为依托，通过智能化和数字化技术的研究与应用对自身的整体制造和服务体系进行改造和提升。数字化工厂的主要应用场景包括生产线数字化、设计仿真和评价数字化、制造设备数控化、车间执行与分析数字化4个方面，涵盖生产制造的设计、生产、流通、工艺及通信等多个部分，以提高生产效率来
收稿日期：2021-08-12
作者简介：庄天天（1987—），男，硕士，工程师，研究方向：数字化工厂、数字孪生、完整性管理、三维智能设计。
信息技术
达到严控产品质量的目标。近年来，随着数字化技术的快速发展，数字化工厂的建设也衍生出很多分支，但是数字化发展的根本路径还是在于利用数字化技术对工厂进行自动化与信息化整合，是未来实现工业互联、智能工厂等建设目标的重要内容［1］。
1.2数字化工厂的特点
通过数字化技术对工厂生产经营模式的改造，数字化工厂可以极大地提高企业的生产效率，是企业提高自身核心竞争力和获得更高市场收益的重要方法之一。具体来说，数字化工厂技术具有以下4个特点。
1.2.1缩短投放周期。通过数字化技术的支持，产品的全生命周期管理都可以借助软件来辅助完成。从设计、装配到后期的分析与评价，数字化技术使各类数据交互更加方便，从而缩短了产品在市场的投放周期。1.2.2提高经济效益。经济效益的提高主要包括两个方面：一是降低产品研发成本，通过应用
数字化技术，产品设计与测试均采用软件完成，从而使新产品研发使用更少的物理样机，降低了设计成本、材料成本及设备成本；二是市场效益，产品拥有更高的生产效率和质量，所以在市场中更加受欢迎，提高了市场份额。
1.2.3提高产品质量。一方面，数字化工厂可以有效检查出产品中存在的缺陷，有利于企业调整生产工艺，减少产品缺陷。另一方面，数字化工厂能够有效地对产品的全生命周期进行模拟，从而更好地优化产品的生产流程，提高生产效率和产品质量［2］。
1.2.4优化劳动环境。通过数字化技术的应用，生产人员可以在高效的信息共享环境和数控加工环境下工作，避免长时间在环境较差的生产车间工作，一定程度上减少了劳动量，降低了职业健康病的发生率，提高了生产质量。
1.3数字化工厂的发展意义
数字化工厂是扩展产业链的重要途径，在制造业中涉及的领域非常广泛。随着数字化技术的发展，已经有越来越多的仿真技术、数控工具被应用到生产中。相对于一些发达国家来说，我国的制造业虽然在实力上毫不逊，但是数字化的程度并不是很高，虚拟样机等设备的投入也并不是很广泛。但是，在5G技术和相关设备的研发下，我国已经逐渐从传统机械制造转向了数字化和智能化制造模式。数字化工厂及相关技术为制造业带来了非常重要的发展机遇，也是各企业未来一段时间的重要战略发展目
标。只有不断优化和改善数字化工厂体系中各类建模、仿真等技术的应用，才能更好地满足当前我国制造业的发展，为我国经济发展提供更加有力的支持，而只有使用数字化工厂才能够更好地满足社会大众对商品加工的深度需求［3］。
2数字化工厂关键技术的应用
2.15G技术的应用
5G通信技术与工业经济的深度融合为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了新的实现途径，其传输速率快、延时低、连接可靠的特点可以有效满足当前制造业在数字化工厂建设中的具体需求，特别是能够更好地满足当前各企业在工业环境中的远程交互与设备互联的需求。下面介绍4个5G技术在数字化工厂中的具体应用。
2.1.1物联网技术。数字化工厂建设的首要需求就是要保证各个设备的可控性和信息共享能力。物联网是将设备串联起来，保证数据有效传递的重要技术，而5G 技术加快了数据传递与共享的速率和稳定性，使物联网技术的应用效果得到了极大提升［4］。
2.1.2自动化。近年来，随着数控技术体系的完善，我国很多企业都在工业自动化上取得了不小的进步，在工业生产上不仅达到了毫秒级的程序响应能力，还能够保障数据安全，而5G的超低延时性使得设备的可靠性进一步增强。
蓝燕裸泳2.1.3物流追踪。物流追踪是制造业产业链条中的重要一环，无论是对仓储管理还是物流配送而言，加强上下游的有效连接都能更好地帮助企业来优化物流环节，意味着具有低成本、高连接性、高覆盖性和传输性的通信技术十分重要，而5G能更好地满足这些需求，成为数字化工厂的重要建设内容。
2.1.4工业AR和云化机器人。工业增强现实（Aug⁃mented Reality，AR）是一种具有多功能性和灵活性的技术。通过AR技术对生产流程进行监控和管理，再通过远程专家的帮助对生产中各个业务流程进行分步指引。当然，工业AR并未大规模普及，现阶段AR头盔或者眼镜也只是应用于一些大型工厂中，在未来将进一步得到普及。此外，通过云机器人来对生产进行柔性化管理，收集、分析并反馈相关数据［5］。
2.2产品设计和应用仿真
数字化工厂将生产及其后续过程数字化，进而提高产品质量和管理效率，对生产流程、资金、物流进行全过程管理。所以，数字化工厂本质上也是一个巨大的信息库。从产品的应用角度来看，产品设计和其功能领域中需要用到的信息化系统较多，包括计算机辅助设计（Com⁃puter Aided Design，CAD）、计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning，CAPP）、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）以及产品数据管理（Product Data Management，PDM）等子系统。而从产品的生产和销售过程来看，它还需要用到客户关系管理和
决策支持等系统。换个角度来看，要想更好地对产品进行设计，提高产品的质量，需要以这些数据库和信息系统为平台，对产品进行设计和仿真，这是数字化工厂的重点所在。以车辆的侧围内板焊装线的设计与仿真为例，其主要的设计仿真工作是对汽车焊装夹具与侧围内板焊装生产线进行设计和仿真，可以对焊、机器人进行选型和设计，并选择合适的软件来仿真模拟焊装生产线工作站。可以说，在工业流程上，产品的设计与生产线的仿真流程是有一定模板的，细节内容还需要根据具体情况来分析［6］。
2.3
工作流管理
工作流管理是数字化工厂建设中一项十分重要的内容，也是建立起数字化工厂信息系统的关键技术之一。数字化工厂通过线上定义工作流对数字化工厂的任务、人员、软件、工具及相关数据等进行调节和分配，相较于传统的工厂管理模式，能极大地提高数据的流通性和系统的工作效率。鉴于工作流的重要性，在数字化工厂建设过程中，企业需要对工作流进行抽象建模，用计算机语言与数据库交互操作将实际的生产与业务流程转化为计算机程序的形式，辅助企业完成精益化管理工作。具体来说，企业需要通过工作流模型完成3方面的工作，分别是对工作流程的定义、工作过程的控制和运行流程的交互。而工作流本身也分为多个类型，如基于任务推动和目标拉动的、面向文档和面向过程的、基于
邮件和基于数据库的，但是工作流管理因应用的广泛性可以在各类软硬件组件的支持下满足各项功能需求，具体如图1和图2所示。
褒义词大全此外，数字化工厂的工作流管理系统还需要注重灵活性和可扩展性，要具备流程嵌套和可修改约束规则的能力，
支持业务工作流程的快速上线。
过程设计、定义
图1工作流模型的特征和功能
3结语
本文探讨了数字化工厂的相关内容，针对数字化工厂的概念、特点和应用意义进行阐述，对其中的5G 技术、设计与仿真技术和工作流管理系统等关键技术进行研究。基于制造业的升级以及智能化的发展需求，我国各企业都应该提高对数字化工厂技术的认识，加强对数字化工厂的建设，提高产品全生命周期的管控效率与质量，进而更好地保障我国的经济发展。
参考文献：
［1］周涛.面向数字化工厂的自动化产线仿真规划［D ］.武汉：华中科技大学，2017：1-7.
［2］苑京.基于数字化工厂的离合器装配线仿真与优化［D ］.长春：吉林大学，2016：5-7.
［3］石致远.基于数字化工厂技术的转向架装配车间仿真优化研究［D ］.成都：西南交通大学，2016：1-11.
［4］卢佩.面向数字化工厂的工作流过程建模研究［D ］.杭州：杭州电子科技大学，2014：5-13.
［5］康留涛.基于数字化工厂的车间布局仿真与物流优化［D ］.合肥：合肥工业大学，2012：1-6.
［6］王金庆.数字化工厂及其关键技术研究［D ］.南京：南京航空航天大学，2001：92-101.
处理
产生
由引擎解释
seem用法应该引用
Definition Tool
过程定义Process Definition
工作流管理引擎WFM Engine(s)
工作流控制数据
Workflow Control Data 工作流相关数据
Workflow Relevant Data
工作项列表Worklist
樱桃红演员名单工作项列表处理器Worklist Handler 应用程序与工具Applications
用户界面工作流应用
数据
组织角模型数据Organization/Role Model Data
应用程序与工具Applications 调用
维护交互
使用
管理与控制
应该指向
使用
调用
更新
超级用户
图2工作流系统的一般组成以及其与外部产品和相关数据的联系
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