產品制造模式的發(fā)展，經歷了少品種少批量、少品種大批量之后，朝多品種小批量方向發(fā)展。制造廠商之間的競爭是全球性的，并且消費者的需求日趨表現為主體化、個性化和多樣化。消費者不斷變化的喜好以及能源成本增長等壓力促使公司必須重新開發(fā)產品，并確保產品的成本和質量能夠反映其品牌。新增的行業(yè)挑戰(zhàn)還包括新推出的政策標準以及亞洲、拉美和東歐等新興市場。

　　這意味著制造商要想在當今的全球市場生存，必須考慮實施新的性能來降低風險、設計和生產成本。進入21世紀以來，隨著信息化技術的大量采用，一種數字模概念、硬幣數字制造即將在不久的將來在制造業(yè)中掀起一場制造革命。

　　美國麻省理工學院主任Neil Gershenfeld表示：數字制造造就下一波創(chuàng)新。

　　人類邁入數字制造時代

　　自1998年美國副總統(tǒng)戈爾提出“數字地球”的概念以來，諸如數字流域、數字城市、數字化生存、數字人體和數字戰(zhàn)爭等以數字為前綴的新概念大量涌現。數字制造即為全球數字化浪潮的重要一環(huán)，其內涵包括數字設計、數字制造裝備和數字制造技術等研究領域，在產品設計、協(xié)同開發(fā)、制造過程和制造模式等方面帶來一系列變革。

　　數字制造，又稱“e-制造”，旨在使設計到制造過程數字化，使制造商能夠集成CAD、產品生命周期管理工具（PLM）、模擬軟件、分析應用程序和控制技術，已經成為制造企業(yè)走向現代化的標志。它是制造技術、計算機技術、網絡技術與管理科學的交叉、融和、發(fā)展與應用的結果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產過程、生產系統(tǒng)不斷實現數字化的必然趨勢。

　　隨著我國制造業(yè)信息化的推廣和深入，數字車間、數字企業(yè)和數字化服務等數字技術已成為企業(yè)技術進步的重要標志，也是提高企業(yè)核心競爭力的重要手段。數字制造作為新的制造技術和制造模式，已成為推動21 世紀制造業(yè)向前發(fā)展的強大動力。

　　制造業(yè)網絡與IT融合

　　由于商業(yè)壓力加大，并且工廠底層和企業(yè)范圍內需要大面積配置以太網，制造商渴望看到成效，希望擁有良好的生產數據和商業(yè)靈活性。文化的差異導致新制造時代出現重大挑戰(zhàn)，制造業(yè)和IT的信息共享變得極其重要。

　　數字制造和網絡制造的基礎是底層制造設備的數字化和網絡化，智能制造則以一種高度柔性與集成的方式，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動。智能化、網絡化控制系統(tǒng)的發(fā)展適應了制造系統(tǒng)逐漸趨于分布式的發(fā)展趨勢。

　　如今，越來越多的車間工程師IT專家正在建立合作關系并分享他們的成果。最成功的安全是通過控制和信息集成，實現過程簡化并提供信息訪問權限，利用更好的信息幫助提高生產力，實現網絡、人員和過程的集成。

　　為了使企業(yè)和制造業(yè)的集成達到最佳效果，羅克韋爾自動化和思科共同合作，提出了參考架構的理念。同時，羅克韋爾針對性地推出了相應的產品，即Stratix8000系列模塊化管理型交換機，包括工業(yè)以太網交換機和介質。

　　參考架構理念是基于IT和制造業(yè)通用的技術和生產標準而建立的，結合了思科的“生產車間以太網”解決方案和羅克韋爾自動化覆蓋離散、運動、過程、批次、傳動和安全應用的集成架構，能夠幫助工廠實現更好的可視性，提高數據同化、降低成本和簡化管理。

　　據了解，該架構在下一階段將注重移植問題、遠程和游客訪問的安全連接、CIP同步和運動等對時間要求嚴格的應用項目，以及更大的FactoryTalk應用項目和服務平臺支持。

　　實現虛擬設計和生產

　　過去，數字工廠 提供一個測試機械、電氣和控制邏輯、糾正虛擬環(huán)境中的誤差的方法，與實際建立模型和測試自動化相比，可節(jié)省高達10倍的成本，這是成本最低廉的原因。現在，數字工廠正向虛擬設計和制造方面擴展，包括機械和控制環(huán)境設計。

　　制造系統(tǒng)正在由原來的能量驅動型轉變?yōu)樾畔Ⅱ寗有?，數字制造與數字裝備已成為先進制造技術的核心。數字制造革新了傳統(tǒng)制造的科學基礎，使產品設計制造從部分定量、部分經驗、定性化逐步轉向全面數字化和定量化。

　　通過將控制編程和配置軟件與PLM集成，企業(yè)將獲得更大的投資回報。虛擬設計和生產有助于減少系統(tǒng)之間的工作流和誤差，并允許工程策略之間的雙向同步。虛擬設計和生產將為離散、過程、批次和混合控制行業(yè)提供廣泛的解決方案和協(xié)作 。實現虛擬設計和生產解決方案，企業(yè)將獲得三大好處。

　　其一，使用虛擬設計和生產，使機械和控制設計與雙向同步和即時驗證同時完成，流程進一步加快，從而為制造商節(jié)省時間和金錢。其二，虛擬設計和生產的同步設計環(huán)境以及連續(xù)測試流程意味著信息可以反復使用，輕松的編程模式允許進行實時設計，有助力減少工程返工和出現重復設計的現象，節(jié)省成本。其三，在虛擬設計環(huán)境中，可以在生產設施制造之前，對所有流程進行測試，同時可能通過準確和實時的模擬模型，不斷優(yōu)化操作，減少風險。

　　可持續(xù)生產獲得長期成功

　　節(jié)能、環(huán)保，綠色制造是當前乃至今后的一大長期的趨勢?？沙掷m(xù)生產包括整個產品生命周期的能源、環(huán)境和安全的所有方面，有助于降低環(huán)境影響，真正節(jié)省資源，將成為全球制造業(yè)的基本信條，也是任何一個企業(yè)良好經營的標志。社會責任和企業(yè)環(huán)境要求企業(yè)加強商業(yè)績效，而自動化則是全面的可持續(xù)計劃中的關鍵組成部分。

　　電機控制、動力測量和管理、排放量監(jiān)控和報告、廢料恢復和回收、跟蹤追溯解決方案、集成過程控制和安全系統(tǒng)是幫助實現長期的可持續(xù)計劃的重要工具。通過改進變頻器技術、認真選擇硬件和配置動力系統(tǒng)、實施智能電機控制策略，制造商可以實現長期的能源效率。

　　由于融合了工業(yè)變頻器并使用增值的自動化解決方案，將可持續(xù)計劃的成本節(jié)約優(yōu)勢與當今的環(huán)保形勢相結合，通過投資更加安全的產品和工藝、節(jié)省能源的技術以及工藝和追蹤工具，制造商可以保持長期的競爭力，實現穩(wěn)定發(fā)展。

　　綜上所述，e制造是時代發(fā)展的必然要求，是人類追求人與自然和諧的必經之路。在e制造的潮流下，自動化技術不斷融合新技術取得自身發(fā)展的同時，更是充當著“粘合劑”的角色，推動著制造業(yè)與自然和諧、可持續(xù)發(fā)展。（文/頑石）