產(chǎn)品制造模式的發(fā)展，經(jīng)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(fèi)者的需求日趨表現(xiàn)為主體化、個(gè)性化和多樣化。消費(fèi)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(chǎn)品，并確保產(chǎn)品的成本和質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)今的全球市場生存，必須考慮實(shí)施新的性能來降低風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著信息化技術(shù)的大量采用，一種數(shù)字模概念、硬幣數(shù)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(xué)院主任Neil Gershenfeld表示：數(shù)字制造造就下一波創(chuàng)新。

　　人類邁入數(shù)字制造時(shí)代

　　自1998年美國副總統(tǒng)戈?duì)柼岢?ldquo;數(shù)字地球”的概念以來，諸如數(shù)字流域、數(shù)字城市、數(shù)字化生存、數(shù)字人體和數(shù)字戰(zhàn)爭等以數(shù)字為前綴的新概念大量涌現(xiàn)。數(shù)字制造即為全球數(shù)字化浪潮的重要一環(huán)，其內(nèi)涵包括數(shù)字設(shè)計(jì)、數(shù)字制造裝備和數(shù)字制造技術(shù)等研究領(lǐng)域，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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(shù)字制造，又稱“e-制造”，旨在使設(shè)計(jì)到制造過程數(shù)字化，使制造商能夠集成CAD、產(chǎn)品生命周期管理工具（PLM）、模擬軟件、分析應(yīng)用程序和控制技術(shù)，已經(jīng)成為制造企業(yè)走向現(xiàn)代化的標(biāo)志。它是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)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(shù)字車間、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字化服務(wù)等數(shù)字技術(shù)已成為企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志，也是提高企業(yè)核心競爭力的重要手段。數(shù)字制造作為新的制造技術(shù)和制造模式，已成為推動(dòng)21 世紀(jì)制造業(yè)向前發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。

　　制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)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(nèi)需要大面積配置以太網(wǎng)，制造商渴望看到成效，希望擁有良好的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和商業(yè)靈活性。文化的差異導(dǎo)致新制造時(shí)代出現(xiàn)重大挑戰(zhàn)，制造業(yè)和IT的信息共享變得極其重要。

　　數(shù)字制造和網(wǎng)絡(luò)制造的基礎(chǔ)是底層制造設(shè)備的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)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(dòng)。智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的發(fā)展適應(yīng)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(guān)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(shí)現(xiàn)過程簡化并提供信息訪問權(quán)限，利用更好的信息幫助提高生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、人員和過程的集成。

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

　　參考架構(gòu)理念是基于IT和制造業(yè)通用的技術(shù)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)而建立的，結(jié)合了思科的“生產(chǎn)車間以太網(wǎng)”解決方案和羅克韋爾自動(dòng)化覆蓋離散、運(yùn)動(dòng)、過程、批次、傳動(dòng)和安全應(yīng)用的集成架構(gòu)，能夠幫助工廠實(shí)現(xiàn)更好的可視性，提高數(shù)據(jù)同化、降低成本和簡化管理。

　　據(jù)了解，該架構(gòu)在下一階段將注重移植問題、遠(yuǎn)程和游客訪問的安全連接、CIP同步和運(yùn)動(dòng)等對時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用項(xiàng)目，以及更大的FactoryTalk應(yīng)用項(xiàng)目和服務(wù)平臺支持。

　　實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和生產(chǎn)

　　過去，數(shù)字工廠 提供一個(gè)測試機(jī)械、電氣和控制邏輯、糾正虛擬環(huán)境中的誤差的方法，與實(shí)際建立模型和測試自動(dòng)化相比，可節(jié)省高達(dá)10倍的成本，這是成本最低廉的原因。現(xiàn)在，數(shù)字工廠正向虛擬設(shè)計(jì)和制造方面擴(kuò)展，包括機(jī)械和控制環(huán)境設(shè)計(jì)。

　　制造系統(tǒng)正在由原來的能量驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動(dòng)型，數(shù)字制造與數(shù)字裝備已成為先進(jìn)制造技術(shù)的核心。數(shù)字制造革新了傳統(tǒng)制造的科學(xué)基礎(chǔ)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造從部分定量、部分經(jīng)驗(yàn)、定性化逐步轉(zhuǎn)向全面數(shù)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(bào)。虛擬設(shè)計(jì)和生產(chǎn)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(shè)計(jì)和生產(chǎn)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(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和生產(chǎn)解決方案，企業(yè)將獲得三大好處。

　　其一，使用虛擬設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，使機(jī)械和控制設(shè)計(jì)與雙向同步和即時(shí)驗(yàn)證同時(shí)完成，流程進(jìn)一步加快，從而為制造商節(jié)省時(shí)間和金錢。其二，虛擬設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的同步設(shè)計(jì)環(huán)境以及連續(xù)測試流程意味著信息可以反復(fù)使用，輕松的編程模式允許進(jìn)行實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)，有助力減少工程返工和出現(xiàn)重復(fù)設(shè)計(jì)的現(xiàn)象，節(jié)省成本。其三，在虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境中，可以在生產(chǎn)設(shè)施制造之前，對所有流程進(jìn)行測試，同時(shí)可能通過準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的模擬模型，不斷優(yōu)化操作，減少風(fēng)險(xiǎn)。

　　可持續(xù)生產(chǎn)獲得長期成功

　　節(jié)能、環(huán)保，綠色制造是當(dāng)前乃至今后的一大長期的趨勢。可持續(xù)生產(chǎn)包括整個(gè)產(chǎn)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(gè)企業(yè)良好經(jīng)營的標(biāo)志。社會(huì)責(zé)任和企業(yè)環(huán)境要求企業(yè)加強(qiáng)商業(yè)績效，而自動(dòng)化則是全面的可持續(xù)計(jì)劃中的關(guān)鍵組成部分。

　　電機(jī)控制、動(dòng)力測量和管理、排放量監(jiān)控和報(bào)告、廢料恢復(fù)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(shí)現(xiàn)長期的可持續(xù)計(jì)劃的重要工具。通過改進(jìn)變頻器技術(shù)、認(rèn)真選擇硬件和配置動(dòng)力系統(tǒng)、實(shí)施智能電機(jī)控制策略，制造商可以實(shí)現(xiàn)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(dòng)化解決方案，將可持續(xù)計(jì)劃的成本節(jié)約優(yōu)勢與當(dāng)今的環(huán)保形勢相結(jié)合，通過投資更加安全的產(chǎn)品和工藝、節(jié)省能源的技術(shù)以及工藝和追蹤工具，制造商可以保持長期的競爭力，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展。

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