1 引言

　　制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)主體，其發(fā)展的程度直接決定 我國(guó)的經(jīng)濟(jì)狀況。當(dāng)下，我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在面臨著一些問(wèn) 題，關(guān)鍵的核心技術(shù)與高端的設(shè)備依然需要從國(guó)外進(jìn)口。隨 著工業(yè)4.0的驅(qū)動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力，數(shù)字化轉(zhuǎn)型 已成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　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(chēng) 為第四次工業(yè)革命，是指將先進(jìn)的信息技術(shù)與制造業(yè)相結(jié)合 的一場(chǎng)全球性變革。它涉及到工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)交換、物聯(lián) 網(wǎng)(IoT)、人工智能(AI)等多個(gè)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(jī)器和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的 人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，能夠在制造過(guò)程中進(jìn)行智能活動(dòng)，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(guò)集成、仿真、分析、控制等手段，可為制造工廠的生產(chǎn)全 過(guò)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(qiáng)信息管理服務(wù)，提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減 少生產(chǎn)線人工干預(yù)，以及合理計(jì)劃排程。同時(shí)，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(chǎng)數(shù)據(jù)采集：傳感器是過(guò)程控制和采集測(cè)量系統(tǒng)中的第一個(gè)元件，傳感器的原理就是將現(xiàn)場(chǎng)的壓力、液位、 溫度、光電、編碼器、接近、超聲波、流量、視覺(jué)/圖像、 信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)和光信號(hào)并進(jìn)行傳輸。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝的智 能傳感器將生產(chǎn)線上的溫度、壓力、振動(dòng)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和各種 測(cè)量檢驗(yàn)設(shè)備的測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)及控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集;

現(xiàn)場(chǎng)傳感器

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

　　(如 RS232、RS485 等)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如傳感器、控制器 等)連接，接收來(lái)自這些設(shè)備的串口數(shù)據(jù)。 然后，DTU 內(nèi)部 的處理器對(duì)這些串口數(shù)據(jù)進(jìn)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(lái)，DTU 通過(guò)內(nèi)置的無(wú)線通信模塊將封裝好的數(shù)據(jù)包通過(guò)無(wú)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(tái)：系統(tǒng)平臺(tái)組主要由硬件和 軟件兩部分組成，硬件主要是計(jì)算機(jī)主機(jī)。計(jì)算機(jī)主機(jī)是系 統(tǒng)控制平臺(tái)的核心，它負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制平臺(tái)軟件并與網(wǎng)關(guān)或網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行通信。軟件部份：系統(tǒng)控制平臺(tái)的軟件是實(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、用戶(hù)界面模塊等。通信模塊負(fù)責(zé)與網(wǎng)關(guān)進(jìn) 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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于對(duì)設(shè)備通信的變量進(jìn)行處理、分析 和存儲(chǔ)。用戶(hù)界面模塊提供了友好的圖形界面，使用戶(hù)可以 方便地操作和監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

　　4 數(shù)字化工廠的價(jià)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(jìng)爭(zhēng)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(guò)引入先進(jìn)的生產(chǎn) 設(shè)備和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)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(guò)引入先進(jìn)的質(zhì)量控制技術(shù)和 管理方法，實(shí)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(guò)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程和資源配 置，降低生產(chǎn)成本。

　　(4)數(shù)字工廠能夠增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)需求并贏得客戶(hù)信任。同時(shí)，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(chǎng)變化并快速調(diào)整戰(zhàn)略。數(shù)字 工廠通過(guò)數(shù)字化技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的 仿真、評(píng)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(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　當(dāng)今企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)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(shì)。數(shù)字化將車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)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(yíng) 決策缺乏數(shù)據(jù)依據(jù)等傳統(tǒng)工廠的“痛點(diǎn)”，它以現(xiàn)代化的技 術(shù)手段為依托，致力于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的智能化和信息化，提 升工廠的生產(chǎn)效能和競(jìng)爭(zhēng)力。

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