学习随笔——初识数字化工厂

在十四五规划中提到了制造强国的战略，广东省也提出制造强省战略规划，进一步明确了制造业的战略地位。为此做了一些研究，也对自己未来的职业做了规划，把目标赛道放在智能制造领域；在关注制造业的数字化转型中研究和学习各种数字化转型实施方案，制造业数字化转型数字化工厂是核心内容，而数字化工厂核心系统有PLM、ERP、WMS、DCS、MES/MOM五大系统，后面会在学习过重对这几个系统一一做剖析；
制造业企业数字化转型是为了解决什么问题？或者现在的制造业面临什么样的现状问题，亟需进行数字化转型？从各种资料中，可以总结出来以下几点：

• 订单管理问题
  难以及时响应紧急订单和准确评估产能
  订单延期缺乏预警，导致订单交付延期
• 供应链与物料管理问题
  无法准确预估订单所需库存物料，导致中间品、原材料库存高，资金占用大
  无法判定供应链材料是否能够及时送达，并作出对应的应对策略
• 生产管理问题
  生产线人员流动频繁，车间管理混乱
  车间缺乏有效的排产计划，废品率高导致计划频繁变更
• 信息透明度问题
  生产状况、设备资源负荷以及状态缺乏及时有效监控
  缺乏对整体模具项目的进程管控、成本管控、质量管控
• 未来劳动力不足问题
  制造业劳动力市场逐年减少适龄人群

制造业存在问题是客观存在该如何去解决生产线所面临的问题——工厂的数字化转型是一个途径，数字转型可以帮助企业优化生产流程、实现精细化管理、改善供应链管理等，从而提高生产效率和产品质量。
那什么是数字化工厂？数字化工厂（大模型回答）是一种集成了信息技术、自动化技术和数据分析的先进制造系统。它通过数字孪生技术创建物理工厂的虚拟副本，利用物联网(IoT)设备收集生产数据，结合人工智能(AI)和大数据分析优化生产流程。数字化工厂的核心在于实现生产过程的实时监控、自动化控制和数据驱动的决策支持，从而提高生产效率、质量和灵活性。
具体层级架构图如下：

数字化工厂层级架构图

数字化工厂的五大核心系统：PLM、DCS、WMS、MES、ERP是生产要素管理的核心信息系统；
PLM：产品生命全周期管理系统，功能覆盖产品从概念提出-研发设计-生产制造-销售服务全生命周期各个阶段，协助管理层优化决策输出。
ERP：企业资源计划系统，通过高效整合和统一管理企业资金流、实物流、人力流和信息流，协助企业实现存货管理能力、成本控制能力、准时交付能力和市场响应能力的提升。
WMS：仓储管理系统（物流信息管理的核心系统）通过链接产品实物具体位置和仓库结构定位，以及设置对物料出库、入库等操作的指令，实现工厂资料资源的高效管理。
DCS：分散控制系统
MES：生产制造执行系统，连接企业计划层（如ERP系统）和控制层（如PLC）之间的桥梁，专注于生产车间的具体执行（MOM是MES进阶版本，MES是解决具体问题的标准软件，MOM是通过多种系统集成的制造管理）
各系统关联关系如下（划虚线部门需要重点研究）：

系统关系图