【愚公系列】《工业数字孪生与企业应用实践》019-数字孪生车间构建的实施策略

🚀前言

在全球制造业迅速迈向智能化的浪潮中，数字孪生技术作为一项颠覆性的创新，正日益受到企业的重视。数字孪生车间的构建，不仅是技术的简单应用，更是企业在数字化转型过程中实现全面优化与创新的重要战略。它通过虚拟与现实的深度结合，使生产过程更加透明、高效和灵活。

本期文章将聚焦数字孪生车间构建的实施策略，探讨如何系统性地规划和执行数字孪生项目，以确保企业在转型过程中能够有效降低风险、节约成本并提升生产效能。我们将从需求分析、技术选型、数据管理、团队建设等多个维度进行深入分析，为企业提供切实可行的实施路径。

🚀一、数字孪生车间构建的实施策略

数字孪生车间的建设包含数据建设、软件建设及支撑环境建设等方面，从软件层面来看，既有数字孪生车间管理系统的建设，又有与已有各业务系统的对接；从支撑环境来看，既有车间设备的集成与互联互通，又有车间网络的集成；从数据层面来看，既有基础数据的建库，又有层次化车间的建模和车间仿真运行的逻辑模型建模。因此，数字孪生车间的建设是一项复杂的系统工程，在建设数字孪生车间时，应制定科学可行的实施策略。

🔎1.统筹规划，服务战略

智能制造是一套智能化的应用系统，也涉及一系列服务，从设备智能化、生产线自动化到工厂无人化智能生产。虽然这些技术手段能推动智能化，但它们并不是企业建设智能制造的最终目的。企业进行智能化建设的根本目标是降低成本、提高效率和产品质量，从而增强竞争力。因此，数字孪生车间的建设必须在符合企业战略目标的基础上展开，确保技术应用能够服务于企业发展。

数字孪生车间的建设并非千篇一律。企业需要根据自身实际需求，基于经营战略进行整体设计。在设计阶段，企业需要对以下因素进行综合分析：

• 行业定位、规模、发展趋势
• 主营产品特点
• 资金状况
• 现有问题与亟待解决的难题
• 建设目标

这些因素决定了企业数字孪生车间建设的路径和策略。数字孪生车间的建设不仅仅是技术创新或系统设计，它是一个综合性工程，需要结合现有的自动化系统和信息化系统。在建设过程中，还要考虑生产计划调度、生产工艺流程、物料配送模式、精益生产、生产安全和环保要求等多方面因素。因此，数字孪生车间建设是一个影响车间乃至整个企业的系统工程，需要具备全局视野和系统性思维。

🔎2.聚焦痛点，扎实推进

为了降低成本、提高效率、快速响应市场需求，数字孪生车间的建设应从车间实际存在的痛点出发，采取问题导向的方式进行规划。核心在于通过生产管控提升管理水平和生产效率。系统将从设备管理、工艺控制等方面着手，通过优化生产流程、提高设备自动化水平等手段来提升生产力。

• 痛点分析与解决方案：首先，需要识别生产中的痛点。例如：
  • 生产效率不高：通过优化生产流程、提高自动化水平来提升效率。
  • 产品质量不稳定：从原材料选择、生产设备优化、质量控制等方面入手，确保每个环节达到高标准。
  • 生产过程不透明：通过信息化系统实现数据共享和实时监控，提高沟通效率和问题解决能力。
• 分步推进：数字孪生车间建设并非一次性完成，而是分阶段进行。建设顺序应根据生产特点、现有基础设施、资金投入等因素决定。首先从最急需解决的问题入手，逐步完善系统，确保建设过程扎实、稳步推进。

🔎3.以人为本，管理取胜

数字孪生车间建设不仅是技术的升级，更是生产管理模式的优化。在建设过程中应以人为本，强化服务于人的理念，确保自动化、智能化技术能够提高生产效率，而非单纯代替人工。技术应用应增强人的生产管理能力，而非减少人力成本。

• 服务于人：无论是业务应用系统还是智能设备，建设时都要考虑到生产人员的实际需求，包括系统的易用性、便捷性和安全性。尤其在一些传统车间，员工的文化程度较低，应确保系统界面友好，容易操作。
• 精益生产理念：数字孪生车间的建设要贯彻精益生产的思想，优化生产流程和工艺，提升生产效率、质量及安全性。同时，要实现绿色生产，以降本增效为目标，在自动化和智能化手段的基础上推动管理优化。

通过数字孪生车间建设，企业可以实现更加高效、智能、精益化的生产模式，为智能化转型奠定坚实基础。

🔎4.效益驱动，落地为王

数字孪生车间建设的核心目的是提升生产效益。在实施过程中，要结合智能制造理念，确保技术不仅先进、前瞻，而且务实可靠，能够顺利落地。

• 务实与创新结合：虽然技术的先进性是必要的，但应避免过度复杂或不符合生产实际的技术。例如，避免使用过多无实际作用的传感器，或是与生产设备不匹配的自动决策和执行系统。技术应用应围绕企业的现状和需求，确保落地性。
• 实现效益目标：所有建设活动都要围绕提升生产效益这一根本目标展开。通过技术集成与流程优化，提高生产效率，降低成本，提升质量，最终实现数字孪生车间建设的目标。