本文作者具備行業多(duō)年經驗，已成功落地多(duō)個(gè)案例，他(tā)将深入淺出地爲大(dà)家講解，他(tā)所理(lǐ)解的(de)數字化(huà)工廠。

要想理(lǐ)解數字化(huà)工廠的(de)概念，我們首先得(de)理(lǐ)解什(shén)麽是數字化(huà)。

“數字化(huà)，即是将許多(duō)複雜(zá)多(duō)變的(de)信息轉變爲可(kě)以度量的(de)數字、數據，再以這(zhè)些數字、數據建立起适當的(de)數字化(huà)模型，把它們轉變爲一系列二進制代碼，引入計算(suàn)機内部，進行統一處理(lǐ)，這(zhè)就是數字化(huà)的(de)基本過程。”這(zhè)一段化(huà)來(lái)自百度百科，簡單概括一下(xià)就是将數據、信息、符号、圖标等轉變成數字信号存入計算(suàn)機。

對(duì)于我們工廠，常見的(de)信息存儲介質有二維碼、一維碼，産品的(de)所有信息：來(lái)料、異常、時(shí)間周期、生産設備、生産人(rén)員(yuán)等，都可(kě)以轉換成條碼的(de)形式。我們将數據通(tōng)過軟件錄入電腦(nǎo)，電腦(nǎo)生成條碼，條碼粘貼在産品上；讀取時(shí)通(tōng)過掃碼槍、手持終端等。

圖1 數字化(huà)的(de)基本過

① 傳統人(rén)工采集

傳統的(de)工廠在沒有導入自動化(huà)設備之前，通(tōng)常都是通(tōng)過手持掃碼的(de)方式錄入和(hé)采集的(de)。比如我們常見的(de)快(kuài)遞分(fēn)揀、商超，也(yě)是這(zhè)種形式。 

供應商或倉庫把商品送到超市時(shí)，收貨員(yuán)點檢數量，核對(duì)單貨信息後，将該批次的(de)信息通(tōng)過掃碼槍或人(rén)工通(tōng)過鍵盤的(de)方式錄入電腦(nǎo)。此時(shí)電腦(nǎo)軟件内擁有了(le)該批次的(de)商品信息，待客戶購(gòu)買該批次某一件商品時(shí)，收銀員(yuán)掃碼，此時(shí)系統會顯示該商品的(de)價格。同時(shí)，系統會将商品銷賬。 

軟件除了(le)上述功能，還(hái)有很多(duō)智能化(huà)的(de)功能。比如說，當該商品庫存到達一個(gè)設定值時(shí)，系統會自動提示管理(lǐ)員(yuán)進行補貨。這(zhè)就是一套WMS（Warehouse Management System，倉儲管理(lǐ)系統）。

圖2 商超的(de)WMS系統的(de)流程 

上圖即爲商超的(de)WMS系統的(de)流程，粗線體表示物(wù)料實際流轉的(de)物(wù)理(lǐ)狀态流，細的(de)線體表示信息流。

圖3 商品從供應商到最終客戶手裏的(de)流程

如上圖所示，我們可(kě)以看到，商品從供應商到最終客戶手裏，需要經過“掃碼入庫、從庫裏出貨碼貨到貨架、然後待客戶揀選、最終收銀員(yuán)掃碼、客戶完成購(gòu)買”等一長(cháng)串的(de)流程。其中可(kě)能還(hái)會包括商品丢失、理(lǐ)貨員(yuán)報失補貨、商品過期退庫等諸多(duō)流程。

這(zhè)是一個(gè)開環的(de)流程。

圖4 從供應商送貨到收銀員(yuán)掃碼銷賬

形成了(le)一個(gè)信息流的(de)閉環

從該圖我們可(kě)以看出，從供應商送貨到收銀員(yuán)掃碼銷賬形成了(le)一個(gè)信息流的(de)閉環。

而商超系統裏面，信息的(de)傳遞是通(tōng)過人(rén)工掃碼來(lái)實現的(de)，這(zhè)就是比較傳統的(de)一種信息采集方法。

② 自動化(huà)設備采集

自動化(huà)設備的(de)采集原理(lǐ)和(hé)人(rén)工采集的(de)原理(lǐ)是一樣的(de)，隻不過我們産生的(de)數據和(hé)數據的(de)存儲介質多(duō)了(le)一些而已。比如說，我們的(de)傳感器數據，也(yě)是可(kě)以被采集上傳給系統的(de)。而這(zhè)些數據也(yě)是可(kě)以存儲在RFID裏面。

圖5 自動化(huà)設備的(de)采集原理(lǐ)

最終，采集的(de)數據我們通(tōng)常會通(tōng)過網絡的(de)形式傳入系統。而系統也(yě)會通(tōng)過網絡發送命令給設備，告知設備要生産什(shén)麽産品。

圖6 工廠雲平台

我們可(kě)以通(tōng)過MES/SCADA/PLM/WMS/SAP/SRM等系統構成一個(gè)完整的(de)“工廠雲平台”。

這(zhè)就是我們的(de)數字化(huà)工廠，以數字指令的(de)形式來(lái)執行訂單，出貨和(hé)異常信息也(yě)都會變成數字信息存入我們的(de)系統數據庫。

那麽，我們記錄這(zhè)些信息有啥用(yòng)呢(ne)？僅僅隻是爲了(le)終端客戶掃碼時(shí)能查詢到産品信息？能夠進行質量追溯嗎？

如上文，超市的(de)WMS流程圖，我們可(kě)以看到，人(rén)工掃碼入庫和(hé)碼貨至哪一個(gè)貨架都是由WMS來(lái)告知理(lǐ)貨員(yuán)的(de)。WMS的(de)系統可(kě)以知道哪一排貨架缺了(le)什(shén)麽商品；倉庫内哪一種商品還(hái)有多(duō)少庫存；它甚至還(hái)知道某一種商品比較暢銷，可(kě)以提醒管理(lǐ)員(yuán)提前備貨。

理(lǐ)貨員(yuán)不用(yòng)跑來(lái)跑去頻(pín)繁查驗貨架的(de)貨物(wù)存儲量，隻需等待系統下(xià)達的(de)指令即可(kě)。這(zhè)可(kě)大(dà)大(dà)降低人(rén)員(yuán)的(de)工作量！當然，也(yě)會存在一些問題是系統監測不到的(de)，比如說，商品被偷了(le)，或者說有個(gè)顧客拿了(le)商品，過會轉念一想又不想買了(le)，把商品放置在了(le)其他(tā)貨架上。這(zhè)時(shí)候，就需要我們的(de)理(lǐ)貨員(yuán)定期做(zuò)盤點了(le)，雖然這(zhè)些是小概率事件，但是通(tōng)過累積之後，也(yě)是不容忽視的(de)。盤點的(de)目的(de)就是爲了(le)消除這(zhè)些系統監測不到的(de)現象。

這(zhè)就形成了(le)一套“可(kě)視化(huà)管理(lǐ)系統”。

可(kě)視化(huà)管理(lǐ)系統最早是豐田提出的(de)，是精益生産的(de)一種概念。最成熟的(de)應用(yòng)案例就是，我們會把産品的(de)狀态标識成“紅、黃(huáng)、綠”等顔色，紅色代表報廢或者不良、黃(huáng)色代表在流轉或者異常、綠色代表産品正常。

我們也(yě)會在WMS建立虛拟貨架，标識貨架内貨物(wù)的(de)狀态，最終以圖表的(de)形式展示給管理(lǐ)者。

這(zhè)就是數字化(huà)的(de)一個(gè)應用(yòng)，通(tōng)過可(kě)視化(huà)的(de)數據引導管理(lǐ)者做(zuò)出更正确的(de)決策。

在生産企業中，我們可(kě)以通(tōng)過數字化(huà)實現産品追溯、質量管理(lǐ)、生産管理(lǐ)、人(rén)員(yuán)管理(lǐ)等。

比如說，如果有一個(gè)産品出現了(le)質量問題，我們可(kě)以通(tōng)過掃碼查詢到這(zhè)是哪一個(gè)設備生産的(de)，生産時(shí)間和(hé)生産人(rén)員(yuán)都可(kě)以追蹤到。這(zhè)是數字化(huà)最基礎的(de)一個(gè)應用(yòng)。

更深層次的(de)，我們可(kě)以把質量信息統計起來(lái)，把所有的(de)生産設備形成一個(gè)圖表監控起來(lái)。進而來(lái)做(zuò)數據分(fēn)析。比如說，我們的(de)系統可(kě)以知道，某台設備最近在某個(gè)時(shí)間段頻(pín)繁出現不良，那麽系統就會告知管理(lǐ)者排查故障。通(tōng)過數據分(fēn)析，我們進行判斷是人(rén)員(yuán)問題，還(hái)是設備問題。最終解決問題，達到提高(gāo)産品質量的(de)目的(de)。

工廠實現數字化(huà)隻是一個(gè)階段性的(de)過程，我們最終是要實現智慧工廠。而在實現智慧工廠的(de)進程中，我們還(hái)需要深入貫徹落實精益生産的(de)理(lǐ)念。如上文所述，我們監控設備信息最終是爲了(le)提高(gāo)産品生産質量。同樣的(de)，我們監控庫存信息，目的(de)是爲了(le)降低庫存，提高(gāo)周轉率；監控生産節拍(pāi)是爲了(le)查看瓶頸工藝，進而消滅瓶頸，達到提高(gāo)産能的(de)目的(de)。

綜上，我們監測任何一種數據最終都是爲了(le)分(fēn)析數據，進而提升産能、降低成本、提高(gāo)良率。數字化(huà)和(hé)精益生産是相輔相成的(de)，脫離了(le)精益生産而去談數字化(huà)，就都是空談了(le)。