数字化工厂的五大系统 数字化转型的核心
fly
2024-12-03
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构成数字化工厂的五大核心系统及其功能和相互关系，以期为企业提供全面的数字化转型指导。
在现代制造业的快速发展背景下，数字化工厂成为了企业追求高效、灵活和个性化生产的必然选择。数字化工厂不仅能够通过数字技术实现生产过程的自动化和智能化，还能显著提高生产效率和质量，满足市场日益多样化的需求。本文将详细介绍构成数字化工厂的五大核心系统及其功能和相互关系，以期为企业提供全面的数字化转型指导。
数字化工厂是智能制造的基础。在数字化工厂里，企业产品全生命周期的活动建立了共享的数据库，通过数据处理，形成有用的信息，并按需显示。共享数据库利用相关数据和信息，模拟仿真实际生产过程，达到最优化的生产过程；实现监控与实际生产过程的同步化。建立数字化工厂的目标是缩短产品开发周期、按时交货、降低库存、提高产品质量、快速响应市场需求，从而满足客户个性化需求，提高企业效益，实现可持续发展。
随着信息技术的发展，制造业正在经历从传统生产方式向智能制造的转变。数字化工厂作为这一转变的核心载体，依托先进的数字技术和信息系统，实现了对生产全过程的管理与控制。本文旨在探讨构成数字化工厂的五大核心系统——产品生命周期管理（PLM）、企业资源计划（ERP）、制造运营管理（MOM）、仓库管理系统（WMS）以及分散控制系统（DCS/PLC），并解析它们之间的紧密协作关系。
一、产品生命周期管理（PLM）
产品生命周期管理（PLM）是数字化工厂的重要组成部分，负责管理产品从概念设计到退市的全生命周期数据。这一系统不仅涵盖了产品设计阶段的数据管理，还延伸到工艺规划、生产制造和售后服务等各个环节，确保产品的每个阶段都在受控状态下进行，提高了整体效率和质量。
PLM：对企业知识型资产的管理，实现对产品的数据管理、项目管理、变更管理、协同管理、标准化管理、安全管理等，为制造企业提供了一个可伸缩的研发管理平台。
PLM+ERP
PLM将PBOM和工艺路线传给ERP，ERP根据零件的标准成本、建议成本、现行成本基础数据，结合加工中心和成本中心，自动生成CBON。
PLM+MOM
PLM将MBOM、SOP传给MOM，指导MOM生产管理。
当产品发生设计变更，会将变更数据实时同步到ERP、MOM系统。
二、企业资源计划（ERP）
企业资源计划（ERP）系统是制造企业管理的基础信息平台，集成了物流、资金流和信息流，覆盖了企业的各个方面。ERP系统通过实时数据的共享与分析，帮助企业优化资源配置和业务流程，提高运营效率和决策水平。同时，它也是连接企业内部各个部门及外部合作伙伴的桥梁，促进了跨部门协作和信息共享。
将企业的三大流：物流、资金流、信息流进行全面一体化管理。特别提一下，ERP不要过多管理制造端，只需以报工方式，保存制造端的生产结果，用于财务成本核算。
ERP+MOM
将生产基础数据（物料、销售订单）传给MOM。APS将分解后的制造工单回传给ERP，MES将生产数量、物料消耗数量，按照一定周期回传给ERP。
ERP+WMS
实时同步物料基础数据、仓库基础数据、库存数量。
三、制造运营管理（MOM）
制造运营管理（MOM）是负责车间现场管理和控制的关键系统，主要功能包括生产调度、过程监控、质量管理和物料追溯等。MOM系统通过实时数据采集与分析，确保生产过程的顺畅运行，及时发现并解决潜在问题，提升了生产计划的执行效率和生产透明度。它与企业上层的ERP系统紧密结合，形成了从上至下的全方位管理体系。
四、仓库管理系统（WMS）
仓库管理系统（WMS）用于管理仓库内的物流运作，包括入库业务、出库业务、库存管理和虚仓管理等。WMS系统通过条码或RFID技术进行全程跟踪和管理，确保物料和成品库存的准确性和及时性。此外，WMS系统还与ERP和MOM系统集成，实现了从采购、生产到销售全流程的透明化管理，有效减少了库存积压和物料短缺现象。
通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，对批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程。
WMS+ERP
如果需要提供一整套的仓库解决方案的话， ERP系统依然存在一些缺陷的，我们也了解到WMS系统可以弥补ERP系统的一些缺陷。
因此，如果你想拥有一个强大的仓库管理解决方案，那么可以将ERP系统与WMS系统两者结合起来使用。
WMS+MOM
当车间MES接料时，WMS实时将物料批次信息传给MES，绑定接料工位。
当成品入库时，MES实时将物料批次信息传给WMS，绑定仓库和储位。
五、分散控制系统（DCS）/可编程逻辑控制器（PLC）
分散控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）是数字化工厂生产线自动控制的核心。DCS主要用于大型生产线的控制和监控，而PLC则用于小型设备和机器的控制。它们通过实时监控和控制生产过程中的各种参数（如温度、压力、流量等），确保生产过程的稳定性和高效性。DCS和PLC系统还能够收集并传输数据，为后续分析和决策提供支持。
SCADA+PLC的生产现场控制系统。
DCS+MOM
MES将工单下达到机台设备，对设备、模具、刀具、人员防错，指导设备生产。
DCS将设备状态、工艺参数数据（温度、压力、扭矩等）回传给MES，与生产工单关联，用于生产追溯。
总结
数字化工厂的五大核心系统——PLM、ERP、MOM、WMS以及DCS/PLC，各司其职又紧密协作，共同支撑了数字化工厂的高效运行。这些系统集成了信息技术与制造技术，形成了一个闭环的生产管理体系，实现了生产过程的全面优化和资源的最佳配置。通过数字化转型，企业不仅能够提高生产效率和产品质量，还能快速响应市场变化，实现个性化定制，最终提升市场竞争力。
