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数字化车间标准化与规划实施

导读

工业化以来，制造行业在技术应用及管理模式上也经历了几次变革，每

一次变革都带来了工业化水平的大幅提升，体现到车间层面的技术应用管理，

则大致经历了手工作业、机械生产、流水线大批量生产、电子信息技术应用

与自动化生产。从制造业的发展阶段角度，当前的制造企业发展也正处于从

第三阶段向第四阶段的过渡时期，即从电子信息时代到智能制造时代的过渡

阶段。

在第三阶段，电子信息技术的应用使制造过程自动化控制程度进一步大

幅度提高，机器能够替代手工作业，不仅仅是一些体力劳动，还有一些脑力

劳动。通过各种信息化系统（控制技术和管理系统）的应用，极大改善及优

化了生产车间流程和管理效率，在资源优化、提高效率和辅助决策等方面充

分发挥了信息化的优势。

数字化车间建设是实现智能制造的重要一环，是制造企业实施智能制造

的主战场，是制造企业走向智能制造的起点。通过数字化车间的建设，充分

发挥信息技术、工业技术的优势，以降本提质增效、快速响应市场为目的，

在对生产工艺、生产组织、生产过程控制等环节优化管理的基础上，对人、

机、料、法、环、测等生产资源与生产过程进行设计、管理、仿真、优化

与可视化等，实现精细、精准、敏捷、高效地管理与控制。

1数字化车间标准化

在《GB/T37393-2019数字化车间通用技术要求》、《GB/T

37413-2019数字化车间术语和定义》中对数字化车间的定义、体系结构、

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基本要求、车间信息交互、数字化技术要求等内容进行了说明。在《GB/T

37393-2019数字化车间通用技术要求》中提到，数字化车间是运用精益生

产、精益物流、可视化管理、标准化管理、绿色制造等先进的生产管控理论

和方法设计而建造的信息化车间，具有精细化管控能力，是实现智能化、柔

性化、敏捷化的产品制造的基础。数字化车间作为智能制造的核心单元，涉

及信息技术、自动化技术、机械制造、物流管理等多个技术领域。

图1数字化车间体系结构图

数字化车间的体系结构如图1所示，分为基础层和执行层，管理层应在

数字化车间之外。基础层主要包括制造设备及生产资源，参与生产过程，执

行生产、检测、物流等任务；执行层主要包括车间计划与调度、生产物流管

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理、生产过程质量管理、设备管理、工艺执行与管理功能模块，对生产过程

中的各类业务、活动或相关资产进行管理。

根据数字化车间体系结构，主要数据包括：

（1）生产计划/车间订单及其运行结果反馈。

（2）作业计划及其执行反馈。

（3）作业执行指令及其执行反馈。

（4）工艺要求的检验指令及质量控制数据反馈。

（5）检验参数及其检验数据反馈。

（6）车间订单的物料需求及配送反馈。

（7）原材料的入库、出库等库存数据。

（8）设备运维计划与设备运行数据等，产生的主要数据流如图2所示。

图2数字化车间数据流示意图

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数字化车间的基本要求包括资产和制造过程数字化要求、网络化要求、

系统化要求、集成化要求和安全性要求。

（1）数字化要求