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图3-25 虚实结合的数字工厂推进示意
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作为一个由大量生产制造资源组成的复杂系统，数字工厂的优化和固化都是动态过程中的相对平衡，所以系统的优化和改进也是一个持续过程。虚实结合的数字工厂解决方案充分利用了虚拟工厂技术和物理工厂技术的特点，以尽量低的成本、最适当的技术方案和最小的风险，获取最大的可靠性保障和尽量大的收益。以三一集团某事业部为例，通过规划建设阶段几个月的数字工厂实施应用，修正厂房结构规划漏洞十余处，调整了工位布局30多处，厂房面积利用率提高近10个百分点，有效节约设备投资2800万，效果卓著。
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参考文献
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智慧工厂：中国制造业探索实践 第4章 中国智慧工厂1.0的理论
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后金融危机以来，国际政治经济秩序持续发生着广泛而深刻的变化。美国和欧洲正在经历艰难的复苏过程，而中国则较好处理了各方面矛盾，继续保持着相对健康的强劲发展势头，成为全球可持续发展的引擎。近年来，以互联网、大数据、云计算为代表的ICT技术加速向实体经济渗透，欧美重新认识先进制造业的价值并推出系列举措，并于2013年初先后提出了工业4.0、工业互联网等新产业革命概念，旨在在新一轮全球竞争中继续掌控主导权。中国制造业面临巨大挑战的同时也面临巨大机遇，数年前提出了国家创新战略，并连续密集发布了一系列发展高端智能装备和先进制造业的政策文件，对国家层面的科技创新和知识产权战略进行了部署。进入2015年，随着“中国制造2025”和“互联网+行动计划”的出台，以两化融合为抓手，以智能制造为切入点，通过三步走战略，逐步实现制造大国向制造强国的转变，清晰反映了中国的国家战略，成为中国梦最直接的体现之一。
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在这场“智”造强国的伟大实践中，成立于2011年11月的创新型行业组织“中国科技自动化联盟”（以下简称“联盟”）在2012年6月颇具战略性和前瞻性地首次提出了以中国制造业转型升级初级阶段为目标的“中国智慧工厂1.0”理念，这与德国工业4.0理念一脉相承，同时更具有中国特色。几年来，联盟围绕智慧工厂1.0不仅开展了富有成效的理论探索，更注重结合电子制造、半导体、食品饮料、数字液压、汽车、包装、装备制造等垂直行业的落地实践，形成了一批成果，更积累了宝贵的经验。
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智慧工厂：中国制造业探索实践 4.1 理论起源与形成
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谈起自动化，一般会联想到大规模生产现场，似乎只有在大批量制造过程中自动化才有用武之地，较少想到在科学研究、技术开发和高端复杂装备研制过程中自动化的价值。实际上，对科学家和研究机构的技术人员来说，面临不断提高科研创新速度和效率的挑战，便捷高效的自动化研究与测试手段无疑是不可或缺的资源。对设备供应商而言，面对激烈的市场竞争，如何能快速高效地研发出适合市场的新产品，满足不断变化的客户需求，为客户提供更多价值，成为主要挑战。随着客户对设备的实时性、同步性、精确性等要求越来越高，实时工业以太网通信、远程控制及集成安全等先进自动化技术也不断丰富着新设备的功能清单。对系统集成商和服务商而言，为了迅速改进和升级传统设备，扩展现有生产线的生命周期，并对生产装备进行预测性维护和健康管理，采用先进自动化技术手段和工具乃是必然之选。在资源紧缺、环境约束及人力成本等重重压力下，自动化技术面临前所未有的挑战、崭新的需求和巨大的发展机遇。适逢中国工业转型升级的关键时期，先进自动化技术支持下的科技创新，乃是不可或缺的重要驱动力。
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智慧工厂：中国制造业探索实践 4.1.1 起源——科技自动化
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多年来，中国的企业习惯了“引进→消化→吸收”的开发模式，造成了只会逆向工程仿制。自动化公司要想为装备制造商真正创造价值，就必须要从概念上进行革新。为此需要从创新生命周期的角度来解析装备的研发过程，即从挖掘市场的显性和潜在需求开始，定义和验证产品概念，组织系统创新，开展技术和产品研发，然后过渡到商业化和批量生产环节，并通过持续改进完成产品的价值创造过程。传统意义上，自动化公司往往关注的是装备的量产阶段，因为只有这个阶段才会批量采购自动化产品。如果能够在客户进行样机开发的阶段就介入选型和提供配合，就是比较领先的做法了。但如果我们从创新生命周期的角度来看，介入的时机显然还可以大幅提前。可惜的是，人们在分析自动化市场的时候，往往按照客户采购性质、行业、地域或者产品线来进行。比如，按照客户性质分为OEM客户和项目客户；按照行业划分，有流程自动化（冶金自动化、化工自动化等）和离散自动化（数控、包装自动化、汽车自动化、电子加工自动化等）；按照地域划分，有华南自动化市场、华东自动化市场等；按照产品线划分，则有电气传动、PLC、HMI、传感器、工业通信等等。这种思维方法限制了人们的视野，以致于大多数人都不曾意识到还有另外解析自动化市场的维度，比如按照创新生命周期。
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当然，还有其他的自动化细分市场，比如实验室自动化和测控自动化，这通常是实验室仪器和测量测试自动化厂商的叫法。比如NI（美商国家仪器），他们按照应用场景来对适合自己的自动化市场进行定义。不经意之间，这样的定义将自动化带入了实验室和研发测试的领域，从而为科技自动化理念的出现做了铺垫。
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1.具体含义
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科技自动化有两个方面的含义：
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一方面，随着科技的不断进步，创新自动化厂商不断吸收各方面最新科技成果，推出更加先进、高效、灵活、智能的自动化系统。从这个意义来说，科技自动化是先进的、高端的、与时俱进的自动化，代表了自动化不断超越自己迈向更高更快更强的境界。对自动化厂商来说，它是一道值得追求的技术门槛。另一方面，吸收了先进科技成果的自动化反过来又成为科研开发和先进制造业不断突破创新的强大助推剂，为科学家及工程技术人员提供了更加有力的测量、分析、检验、执行手段，使科学探索的深度和广度达到前所未有的境界，使技术开发以更快的速度和质量进行，使各种先进装备的性能和功能不断突破和发展。从这个意义来说，科技自动化更是一个市场化的概念，它所要服务的正是以突破创新作为生命力的科学研究、技术开发和先进制造业市场，而不是一般意义上的传统自动化市场。