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智能制造之路：数字化工厂 [:1704014198]
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智能制造之路：数字化工厂 9.1 全流程的端到端集成简介
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为了在整个工业生产过程中实现端到端的数字集成，使现实世界和数字世界在产品的整个生命周期所包含的价值链的各个环节之间实现整合。我们采用建立模型的方法，这对管理复杂系统具有非常重要的作用。于此同时，我们需要一个跨学科的、全面系统的工厂方法，使其能够覆盖产品的研发、制造、销售等各个环节，为产品的整个生命周期提供周全的端到端支持。为了达到以上这些，我们需要对工程师进行一定的培训，使得他们能够适应这种新的工作模式。
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所谓的工业4.0的端到端的数字化集成，就是用户可以通过互联网参与产品的研发与制造的各个环节。企业可以在客户参与的过程中为其提供更多的服务，带来更多的体验，从而提升产品的附加值，这也是对C2B模式的一次具有创新性的应用。在实现这一目标的过程中，企业需要借助互联网技术，同时开发更好的产品管理系统来统筹管理与产品生命周期相关的各个环节，用虚拟化的设计、虚拟化的制造、虚拟化的评估等方式将客户的需求融入产品生命周期的所有流程。
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在这种创新的C2B模式下，企业需要对来自客户的个性化、多样化的订单进行及时的处理。为了实现这样的目标，工厂需要具有较高的柔性、灵活性和运行效率。事实上，柔性、灵活性与高运行效率所带来的，正是我们孜孜追求的目标——大规模定制。与传统的批量生产不同，大规模定制会给企业带来很多明显的好处。其一，由于客户参与了产品的设计和制造环节，加深了客户对产品和企业的认识与感情，有助于培养客户的忠诚度与黏滞度，有助于维护与扩展客户群。其二，在C2B模式下，交易的过程由企业先垫资生产直至销售获得回报的模式变为客户先下订单并提供一定的资金作为保证金的模式，这大大缓解了企业的现金流压力。其三，由于客户是直接面对生产商的，因此可以免去中间商的利润分割和层层提价，对客户和企业来说都是双赢的局面。其四，对于严格按订单需求生产的企业来说，完全没有了库存的压力，这将大大降低企业运行的成本。然而，这样的大规模定制并不容易实现，需要企业在关键的时刻进行战略性的深度转型。第一，这既然是基于互联网客户参与的生产模式，那么，网络侧的流量导入就显得尤为重要。第二，企业需要具有将网络侧的流量转化为订单，并及时响应这些订单的能力，不管是企业自己的工厂生产，还是通过横向网络找到最合适的厂家生产。第三，对于需要在本工厂满足的生产需求，企业需要开发具有端到端集成的生产模式，实现完全按照需求生产。当然，实现这一切的基础是对物理世界，包括工厂、车间、产品、设备等进行相应的升级。最后，小批量多品种的生产系统完全不同于传统的大批量自动化生产，需要企业的经营者站在更高的层面进行深入的理解才能做出对企业具有真正价值的对策。
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工业4.0中端到端的集成更强调各生产阶段终端设备的集成。一个产品生产的工程过程分为不同阶段，在CPS支持下，它们的数字信息可以被集成在一起，从而实现智能化制造。生产行进的每一步都有相应的信息被综合到CPS中，也可以使产品在每一个阶段受到信息控制，甚至做出改变。
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智能产品的生产过程包括：设计和开发、生产计划、生产工程、产品和服务五个阶段。每个阶段都会有相应的数字终端设备支持，这些终端的数字信息通过接口进入CPS中并被集成在一起，从而进入生产工程数据库或生产云。于是各阶段的数字信息在数据库中融合、交互，生产工程实现了端到端的数字集成。
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实时透明是跨越整个价值链的端到端工程数字集成中的一个非常重要的概念。如上所述，当生产过程各阶段的设备终端被实时数据库相连，那么，这些终端也就实现了实时透明。端到端的信息交互变得既实时又直接，从而使端与端透明贯通。显然，实现实时透明的关键技术是数据库技术与接口技术，是大数据的融合技术。端到端实时透明也意味着生产全过程信息的共享与实时应用，这样就支持了智能产品动态地出现在任何生产设备前，都可以立即得到设备终端的智能人机界面的支持，并进行应有的生产处理或加工。相应地，生产线上的设备终端都同时得到了支持此产品生产的信息及功能画面。跨越整个价值链的端到端工程数字集成是实现智能生产的基础，也为生产智能产品提供了保障。
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智能制造之路：数字化工厂 9.2 端到端——供应链要达到最佳的状态
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工业4.0模式下，理想的状态是智慧工厂的下游都有共有的云，在云端集成了整个供应链，实现物和物、服务和服务、人和人的对话。在实现这一目标的过程中，信息技术显得尤为重要。将流程与信息技术深度结合，是工业4.0模式下整个供应链发展的思路，也是企业发展工业4.0的着力点。
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智能制造之路：数字化工厂 9.3 端到端集成解决方案
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信息孤岛是当前我国制造业企业在信息化升级建设中普遍遇到的问题，信息孤岛的存在阻碍了各个生产单元之间信息的有效传递，从而对整个生产系统带来了负面影响。
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PLM关系集成模型可以用于描述企业中各个数字业务或者各个学科之间的关系。事实上，企业在信息化的过程中建立系统也正是为了解决众多的业务问题。从底层技术角度来看，只要实现对PLM关系集成模型中的关系的管理，就能实现端到端的整体协同，因此这是一种不错的解决方案。
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从业务场景模型（见图9-2）中，我们可以看出：
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1）需要多个IT厂商共同努力才能为制造业提供完整的支撑。
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2）数据的交换与互通在制造业的四大关键环节中均有存在。
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3）业务场景模型的中间是一个主系统模型，实现了与各个信息系统的关联。
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图9-2 端到端的制造业业务场景模型
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