數(shù)字化制造也可以看作為建立在信息物理系統(tǒng)的基礎上，把設備實體、生產資源、流程、系統(tǒng)和人員連接起來，通過全面信息化轉型，以數(shù)據(jù)分析生成可執(zhí)行(actionable)的信息，優(yōu)化制造過程，實現(xiàn)智能工廠和新的制造生態(tài)系統(tǒng)。
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智能制造的三鏈模型：制造流程信息化
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作為對制造流程信息化討論的背景，本文給出了智能制造的三鏈模型，也是對制造業(yè)管理流程的數(shù)字化提出的三鏈模型。
盡管不同的制造細分行業(yè)，同一細分行業(yè)不同的企業(yè)，這些流程會有差異，作為一個概括，可以把重要的流程分為三大鏈：第一鏈，垂直的，是以ERP為首的價值鏈；第二鏈，水平的，是以PLM為主的知識產權鏈；第三鏈，也是垂直的，是資產鏈。
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?圖2 智能制造的三鏈模型
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智能制造的第一鏈，價值鏈。
價值鏈，是回答生產什么、在什么時候生產、生產多少的問題，包括了從產品訂單，到生產計劃、材料與供應、制造、交付與分銷、及更后的客戶支持的整個業(yè)務管理流程，關注如何優(yōu)化這些環(huán)節(jié)，為企業(yè)創(chuàng)造價值。
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管理流程要解決的問題，除了保證成本、效率、質量這些傳統(tǒng)生產要素能達到預期的目標之外，還必須縮短交付周期、提高資源效率、和保障可持續(xù)性，實現(xiàn)多品種、小批量柔性制造，快速響應市場需求的變化。
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對大型或高價值裝備的制造商，在這個價值鏈的下游，有這樣的一個機會，即如何利用企業(yè)對產品內部技術的深度把握，采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術，在預測性維護和資產績效管理方面，為客戶提供增值服務，不僅為企業(yè)創(chuàng)造新的營收來源，也為企業(yè)的業(yè)務模式提升轉型，從單一的產品銷售模式向服務型模式、甚至成效型模式過渡提供了一個良好的機遇。
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這個流程中，我們不僅需要繼續(xù)將依賴于報表式的手工管理方式提升為完全數(shù)字化的過程（至少對部分企業(yè)而言），而且還要關注如何把所有的環(huán)節(jié)無縫整合，自動交互，動態(tài)地響應客戶和市場的需求。
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第二鏈，是以PLM為主的知識產權鏈
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第二鏈，是回答怎樣生產的問題，關注如何優(yōu)化從產品設計，到流程規(guī)劃、生產工程、和制造的創(chuàng)新管理流程，如何在越來越短的周期里推出更多樣的、更為高新和尖端的產品。
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位于價值鏈與知識產權鏈交叉點的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），是將知識產權轉為業(yè)務價值的樞紐，它管理的對象是作為制造業(yè)企業(yè)資產的核心的生產能力和資源，對實現(xiàn)企業(yè)價值起著舉足輕重的作用。MES在生產現(xiàn)場統(tǒng)籌管理生產計劃的執(zhí)行、設備使用的績效、產品質量的保證、生產過程的追溯、工人的排班和激勵等多個方面。它所關注的是在車間的場景里如何對生產人員、設備、物料、能源的生產要素，實現(xiàn)動態(tài)的、精準的、優(yōu)化的配置和調度，高績效、高質量、低成本地完成生產任務。由于其管理對象包括實體生產資源，MES與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術在多個應用方面相關性更直接，將與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實施相互配合，相互增強。
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智能制造第三鏈，是資產鏈。
主要關注在裝備部署和投產后，如何優(yōu)化其運營和維護，以更低的成本，產生更佳的成效。
這也是在制造業(yè)外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的重要場景，如上文提到的風力發(fā)電機、采油設備等等。（當然，對于設備組件制造商，交付的下游是其它的制造商，而不是裝備運營商。）
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數(shù)字主線
與數(shù)字化雙胞胎
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正如價值鏈一樣，知識產權鏈各環(huán)節(jié)之間也需要無縫整合，讓數(shù)據(jù)按需要在產品生命周期的過程中暢通地流動，從設計，到制造，到運維，甚至一直到退役報廢回收。簡單地說，數(shù)字主線（digital thread）就是這樣一個使能數(shù)據(jù)流動的連接和融合框架。如在離散制造的MBE過程中，實現(xiàn)完全基于三維的設計、仿真驗證、工藝設計、制造和運維的產品全生命周期管理，避免傳統(tǒng)過程中把三維的設計轉換成二維的工藝，然后再去制造三維的產品這種在中間環(huán)節(jié)之間繁瑣和不可靠的轉換。
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在數(shù)字主線各個環(huán)節(jié)中所收集有關產品的數(shù)據(jù)，如設計規(guī)格、描述其幾何形狀、材料、組件和行為的工程模型、仿真驗證結果、工藝規(guī)程、每一個產品實體在制造過程中獨有的人、機、料、法，質量檢驗等數(shù)據(jù)、還有部署調試、使用和維護的數(shù)據(jù)等，構成了產品實體的在數(shù)字模型，也就是通常所說的數(shù)字孿生，或數(shù)字化雙胞胎。
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這個產品數(shù)據(jù)模型，不僅僅是一個靜態(tài)的模型，它反映了每個產品，或裝備的設計、生產，使用和維護的完整歷史。利用每一個產品數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)模型，可以在其生命周期內通過仿真，更有效地評估其當前和未來的性能。這不僅對預測性維護和優(yōu)化運營績效，而且對根據(jù)產品使用的數(shù)據(jù)來改進產品設計和生產工藝都具有十分重要的價值。
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圖3 數(shù)字主線
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整合產品生命周期功能環(huán)節(jié), 集成數(shù)據(jù), 建立產品數(shù)字模型（數(shù)字化雙胞胎）
另外，數(shù)字化雙胞胎能夠提供對產品質量有效的追溯，特別是當產品因質量問題需要召回時，能追溯到影響每一個產品的質量具體因素，因而可以精確的決定召回的范圍，減小召回的成本。
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作為支撐世界經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的無縫融合也將促使制造企業(yè)的生產力和生產水平得到進一步提升，這是制造業(yè)革命的關鍵所在，與此同時，引入互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字化技術，對“中國制造2025”、工業(yè)4.0的重大戰(zhàn)略執(zhí)行也有更多助力。7月在北京舉行的2016西門子工業(yè)論壇，再次引發(fā)“中國制造2025”的討論熱潮。
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全球知名的工業(yè)自動化公司西門子，通過基于“數(shù)字化雙胞胎”的數(shù)字化企業(yè)解決方案、工業(yè)云等技術，使得現(xiàn)實世界與虛擬世界緊密融合，在“中國制造2025”、工業(yè)4.0的關鍵戰(zhàn)略上迸發(fā)出更強的實力，幫助中國制造業(yè)提升競爭力。由此，更具現(xiàn)代化氣息的數(shù)字化工業(yè)躍然而出，更有活力和效率的數(shù)字化工廠點亮視界。
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主要的制造業(yè)管理流程，也就是智能制造的三鏈，不僅在每一流程內部的各個環(huán)節(jié)需要無縫連接融合，不同流程之間也將更緊密地交叉連通融合。
如MES作為交叉樞紐，把作為價值鏈業(yè)務管理流程和作為知識產權鏈的創(chuàng)新管理流程融合在一起。而數(shù)字主線則不僅把知識產權鏈各個環(huán)節(jié)打通，而且連貫價值鏈和資產鏈的環(huán)節(jié)，全面收集產品的設計、制造和運維數(shù)據(jù)，建立產品的數(shù)據(jù)孿生模型。要實現(xiàn)這些全面性的互聯(lián)互通，信息互流互用，僅僅依賴于目前現(xiàn)有的工業(yè)軟件的架構，通過多個環(huán)節(jié)點到點的相互連接整合，不僅工作量大，而且會相當脆弱，難以滿足各流程的全面化的互聯(lián)互通。
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數(shù)據(jù)顯示，在新產品上市比例、設備生產效率、產品交付能力及營運利潤率等多個方面，數(shù)字化企業(yè)的指標均遠遠高于傳統(tǒng)制造企業(yè)，數(shù)字化為中國制造業(yè)的轉型升級提供了一條切實可行的路徑。因此，一個新的系統(tǒng)化的、在架構的層次上的解決方案可以說是勢在必行。