为了大幅度缩短生产的设计时间，同时提高设计质量和设计的安全可靠性，加工业越来越注重采用数字工厂的方法。已经实现的优化成果已可以一一列举，但数字工厂的实现需要有前提条件，所以许多企业必须首先创造这些前提条件。

汽车工业属于数字工厂领先的行业之一。专家们预计，第
一批汽车制造厂家在两到三年内将完成从研制到推销的
全过程

对于加工企业来说，为了能够在世界市场上站稳脚跟，将来只是有创新产品是远远不够的。产品和过程创新的有力结合，今后将起到越来越大的决定性作用，才能在竞争中保持住自己的优势。这就是说，除了能够研制创新型的产品之外，企业还必须有能力非常迅速、灵活、费用低廉而且毫无故障地制造出这些产品。

数字工厂(DF)的方法和工具是在实现这项战略时提供支持。这种面向过程的解决方案涵盖整个产品寿命周期，从产品的定义到生产系统的规格，从过程的设计、仿真和外观设计到工厂日常运行的控制与监控。目的是大幅度缩短设计时间，同时提高设计，特别是提高设计的安全可靠性。“数字工厂是一种产品及其生产场所的现实计算机模型，它包括所有静态和动态过程。” T 系统 Industry Line Manufacturing 事业部执行副总裁Udo Glenewinkel 这样定义说。

数字仿真可以更有效地解决问题

“数字工厂的观察范围包括了所有部分，从单个零件和加工步骤的详细观察到整个产品和工厂的全部图像。过去通过耗时费力的和需要大量投资的仿真所做的检验，如今可以对模具、产品和过程进行数字仿真从而更有效和更经济地得到解决。”原因在于：在对昂贵的基础设施进行投资之前，利用数字工厂可以发现产品和生产的问题。

DaimlerChrysler采用Delmia公司的软件工具
实现数字工厂；这样，自动化系统就可以在
3D 环境中进行数字定义、控制和监控

所以，特别是在批量或小批量的加工行业中，数字工厂(DF)已成为热门话题，并得到大力推动。汽车工业就是在数字工厂方面领先的行业之一。专家们认为，首批汽车制造厂家在两到三年内将完成从研制到推销

的全过程。 P r o d u c t i o n P l a n n i n g Mercedes Benz Passenger Cars 分部副总裁 Guenther Walz 说明了这个课题对 DaimlerChrysler 汽车康采恩所具有的重要意义：“数字工厂对我们来说是一项关键技术。” Mercedes 采用了法国 Dassault Systems 公司的子公司Delmia 公司的软件工具。“数字工厂提 供 了 基 于 几 何 设 计 的 优 点 。 ”

Guenther Walz解释说。 这样就可以在早期阶段对符合人体工程学的工作以及工序进行设计和检验。迄今为止，设计的可实现性只有在制造出产品时才能得到检验。“与此相应的是，设计师也很少愿意事后再修改些什么。”生产部经理在描述传统设计的核心问题之一时这样说。如今的数字设计与产品形成的过程同时起步。“我们对此抱有厚望。

T系统副执行总裁Udo Glenewinkel：“数字工厂是一种产品及其生产场
所的现实计算机模型， 它包括所有静态和动态过程。”

”

数字工厂减少模具费用

比如 Mercedes 在制造汽车模型时，迄今已经使用了350种不同的焊钳。 Guenther Walz 在描述目标时说，这个数字应减少到10～15个。这样不但节省了产品的成本，而且也节约了人事、培训以及员工交流方面的开支。“没有数字化工厂，这种减少是不可能的。”虽说如此，许多中小企业(KMU)面对这个问题都望而却步：原因据说是成本太高，开支太大，牵涉人力太多。可是，假如中小企业至少在部分领域实现数字工厂，那么得利的可能首先是他们，因为这样一来他们面对客户的要求也就能够挺起腰杆了。因为许多大型企业都在本着通用供应链(Supply Chain)的精神，要求他们的零配件供应商也具有相应的结构和数据。“中小企业是它们延长了的手臂，可以承担包罗万象的任务，有一部分甚至包括大型构件和整车的结构和设计。

在做 OEM 时，这些过程与设计过程是同时进行的。” PLM/CAD/CAM 专业公司 UGS 公司中欧副总裁 Rainer Downar 做了这样的说明。

PLM/CAD/CAM专业公司 UGS 公司中欧副总裁兼UGS子公司Tecnomatix
公司总经理 R a i n e rDownar先生认为：“要实现典型的目标，如缩短整
个设计时间，更加缩短推向市场的时间，不把供货商整合到整个过程中是
根本不可能的。”

未来与供货商的合作将以数字形式进行

支持大力联网的制造企业和康采恩极其热切地希望自己的伙伴以及零配件供应商积极探讨这个问题。“因为不管企业大小， 实现典型的目标， 如缩短整个设计时间，以及更加缩短推向市场的时间等，不把供货商整合到整个过程中是根本不可能的。” Downar先生强调说。

比如在DaimlerChrysler， 数字工厂已经发展成为与供货商合作的决定性标准。今后它们必须能够处理产品和企业运营资料的 3D数据，同时也必须能够将这些数据重新演示回来。 Mercedes 经理Walz 宣布说，“我们明年发出订单时，将根据这些标准执行。”

随着推广度的越来越高，数字工厂对中型企业也形成了令人感兴趣的报价：加工企业在产品投产时利用数字工厂减少风险;它们可以操作数量较大的品种，可以更快地适应变化了的订单局面，加快系列投产的速度，更快地引进新产品，在产品和过程两方面达到更高的质量。比如变速器制造厂家Getrag Ford Transmissions公司自 2003 年以来一直采用 UGS的子公司 Technomatrix 公司的Empower Machining 方案以实现数字工厂，而且已经挖掘出了首批优化潜力。机壳与同步零件制造设计部主任 Johann Schueller 说：

“我们可以利用 E m p o w e rMachining 方案，把机壳的加工按照更严格的规定做得更有效，更合理，同时还要达到更高的设计安全可靠性。”比如 Getrag Ford Transmissions 公司通过计算机支持设计，估计节省时间达到了2 0 % ，在加工成本方面节约了10%，而且“上市时间”也缩短了大约 40%。

“数字工厂工具的成熟与标准化已经取得了极大的进步，使大中型企业觉得，积极探讨这个课题是值得的，” T 系统执行副总裁 Udo Glenewinkel 也证实说。诚然：“对于小企业来说， 现在还不存在‘现成的’解决方案。不过现在就可以预期，小型企业也将采用单项的专用工具和功能。”

数字工厂的方案涵盖整个产品寿命周期，从产品的定义
到生产系统的规格，从过程的设计、仿真和外观设计到工
厂日常运行的控制与监控

数据整合是关键

许多加工企业迄今的经验表明，实现数字工厂的挑战大多不是软件及其功能，而是过程在企业结构上的图像。比如数据的整合一再被提到是关键点，再有就是加工、组装和物流过程统统全部做成图像的问题。困难主要是来自均质的 IT 环境以及其中无数的岛式解决方案，这些问题必须整合、 调整或全部解决， 才能实现畅通的工作流( Workflows)。

这些岛式解决方案带来严重的摩擦损失，因为观察的和优化的只是整个过程的一部分，而同别的领域进行的数据交换往往被忽视了。“单个设计工具和功能的通用性可能更好些，” T 系统制造专家 Glenewinkel 谨慎地描述说。

虽然许多小岛在大岛之间消失了，但“在工具完全整合之前，可能还需要若干年的时间。 同样， 各

制造厂家的工具包往往相互分离也是一个薄弱环节。”

不过，将某项特殊任务的点式解决方案放在设计和加工的一个有限方面中完成，可能也是非常有意义的。“数字工厂的优点是， 清楚而明白定义的任务， 可以预见的投资费用，有限的时间消耗以及投资的快速回报。” UGS 公司的 Rainer Downar 说。

落实必须由管理层负责

然而重要的是，一个企业决定采用某种系统，这个系统以后也可以和单个解决方案相结合，也可以任意扩展，并支持与别的操作系统的接口，因而使客户所做投资继续面向未来的可使用性得到保证。 但是， 实现数字工厂的基本前提首先在于，项目的落实必须由最高管理层负责，而且必须得到大力支持。 只有这样， 一个跨行业的创新课题才能有人承担足够的责任，也才能成功地得到实施。

虽然如此：加工设计人员的创造性并不能被数字工厂所取代。专家们必须一如既往地审查他们的数字设计过程的成果是否具有可信性，是否有意义。所以，即使将来数字工厂更加普及，工厂设计人员的丰富思想和专家知识仍将起到决定一切的作用。