数字化工厂的出现和发展史

以产品设计为核心的CAD、PDM等专业软件虽然诞生已有二三十年的历史，但长期以来，由于缺乏科学有效的数据协同管理方法，对设计阶段生成的产品数据进行了研究和开发。信息不能与后续的生产计划和生产执行环节同步，只能根据负责生产的员工的经验判断和安排生产。所有由信息不对称引起的问题只能被被动地处理和处理，这不仅严重影响了实际的生产效率，而且还承担了由此产生的额外成本损失。这种由产品设计和制造之间的数据和信息断开而引起的问题是制造业的一个主要痛点。

随着制造业竞争的日益激烈，客户多样化的需求、制造工艺的复杂程度、市场对质量与效率的诉求不断提升，传统制造业面临巨大挑战。制造企业需要以更短的产品设计制造周期、更快的产品迭代速度、更高的生产效率与更灵活的生产方式来应对这种变革。

事实上，业界从未停止使用信息化的手段尝试解决这些问题。其中比较著名的解决方案，包括20世纪80年代提出的计算机集成制造系统（ComputerIntegrated Manufacturing System, CIMS），但在企业的具体实践当中，限于成本与技术瓶颈问题，尤其是限于体制问题，实施多年收效甚微，无疾而终。

20世纪90年代末，基于虚拟制造技术的数字化工厂解决方案，逐步发展起来。它利用数据协同管理、三维建模、虚拟仿真等数字化技术，用统一的数据平台实现产品设计与制造阶段的数据协同，实现从产品研发设计到实际生产制造之间数据与信息的协同与集成，从而填补产品研发设计与生产制造之间的鸿沟。同时，在计算机虚拟环境中对物理制造系统与实际生产过程进行仿真，使生产制造过程在生产线进行实际布局前，能够在数字虚拟空间内提前进行验证、调整与优化。在国内较早成功的例子是20世纪90年代末飞豹全数字样机的开发成功，及其所实现的打通设计与制造的一体化解决方案。

通过多次实践可以知道，数字化工厂解决方案可以协助制造企业并尽可能的降低产品发布周期，降低产品开发的费用，也可以解决信息不对称的问题，有效的规避这类问题造成的成本和效率损失，提高生产线的设备配置和布局效率，降低生产线上会有的故障和风险，减少制造过程中可能会出现的各类问题等。