□姜 妍

企業(yè)基于數(shù)字可視化的生產(chǎn)與研發(fā)，即以數(shù)字化技術建立一個涵蓋價值鏈各環(huán)節(jié)到供應商的無縫互聯(lián)數(shù)字化企業(yè)平臺進行生產(chǎn)與研發(fā)。如今，企業(yè)生成并存儲的數(shù)字不計其數(shù)，但只是有效利用了其中很有限的部分數(shù)據(jù)，即價值鏈中的一少部分，并且數(shù)據(jù)的使用領域與生成領域重合。但互聯(lián)網(wǎng)的存在意義應當更為寬泛，信息網(wǎng)絡理應為大家提供一切所需要的信息。因此，這些數(shù)據(jù)可以在數(shù)字化企業(yè)使用完畢之后，繼續(xù)發(fā)揮它們的價值，有用的信息可以繼續(xù)傳遞給其他企業(yè)甚至是他們的客戶。單一企業(yè)不能夠提供實現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)的所有功能，但互聯(lián)網(wǎng)可以通過制造商的單位系統(tǒng)提供全部功能，所有部件能夠基于一種公共的標準來實現(xiàn)最佳組合和集成，達成一個最優(yōu)解決方案。

一、企業(yè)生產(chǎn)與產(chǎn)品研發(fā)的數(shù)字可視化實現(xiàn)的意義

(一)全球化及環(huán)保需要企業(yè)數(shù)字化。工業(yè)企業(yè)在過去的幾十年中飛速發(fā)展，現(xiàn)代化的企業(yè)已實現(xiàn)了與國際接軌，而不僅僅局限于在有限空間內(nèi)進行開發(fā)、生產(chǎn)、維護和存儲備件的陳舊模式。一個集團將其產(chǎn)品推向市場，必然有來自全球的相當多供應商與合作伙伴的參與。即使是規(guī)模較小的企業(yè)，也能夠得到全球生產(chǎn)商與服務商的供貨。此種情況下，來自全球的每一個參與者，會涉及越來越多各自國家的法律法規(guī)，這些法規(guī)要求保證產(chǎn)品或生產(chǎn)方式以環(huán)境保護為出發(fā)點，不對環(huán)境造成破壞。相關的法律法規(guī)數(shù)量龐大，因此企業(yè)需要應用一種軟件技術將所有法律信息整合到一起。用戶及法律要求企業(yè)隨時掌握相關法規(guī)對產(chǎn)品的要求，并驗證產(chǎn)品是否符合其質(zhì)量要求及使用范圍，只有使用數(shù)字化軟件工具才能達到這一目的。

基于數(shù)字可視化的信息基礎設施和協(xié)作數(shù)據(jù)平臺可以實時接收變化信息，并隨時調(diào)整其程序和流程。企業(yè)的數(shù)據(jù)處理技術已經(jīng)有了極大的進步，數(shù)據(jù)生成后，不僅可以滿足單一的目的，而且還可以滿足其他可能。此外，現(xiàn)有混亂的“信息孤島”可以鏈接為一個結構嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)來源，在這一系統(tǒng)內(nèi)有權限的人員都可讀取此數(shù)據(jù)源。

(二)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展需要數(shù)字化?？萍紡膩聿皇且货矶偷模袢盏幕ヂ?lián)網(wǎng)技術也不是一天發(fā)展而成。因此，一個可以實現(xiàn)數(shù)字化企業(yè)的技術平臺是由許許多多的企業(yè)、制造商和用戶一步步的持續(xù)努力打造出來的。

信息技術基礎設施供應商、各種軟件制造商必須緊跟時代的發(fā)展使自已的產(chǎn)品適應各項應用。從只能加工特定數(shù)據(jù)或完成單一任務的單芯片系統(tǒng)，逐步向集成方向發(fā)展。也就是說，可以使應用程序盡可能基于通用數(shù)據(jù)庫，同時系統(tǒng)結果還能以約定形式適用于其他所有應用程序。創(chuàng)建這樣一種數(shù)據(jù)技術基礎設施必須經(jīng)過長期的設計、實現(xiàn)、磨合、更新的過程。產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)過程需要逐次升級換代，在此過程中關鍵數(shù)據(jù)應當隨時變更和保留，尤其在大型項目和合作工程當中這一性質(zhì)更為重要。人們除了斟酌數(shù)據(jù)格式、端口以外，還應規(guī)劃通用的數(shù)據(jù)管理。因此，必須創(chuàng)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型在關鍵領域應用。

用戶在現(xiàn)有的企業(yè)技術平臺環(huán)境中生成模型與數(shù)據(jù)，這些模型與數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)對產(chǎn)品、設備等的描述，但為了再次提升生產(chǎn)力，就必須對數(shù)據(jù)和模型進行重新設計。新的信息環(huán)境要以數(shù)字化企業(yè)模式為基準重新規(guī)劃，以便未來可以滿足“智能聯(lián)網(wǎng)”開發(fā)和生產(chǎn)需求。更為復雜的生產(chǎn)系統(tǒng)應運而生，未來功能模型為代表的邏輯數(shù)據(jù)庫將取代當今的立體應用機械產(chǎn)品和明確分級的數(shù)據(jù)庫管理。系統(tǒng)呈現(xiàn)的仿真過程將取代耗費大量人力、物力的“物理原型”，仿真技術將持續(xù)推動未來的工業(yè)生產(chǎn)。

二、企業(yè)基于數(shù)字可視化生產(chǎn)與研發(fā)過程中存在的問題

(一)投資結構的均衡性。許多企業(yè)在進行早期投入時都力圖縮減支出，但正是這些投資，很有可能在日后發(fā)展成新的科技。雖然很多企業(yè)有固定的新科技投資資金，但總是非常謹慎的動用此類資金。大多數(shù)情況下，企業(yè)不會將安裝功能投資隨意縮小，企業(yè)為確保投資在高生產(chǎn)力情況下進行，往往會配備性能較好的設備。但此時，企業(yè)對投資期望值過高，從而導致了初始投資很難達到預期，使得后續(xù)投資被無限期推遲。因此，只有在初始投資時使用恰好滿足應用需求的標準配置，才不會為基礎設施成本不均衡發(fā)展造成壓力，從而促進下一步的增量投資，以得到足夠的投資回報率。

(二)員工參與的積極性。在已有系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下引入新的系統(tǒng)，對于參與新系統(tǒng)改造的員工來講，他們在本已經(jīng)繁重的工作之外還要額外兼顧完成改造或研發(fā)的任務。因此，當這些員工未能積極盡力時，則會直接導致新系統(tǒng)運行出現(xiàn)問題。

(三)軟件功能適用與未來升級的協(xié)調(diào)性。在新的網(wǎng)絡信息技術服務中，由于經(jīng)濟原因，很多軟件在很大程度上都必須具備“即裝即用”的特點。正因如此，客戶定制化功能需要維持在一個最低的程度。未來的軟件升級模式將采取全球化統(tǒng)一升級，如果增加定制化功能，則無法完成統(tǒng)一升級。

三、企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字可視化的生產(chǎn)與研發(fā)問題解決方案

(一)達到數(shù)據(jù)一致性，建立標準化和開放式移動系統(tǒng)。未來數(shù)字化企業(yè)中的軟件和信息系統(tǒng)需要適應市場的變化，網(wǎng)絡平臺對工作流程和軟件產(chǎn)品統(tǒng)一協(xié)調(diào)。為對此類系統(tǒng)進行統(tǒng)一的升級，需盡量避免個性化的特殊配置和昂貴的升級程序。雖然指向性明確的特殊定制系統(tǒng)無法滿足統(tǒng)一的升級要求，但為了滿足客戶的個性化需求，可以在統(tǒng)一標準上進行研發(fā)調(diào)節(jié)，還可以在數(shù)據(jù)的提供、軟件標準組件及工具的互動機制中進行改進。只有當所有參與者明確怎樣接發(fā)單一系統(tǒng)數(shù)據(jù)時，才能建立起一個統(tǒng)一的集成式平臺。不同企業(yè)可以從這個平臺安裝下載標準程序，進而發(fā)出指令完成任務。

獨立開放的程序構成數(shù)字化企業(yè)平臺系統(tǒng)。未來沒有固定的系統(tǒng)源，從外部輸入的系統(tǒng)數(shù)據(jù)在整個數(shù)據(jù)鏈條中整合使用。隨著網(wǎng)絡系統(tǒng)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)的安全問題越來越引起人們重視。在工業(yè)的標準生產(chǎn)領域中，標準化軟件大量應用，一旦數(shù)據(jù)進入系統(tǒng)整合則帶來影響。我們要對數(shù)據(jù)輸入、輸出端進行控制，應防止竊取信息和未授權使用系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)中企業(yè)的安全。用戶在使用操作系統(tǒng)過程中還需提高安全防范意識，保護自身及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全完整。當未來企業(yè)將它們的數(shù)據(jù)與產(chǎn)品型號輸送到移動終端時，標準開放的移動系統(tǒng)將集成實現(xiàn)企業(yè)的目標。

(二)整合產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)PLM、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、供應鏈管理系統(tǒng)SCM、資源規(guī)劃系統(tǒng)ERP。產(chǎn)品生命周期管理(PLM)系統(tǒng)可以接納對各類產(chǎn)品的研發(fā)，這一系統(tǒng)由若干子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫構成，分類存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)。各個子系統(tǒng)分別規(guī)劃、操控與運作生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)管理采集。制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)(ERP)構成企業(yè)不同發(fā)展階段的子系統(tǒng)。要依據(jù)數(shù)據(jù)的來源與用途不同將其以相應的數(shù)據(jù)格式輸入對應數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)的傳輸過程需要數(shù)據(jù)庫間的密切配合與協(xié)調(diào)。供應鏈管理系統(tǒng)工具(SCM)可以對產(chǎn)品研發(fā)和制造的整條供應鏈條進行控制指揮。生產(chǎn)準備系統(tǒng)和工業(yè)工程系統(tǒng)支持生產(chǎn)流程和制造設備的設計與研發(fā)，并逐漸實現(xiàn)“數(shù)字化工廠”。企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)負責完成采購、訂單處理及物流運輸?shù)裙芾砺毮堋?/p>

整合各個企業(yè)的關鍵系統(tǒng)，達到整個企業(yè)價值鏈的完整和無縫對接，可以大幅提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)力，促進經(jīng)濟效益增長。

(三)拆除各工程學科之間的“壁壘”?，F(xiàn)有工業(yè)價值鏈中的各類實際生產(chǎn)將被未來的產(chǎn)品與過程仿真取代，這不僅有利于生產(chǎn)力的提高，還可保證未來產(chǎn)品與生產(chǎn)的可持續(xù)性。各種機械、液壓、電子及軟件組件之間復雜的相互協(xié)同可通過系統(tǒng)工程，實現(xiàn)數(shù)字化仿真和檢測。這一龐大系統(tǒng)工程的組件多、協(xié)調(diào)性強，涉及各個學科的知識與實踐，參與者將其勞動成果在公共的數(shù)據(jù)資源庫中統(tǒng)一保存，可供項目的數(shù)百名工程技術人員共同使用，并維護數(shù)據(jù)庫的實時更新。

系統(tǒng)項目中參與的工程師與組織部門之間的專業(yè)、語言和教育背景不同，使其在一項任務中實現(xiàn)良好的溝通協(xié)調(diào)較為困難。高等院校應注意跨學科的研究與教學，加強培養(yǎng)跨學科的復合型人才。所有類型的數(shù)據(jù)，特別是只能用數(shù)字化表現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)類型，都必須保證無需復雜轉化過程即可被相關參與者實時使用。只有拆除阻擋在各學科之間的“壁壘”，才能促進數(shù)字化企業(yè)向前發(fā)展。