首先模擬，然后生產：隨著計算機軟件和硬件技術的發展，利用計算機模擬技術描述工廠生產的過程--工作流技術，已經有了長足的進步。本文將對未來機床設備制造業中有關工作流技術的情況加以介紹。

利用計算機進行化學反應過程的模擬已經成為一項標準的應用技術了，如同按照物理-化學的基本原理模擬化工生產過程（混合、化學反應、熱交換）一樣。計算機 模擬所得到的數據，可供以后的工藝流程設計使用，將計算機中的為現實的流程設備。在今天，這種“建模－模擬－流程”工藝設計技術已經成為化工 企業經常使用的標準技術。

數據的通用性是數字化工廠的基礎：沒有數據的協調一致是根本不可能的

在工作流技術中使用的模擬技術和，也在汽車制造領域以外的化工領域中得到了進一步的發展，形成了“數字化工廠”。建立數字化工廠模型的目的在 于將整個工廠的圖像（廠房、流程設備等等）作為工廠規劃設計的三維技術資料使用。三維工廠規劃設計的優點非常明顯：工程師可以利用計算機在正式施工前對設 計規劃方案進行修改，節約規劃成本和時間，實現最優化配置。從而可使企業的新產品、新材料比以往任何時候都更快地投放市場，使企業在激烈的市場競爭中保持 領先的優勢。Ingenics股份公司的總經理Oliver Herkommer先生對不同工業領域中工作流技術的應用目的作了這樣的描述：在汽車工業領域中，使用數字化工廠技術的目的在于將汽車生產過程中所需的所 有資源與產品掛鉤，形成一個IT技術平臺。詳細一點說就是建立一個統一管理原材料（汽車組成模塊和各個零部件）、設備（機床和裝備）、工廠（面積）和生產 流程（制造工藝）的IT技術平臺。當工廠設計規劃人員得到這些數據之后，可以縮短工廠規劃設計時間、提高工廠規劃設計的質量。由于在化工流程生產企業中沒 有可比的標準工藝流程，因此數字化工廠設計的重點就在于廠房建筑的3D規劃設計和流程工藝技術的三維設計了。Herkommer先生說：“數字化工廠設計 大大地提高了化工企業工廠規劃設計的質量。因為在數字化工廠中流程設備和流程工藝的數據、信息都與工廠廠房最佳地結合在一起 了。”ITandFactory公司的領導人Bernd Henrici先生補充說道：“在化工企業和醫藥制造企業中，數字化工廠還為企業的生產者和工廠設計者提供了企業擴建改造和現代化改造的可能性，方便了他 們的決策。廠房建筑和流程設備以及所有的管道都以三維圖像的形式展現在人們面前。在這些三維模型中，人們可以對擴建、改造進行詳細的研究討論。同時，流程 設備的維護保養人員也可以根據三維模型確定設備維修計劃。”

VDI專業委員會對“數字化工廠”下的定義是：“數字化工廠是有關網絡工廠的，集成在常用數據管理系統中的數字模型、數字方法和數字工具的總體概念。其目 的在于統一的工廠規劃、評估和不斷地對所有重要的工廠生產工藝過程和資源結合產品進行改進。”與此相關的指導規范：VDI 4499。

有關數字化工廠的另一種說法是：所有生產設備的組成元素都利用計算機支持的方法保障產品按時、按質、成本低廉地生產出來。值得注意的是：一切都必須保證在真實的設備存在之前完成！

數據的通用性是數字化工廠的基礎：沒有數據的協調一致是根本不可能的。因此，所有的數據都需重新采集到一起，進行集中管理。第一步，也是最重要的一步是解 決信息孤島的問題。即在所有的數據信息孤島之間建立聯系，對有錯誤的信息數據進行補充、完善，直到所有的用戶都可以通過不同的數據接口與整體系統建立聯系為止。

在信息技術中有兩種不同的可以穩定地處理信息數據的方法：一種是中央數據庫的方法，即在中央數據庫中保存所有的數據。另一種是分散數據庫的方法，即在各個 數據庫之間架起連接的橋梁。兩者的區別在于重復信息的處理時間不同。Aveva描述的是以數據應用為主導的性能強大的工作流數據處理方式（例如 Vantage Enterprise NET/VNET）。這種方式所需的大部分費用用于獲得正確的信息。研究表明：流程設備壽命周期內85%的費用與信息有關，而這些信息中75%的是技術信 息。通過信息處理過程的改進，可以使流程工業企業在項目研發和項目實施過程中體會到計算機輔助支持系統所帶來的好處。VNET允許企業保存和采集流程設備 在整個使用壽命周期內的所有技術數據。

企業利用那些有質量保證的、熟悉的數據可以完成下列工作：

• 隨時利用流程設備數據輔助決策，用于企業內部的合作；
• 使這些數據脫離各個具體的應用情況，形成共享；
• 在產品交接時提供給用戶更好的數據；
• 利用這些數據優化技術改進項目。

虛擬的廠房空間規劃 

數字化工廠的基本設想是產品研發與工廠規劃同步實施。重點是解決那些事后才被發現的設計規劃中的失誤，以避免延誤產品投放市場的進度。

 
利用Cavio公司的PLM數字化工廠系統可以自動地生成加工工藝文件

Fraunhofer IPA研究所進行調查得出：利用數字化工廠技術可以節省大約40%的項目規劃時間，減少15%項目投資。數字化工廠技術最終實現的并不僅僅是在虛擬空間中 對生產系統進行模擬，看到三維立體的圖像。通過Daimler Chrysler公司在Sindelfingen建廠的實踐中，我們可以清楚地看到數字化工廠帶來的好處：在那里，Daimler Chrysler公司的外部合作伙伴和集團公司內部的合作伙伴經常在特定的網絡空間里利用進行討論，協調相互之間的工作。一些非常細小的細 節在動工建廠之前都進行了協調，避免了設計規劃中的失誤為項目工程帶來的經濟損失。即可以在工程規劃階段就對整個項目的各個細節進行檢驗、評估。

小結：由于汽車工業領域中有了成形的數字化工廠模型，從而大大地縮短了新型轎車的研發生產周期。化學工業企業也利用了這一技術的優點，在設備零配件的現代 化改造，流程設備的維護保養方面也引進了數字化工廠技術，從而實現了通過按動按鈕來觀察流程設備的運轉情況。

Plant Design數字化工廠系統

Intergraph公司研發的Plant Design數字化工廠系統適用于在流程工業、電力工業、石油化工和造船工業等行業中使用。在世界各地的許多大型和小型企業規劃項目中，從簡單的小型設備 改造到大型的全套工廠設備規劃設計中，都得到了廣泛的應用。利用這套軟件可以實現同步的總體規劃設計，更好的工藝計劃協調，減少錯誤根源和提高生產能力。 該軟件系統集成于Intergraph其他的產品中，對企業的工程設計、配套設計、銷售和設備整個使用周期內的維護保養有著很大的幫助。

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