首先，我們來(lái)看一下現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。智能制造是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，隨著像大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、3D打印等新興IT技術(shù)的出現(xiàn)和交叉使用，我們的制造業(yè)正在發(fā)生巨大的變化，可以這么說(shuō)，現(xiàn)代的制造業(yè)正在發(fā)展成為某種意義上的信息產(chǎn)業(yè)。對(duì)于智能制造，同時(shí)還強(qiáng)調(diào)了一大主題，那就是智能服務(wù)，我們的制造業(yè)企業(yè)正在從傳統(tǒng)的生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，從賣產(chǎn)品賣制造向賣服務(wù)轉(zhuǎn)變，始終保持以客戶為中心，因此，現(xiàn)代的制造業(yè)正在發(fā)展成為某種意義上的服務(wù)業(yè)。過(guò)去，企業(yè)強(qiáng)調(diào)規(guī)模，強(qiáng)調(diào)大而全的生產(chǎn)組織模式，什么事情都想自己搞，現(xiàn)在，隨著市場(chǎng)和客戶的需求變化越來(lái)越快，越來(lái)越多樣化，企業(yè)的分工越來(lái)越細(xì)，專業(yè)化程度越來(lái)越高，傳統(tǒng)的組織模式已經(jīng)跟不上節(jié)奏，整合全球化制造資源、建立全球化企業(yè)聯(lián)盟成為一種趨勢(shì)，這就好比天下為我所用，由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)大而全的企業(yè)組織模式正在向全球化企業(yè)聯(lián)盟模式發(fā)展。

　　下面，我們引用國(guó)際數(shù)據(jù)公司IDC2016全球制造趨勢(shì)預(yù)測(cè)中的兩組數(shù)據(jù)來(lái)看看未來(lái)幾年制造業(yè)的動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向。其中一組數(shù)據(jù)是關(guān)于“用數(shù)字化手段進(jìn)行制造工藝過(guò)程規(guī)劃”，這里面提到：到2017年，40%的大型制造商將會(huì)使用虛擬仿真對(duì)他們的產(chǎn)品、制造工藝過(guò)程和服務(wù)交付進(jìn)行建模，以優(yōu)化產(chǎn)品和服務(wù)創(chuàng)新。另一組數(shù)據(jù)是關(guān)于“生產(chǎn)車間創(chuàng)新”，這里面提到：到2017年，50%的制造商將利用云計(jì)算、移動(dòng)和高級(jí)分析的協(xié)同效應(yīng)促進(jìn)生產(chǎn)車間創(chuàng)新的、集成的工作方式。

　　數(shù)字化將對(duì)中國(guó)制造業(yè)帶來(lái)哪些挑戰(zhàn)呢？首先，來(lái)自產(chǎn)品質(zhì)量?？陀^講，我國(guó)產(chǎn)品整體合格率不高，質(zhì)量也不太穩(wěn)定，對(duì)于裝配類產(chǎn)品，零部件之間間隙比較大，外觀也相對(duì)粗糙，產(chǎn)品的使用壽命相對(duì)較短，特別是在使用環(huán)境較為嚴(yán)酷的情況下，容易失效，使用者的體驗(yàn)感不是太好。其次，來(lái)自試制周期。我國(guó)制造企業(yè)通常是通過(guò)試生產(chǎn)的方式來(lái)驗(yàn)證生產(chǎn)工藝，很多時(shí)候都是憑借工藝及作業(yè)人員的個(gè)人能力來(lái)進(jìn)行工藝規(guī)劃和設(shè)計(jì)，因此對(duì)于那些復(fù)雜的零部件，其工藝穩(wěn)定周期很長(zhǎng)，這樣就嚴(yán)重影響產(chǎn)品的上市周期。再次，來(lái)自產(chǎn)品的可制造性。我國(guó)大部分制造企業(yè)依然采用以文字描述為主的二維工藝卡片進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，工藝信息采用非結(jié)構(gòu)化的方式表達(dá)，難以傳播重用和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)難以直觀了解現(xiàn)有機(jī)器設(shè)備的情況，工藝設(shè)計(jì)結(jié)果難以進(jìn)行仿真分析，只有在實(shí)際加工時(shí)才能進(jìn)行工藝合理性驗(yàn)證。最后，來(lái)自制造工藝知識(shí)管理。我國(guó)部分制造企業(yè)，其制造工藝知識(shí)主要存在于個(gè)人腦海中，由于人員的流動(dòng)而產(chǎn)生流失，缺乏對(duì)制造工藝知識(shí)的有效積累和傳承，工藝的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。

　　那么，針對(duì)以上提出的中國(guó)制造業(yè)所面臨的制造瓶頸挑戰(zhàn)，對(duì)于中國(guó)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)又能夠通過(guò)什么樣的方式或途徑來(lái)提升制造能力呢？我們認(rèn)為，數(shù)字化制造是中國(guó)制造業(yè)提升制造能力的關(guān)鍵途徑之一。數(shù)字化制造技術(shù)可以幫助企業(yè)用結(jié)構(gòu)化、虛擬化、可視化的方式進(jìn)行工藝規(guī)劃、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和管理。數(shù)字化制造技術(shù)可以幫助工藝人員在虛擬的環(huán)境中構(gòu)建一個(gè)三維可視化的工廠，結(jié)合工藝規(guī)劃、設(shè)計(jì)、仿真功能，可以模擬物料在車間的流轉(zhuǎn)路線，幫助工藝人員優(yōu)化工廠布局和工藝路線，使得工廠的生產(chǎn)線效率更高。數(shù)字化制造可以將產(chǎn)品的公差、加工過(guò)程、裝配過(guò)程用可視化的方式展現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員面前，讓設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品生產(chǎn)之前就可以對(duì)產(chǎn)品的可制造性進(jìn)行調(diào)整，真正實(shí)現(xiàn)面向制造的設(shè)計(jì)，這樣可以使得設(shè)計(jì)質(zhì)量水平得以提升。數(shù)字化制造技術(shù)可以將存在于個(gè)人腦海中的工藝知識(shí)抽取并積累到知識(shí)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)工藝的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，并且可以通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝、工序、工步的總結(jié)，形成典型的工藝模板，實(shí)現(xiàn)工藝知識(shí)的重用，提高工藝設(shè)計(jì)效率。

　　那到底什么是數(shù)字化制造？我們來(lái)看一下CIMdata對(duì)數(shù)字化制造的定義：數(shù)字化制造是用來(lái)支持工程學(xué)科之間（如設(shè)計(jì)和制造）有效的、協(xié)同的制造工藝過(guò)程規(guī)劃。數(shù)字化制造是產(chǎn)品生命周期管理中一個(gè)關(guān)鍵的組成部分?？赡艽蠹疫€是有點(diǎn)不清楚，我們?cè)賮?lái)看另外一條對(duì)數(shù)字化制造的定義：數(shù)字化制造是連接數(shù)字化設(shè)計(jì)和實(shí)際制造的橋梁，通過(guò)一系列工藝、工廠的數(shù)字化設(shè)計(jì)和管理工具，在實(shí)物產(chǎn)品被制造出來(lái)前，用數(shù)字化、虛擬化、結(jié)構(gòu)化、可視化的方式進(jìn)行制造工藝規(guī)劃、設(shè)計(jì)、仿真和管理，以優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝方案與過(guò)程。

　　我們解釋了什么是數(shù)字化制造，那么為什么需要數(shù)字化制造？從一個(gè)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在產(chǎn)品的研制周期中，約有40%-60%的時(shí)間是消耗在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，而該階段最主要的工作又是制造工藝的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，從目前中國(guó)制造企業(yè)來(lái)看，大多數(shù)企業(yè)在產(chǎn)品的研發(fā)部門都實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品CAD設(shè)計(jì)，同時(shí)，很多企業(yè)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也大量的采用了自動(dòng)化設(shè)備，但是，普遍存在的現(xiàn)象就是對(duì)于工程工藝部門，其工藝規(guī)劃和設(shè)計(jì)的手段卻相對(duì)最為落后，多數(shù)企業(yè)往往會(huì)忽視這一塊，這一點(diǎn)是我們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐中體會(huì)較深的。而數(shù)字化制造系統(tǒng)正是為了提升工程工藝部門的核心能力，連接數(shù)字化設(shè)計(jì)和實(shí)際制造之間的橋梁.

　　我們?cè)谇懊嬉肐DC2016全球制造趨勢(shì)預(yù)測(cè)中第一組數(shù)據(jù)時(shí)，涉及到了一個(gè)概念，那就是DigtalTwin，我們稱之為數(shù)字雙胞胎或者數(shù)字孿生或者數(shù)字鏡像。對(duì)于DigtalTwin我們可以理解成利用虛擬制造和數(shù)字樣機(jī)等技術(shù)，在虛擬的數(shù)字世界里按照真實(shí)的物理產(chǎn)品或者工廠產(chǎn)線建立的一套對(duì)應(yīng)的數(shù)字化表達(dá)，在虛擬空間中完成對(duì)真實(shí)物理產(chǎn)品或工廠產(chǎn)線的映射，就好像鏡子中的影像。通過(guò)傳感器等手段收集真實(shí)物理產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，并反饋到虛擬空間中的數(shù)字化鏡像，對(duì)其進(jìn)行仿真模擬，通過(guò)仿真模擬得到的真實(shí)參數(shù)又反饋給實(shí)際的產(chǎn)品。這樣我們就能及時(shí)分析評(píng)估產(chǎn)品是否需要維修，做到預(yù)測(cè)性維護(hù)，并且能夠不斷的對(duì)產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，我們也可以在實(shí)際廠房沒(méi)有建造之前，建立對(duì)應(yīng)的數(shù)字化模型，在虛擬空間中對(duì)工廠進(jìn)行仿真和模擬，并將真實(shí)參數(shù)傳遞給實(shí)際的工廠建設(shè)，實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息交互。所有的這些都是一種從虛擬到現(xiàn)實(shí)的演進(jìn)過(guò)程，數(shù)字化制造正是打通虛擬與現(xiàn)實(shí)、數(shù)字與物理世界的橋梁。

　　我們提到數(shù)字化制造是連接數(shù)字化設(shè)計(jì)和實(shí)際制造的橋梁，從產(chǎn)品生命周期以及業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián)性角度，對(duì)于制造企業(yè)而言，我們應(yīng)該打造的是一體化的設(shè)計(jì)制造管理平臺(tái)，如圖1所示。在這個(gè)平臺(tái)中還應(yīng)加入對(duì)于維護(hù)服務(wù)的支持，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)到工藝規(guī)劃到生產(chǎn)制造再到維護(hù)服務(wù)，貫穿產(chǎn)品的生命周期價(jià)值鏈。在該平臺(tái)中，企業(yè)級(jí)BOM作為核心，貫穿整個(gè)生命周期，從設(shè)計(jì)BOM到工藝BOM到制造BOM到試驗(yàn)BOM最后到維護(hù)BOM，建立了一條以BOM為中心的主干。在這個(gè)一體化的平臺(tái)中把虛擬世界同物理世界有機(jī)的融合在了一起。

　　一體化設(shè)計(jì)制造強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)與制造的協(xié)同和并行，如圖2所示，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期階段就要考慮產(chǎn)品的工藝性，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，而不是等到實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)后再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。同時(shí)，利用數(shù)字化手段，建立DigitalTwin，實(shí)現(xiàn)實(shí)際產(chǎn)品同數(shù)字化鏡像之間的信息交互，從而不斷的優(yōu)化產(chǎn)品和服務(wù)。在數(shù)字化制造技術(shù)的幫助下，設(shè)計(jì)人員和工藝人員可以在一個(gè)統(tǒng)一的虛擬平臺(tái)上對(duì)自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品及工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，使得企業(yè)的設(shè)計(jì)、工藝、制造能力相互匹配相互驗(yàn)證。