不可否认，新冠疫情彻底改变了商业运作方式，给许多行业带来了挑战。制造业也不例外。

技术成为消费者日常生活的一部分，提高了他们对购买产品及服务的期望。反过来，消费者的要求越来越高，想要新的、个性化的、高质量的产品，同时要求成本降低、交货时间缩短。

制造商需要找到一种解决方案，以最可持续的方式利用日益稀缺的资源生产产品。为了满足这些要求，企业正在转向制造业的数字化，在物联网、服务和数据中，将现实世界和虚拟世界融合在一起。

我们需记住，在大流行成为世界各地的头条新闻之前，我们就已经生活在一个工业4.0技术可以改变车间操作的时代。

现在，制造业比以往任何时候都更急于加速其数字化进程，为未来工厂（也被称为智能制造或工业4.0）铺平道路。

01数字化制造的概念

你可能会问自己，“未来数字化制造将如何运作？”

然而，在我们深入研究数字化将如何在制造业中发挥作用以及随之而来的挑战之前，我们需要澄清数字化制造的概念。

顾名思义，数字化制造是数字技术在生产过程中的应用。这种制造模式的重点是基于价值链的软件和流程的集成。通过这种方式，制造商能够优化产品的整个生命周期——从设计的那一刻到销售给最终消费者。

值得注意的是，我们不仅仅是在谈论工业自动化。在数字化制造下，创新资源的使用改变了公司的常规，如人工智能和智能平台。

例如，生产线的数字模型。在其中，我们可以查看制造的所有细节，如工具、供应、员工和要满足的截止日期。换句话说，通过数字化，我们可以获得工厂保持正常生产所需的一切信息。

02数字化制造特征

正如我们所解释的，数字化制造旨在借助工业4.0带来的颠覆性技术提高公司的生产力和运营效率。

为了更好地理解这个概念，了解这个模型的三个主要特征是很重要的。

1. 连接

互联互通是数字化制造的基础之一。要使其运行，必须确保良好的实时信息流，以便管理人员能够做出果断的决策。

通过它，机器、操作员和系统可以交流和共享来自操作的战略数据。

在实践中，这种连通性的一个典型就是使用连接的工作人员平台。

2. 智能

数字化制造模式提供了智能制造。

为此，基于工业4.0技术的资源，如人工智能和大数据，被广泛使用，以提高流程的效率。

比如预测性维护的改进。一些工具和设备使分析更加准确和快速，由于定期进行维修，从而避免了机械故障、生产中的故障，降低了行业的大量成本。

3. 自动化

数字化制造的第三个特征是工业自动化。人工流程越来越多地让位给自动化和标准化的活动。

在这里，除了提高车间操作人员的安全性之外，技术还有助于提高生产率和减少生产链中的错误。

在实践中如何工作的典型就是使用自主机器人协助生产线上的组装过程。

在深入探讨数字化如何改变制造业之前，先回顾一下制造业的历史和工业发展的各个阶段。

为更多人制造更多产品的愿望日益增长，这是推动制造业发展的动力。水和蒸汽为第一次工业革命提供了动力；第二次工业革命以电力为动力，亨利·福特引入了现代装配线来制造t型车；多年后，通过计算机，全球大规模生产成为可能，推动了第三次工业革命。

今天，工业生产几乎每个阶段的数字化推动了第四次工业革命——著名的工业4.0。

目前，软件和工具允许设计师和消费者创建产品的数字版本，无论大小。反过来，这些产品可以在增强现实和虚拟现实中查看和测试，零部件也可以通过电子商务在全球范围内通过基于云的库存管理进行电子采购。此外，所有组件及其使用情况都可以通过供应链进行跟踪和监控。

假设一个制造业所有者想要购买便于其产品标准化的机器，他在互联网上搜索来自全球不同地区的机器以满足需求。在购买之前，他有机会虚拟测试该产品的功能，如果感到满意，他会在制造商的网站上查看是否有库存，然后选择完成购买。制造商在其系统中将立即收到提示并发送信息，以便买方跟踪和监控整个交付过程。同样的过程也可以用于维护这些产品的部件。

在这种情况下，我们可以说，所有制造步骤的数字化可能是工业4.0的主要驱动力。虽然新生产模式的发展速度超过了工业革命，但在工业生产各个阶段获得的大量数据将第四次工业革命与前三次工业革命区分开来。

值得注意的是，这种数字化也是数字化制造的主要驱动力。数字化制造正在彻底改变产品开发的各个阶段，从设计方式到销售给最终消费者。

然而，随着数字化改变制造业，我们首先看到的是制造业的速度。在新的消费者习惯和行为趋于创新和新产品推出步伐加快的驱动下，制造业需要找到最佳的适应方式。

数字化可以立即提高生产力，使项目更快地推进，制造商可以在更严格的期限前完成任务。例如，由于添加剂打印或3D打印，可以将设计阶段与后续的原型和测试阶段完美结合起来。当工程团队做出更改时，制造商能够快速地从设计转移到地面，然后再返回。通过这种方式，在成功创建原型之后，几乎可以立即转移到制造阶段。

产品制造业的另一个重大变化，也许是最重要的变化，是许多产品都是按使用次数销售的。例如，飞机发动机和挖掘机是根据产品使用情况向客户计费的。

说到产品设计，你可以看到计算机辅助设计(CAD)软件工具及其功能将继续增长。

随着数字化的发展，最新的CAD产品存储产品物料清单(BOM)，其2D和3D接口分析产品设计，以提供在多种负载、应力或环境情况下组件行为的模拟。通过这种方式，它们可以帮助产品开发和测试的其他阶段，这些阶段在手动执行时往往会消耗大量时间。

假设车间操作员使用CAD系统来执行加工任务。由于该软件具有模拟功能，它可以帮助操作员直观地检查加工过程，允许在生产的早期阶段捕获刀具冲程和碰撞。该特性有助于提高生产设置的整体生产率，并有助于消除错误和减少材料浪费。

此外，由于大多数CAD系统提供高速机床路径，制造商可以最小化其周期时间，从而减少刀具和机器磨损，并将机械生产率提高50%以上。

制造业的数字化在显著地改变着制造工艺。

了解了数字化是如何改变制造业的，以及定义数字化制造业的特征，我们需要回到“明天的制造业将如何工作？”这样我们就能理解新的制造业的现实挑战，以及数字化的原因和好处。

在不久的将来，从铣床到焊接机器人，所有的机器都将联网，这已经成为许多公司的现实。此外，每个部件都有自己的内置系统，存储各种信息，例如关于客户、部件的预期配置和目的地。

数字化制造还将允许您唯一地识别和定位空白。不仅可以知道必要的加工步骤，这些部件还将连接到生产机器，并能够相互通信，以确定生产将进入下一个步骤的确切时刻。

将来，当某一站出现故障时，整条线路将不再停止运行。相反，工件和机器将一起工作，重新规划加工顺序。其结果将是一种适应性强的“自组织”制造过程，不需要持续的人为干预，但仍处于人类的控制之下。

在毫无准备的情况下，制造业的数字化可能会给制造商和车间工人带来一些挑战，例如：

数据过载：处理不同来源的大量数据，有时还包括一些不太相关的数据，可能会很耗时，并且有可能导致系统过载。

缺乏熟练劳动力：新技术需要新技能，吸引和留住适应新技术的熟练人才并不总是那么容易。

全球供应链整合问题：制造业的数字化已经成为现实，制造商需要适应新的趋势以保持竞争力。难以跟上市场的不断变化会影响全球供应链和公司相对于其他公司的竞争力。

优化内部物流困难：在需要时生产需要的东西，并尽可能高效地完成它，这是精益制造的最终目标。然而，优化从原材料到成品的价值流可能是一个挑战，找到合适的工具是成功的关键。

鉴于目前面临的挑战，制造业中的每个人，从工人到行政领导，都必须准备好完整的集成工具和软件，以便适应新的市场现实，向数字化迁移。

同样值得记住的是，直观和敏捷的解决方案可以帮助雇主吸引、留住和培训人才。

那为什么要数字化呢?

数字化将会持续下去。但正如上文所述，当制造商和车间工人与新的市场趋势不一致时，制造业的数字化可能是一个具有挑战性的过程。

要了解数字化转型如何帮助应对新时代的挑战，就需要了解数字化制造的优势。

01流程优化

如果公司在运行过程中存在问题，那么数字化制造就是量身定制的。工业4.0软件和技术具有降低错误率和重做任务的功能。

在实践中，工厂流程将变得更加流畅和高效。此外，随着一切顺利进行，公司团队将有更多的时间投入到重点项目中去。

02更高效的生产流程

全球研究估计，数字化转型将使工作绩效提高25%，而不会增加员工的工作量或工作时间。简单地说，数字化转型将使生产过程更加高效。

03维护过程的改进(预测性维护)

维护过程对该行业的运作至关重要。通过将制造转向数字化，监控机器性能变得更加容易。这是因为维护活动现在得到了创新工具的支持，这些工具可以帮助提前跟踪故障，例如Solvace的运营卓越4.0平台。

在实践中，智能平台的预测性维护允许连接的设备向工作人员发送信号，以便在可靠性下降时修复特定项目。这一过程还减少了对随叫随到的维护团队的需求，因为数字化制造机械将工作更长时间，意外停机时间更少。

04工厂现代化

工业的现代化是采用数字化制造的结果之一。毕竟，现在的流程是自动化的并基于技术。现代工厂正淘汰效率低下的手工工序，从而提高市场竞争力。

05灵活定制的制造环境

在开始数字化转型过程后，工业环境中的另一个显著优势是使其更加灵活和实现定制的可能性。

数字化制造利用实时物流来满足需求，完全符合合作伙伴和消费者的品味和需求。这种定制化的需求，除了促进工厂的现代化和增强消费者体验外，还增加了竞争力，使公司从尚未开始数字化转型过程的竞争对手中脱颖而出。

06更好地使用数据

制造业的数字化使管理人员能够更好地利用他们所掌握的数据。毕竟，他们可以实时了解工厂里发生的一切，并可以做出真正安全的决定。

在竞争激烈的情况下，做出正确的选择是一个区别。因此，利用自动化工具，评估数据并始终关注报告。

07预测性维护

通过物联网(IoT)传感器监控机器，有助于预测故障，并在设备发生故障之前做出果断的决策。

由于数据是实时收集的，因此制造业能够执行预测性维护，并最大限度地减少生产停机时间。

08设备整体效率（OEE）

如果制造商确切地知道在哪里以及为什么浪费资源，工业4.0技术就可以采取一切必要的行动来提高其设备的整体性能。

09降低成本

数字化在制造业的另一个值得强调的好处是成本的显著降低，这样可以更好地利用现有资源。毕竟，如果有更少的错误、浪费的时间和计划外的生产停产，公司可以节省成本，提高盈利能力，并通过精益数字化制造，更有效地利用业务资源，从而减少浪费的时间、劳动力、材料等。

CNI预测，到2025年，数字化的影响将推动工业维护成本降低10%至40%。目前，这已经可以通过机器的耐久性来验证，这要归功于检测故障和生产瓶颈的有效程序，这可以防止设备由于预防性分析而损坏。

10虚拟环境中的测试

数字化使开发数字双胞胎成为可能，即模拟真实产品特性的虚拟模型。这消除了对物理原型的需求，从而降低了成本，并在正式产品发布之前修复了潜在的缺陷。

11市场缩减时间

产品工程和生产工程之间的集成减少了研究和开发时间。因为可以在虚拟环境中执行所有测试步骤，公司可以更快地将产品推向市场。

12创造新机遇

各行各业数字化转型的整个场景为新业务以及专业、职位和职能打开了无数其他机会的大门。例如，采用工业4.0技术的3D机器需要3D工程师为该机器设计模型，技术工程师进行设计，技术人员进行维护。更不用说整个团队将利用机器提供的设施。

此外，毫无疑问，随着制造业适应新技术并发现其所有可能性，将产生新的见解。这有利于整个创新环境，包括推出新产品或提供新服务的速度。

13更高的安全性

除了所有具体的职业安全立法外，开始数字化转型之旅的行业还在生产过程中提供了更高的安全性。由于应用于机器和工具的技术，这不仅为员工提供了更安全的环境，而且为股东、投资者和消费者提供了更安全的金融和商业谈判。

14更智能的存储

该行业的数字化转型使存储设施更加智能，使仓库和文件存储中心更加有效和可靠是可能的。

例如，扫描纸质文档可以保护它们免受灾难(例如丢失和泄露的信息)，同时释放空间；配备自动化存储和检索系统(AS / RS)的仓库更有效地利用可用空间；使用AS / RS的仓库可能比依靠叉车和人力进行检索的仓库有更高的货架和更窄的通道。此外，存储系统的自动化还减少了培训人员的数量。

这种类型的仓库也使工人在仓库更安全，因为他们不操作叉车和其他重型物品存储机器。

15对商业透明度的热情

智能机器有一些特殊之处：它们能在妨碍正常运行之前检测出不正常的情况。因此，更容易保持透明的管理，并可以快速访问数据和关于每个生产组件(包括人员性能)性能的完整报告。

16推广环境保护及可持续发展

由于数字行业追求精简，以减少成本和浪费，人们对环境和可持续实践的意识越来越强。

17改善与供应商的沟通

通过实时通讯，你可以随时知道你的物资在哪里。这种增强的供应链信息可以帮助您更好地管理您的操作。