产品制造模式的发展，经历了少品种少批量、少品种大批量之后，朝多品种小批量方向发展。制造厂商之间的竞争是全球性的，并且消费者的需求日趋表现为主体化、个性化和多样化。消费者不断变化的喜好以及能源成本增长等压力促使公司必须重新开发产品，并确保产品的成本和质量能够反映其品牌。新增的行业挑战还包括新推出的政策标准以及亚洲、拉美和东欧等新兴市场。

　　这意味着制造商要想在当今的全球市场生存，必须考虑实施新的性能来降低风险、设计和生产成本。进入21世纪以来，随着信息化技术的大量采用，一种数字模概念、硬币数字制造即将在不久的将来在制造业中掀起一场制造革命。

　　美国麻省理工学院主任Neil Gershenfeld表示：数字制造造就下一波创新。

　　人类迈入数字制造时代

　　自1998年美国副总统戈尔提出“数字地球”的概念以来，诸如数字流域、数字城市、数字化生存、数字人体和数字战争等以数字为前缀的新概念大量涌现。数字制造即为全球数字化浪潮的重要一环，其内涵包括数字设计、数字制造装备和数字制造技术等研究领域，在产品设计、协同开发、制造过程和制造模式等方面带来一系列变革。

　　数字制造，又称“e-制造”，旨在使设计到制造过程数字化，使制造商能够集成CAD、产品生命周期管理工具（PLM）、模拟软件、分析应用程序和控制技术，已经成为制造企业走向现代化的标志。它是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。

　　随着我国制造业信息化的推广和深入，数字车间、数字企业和数字化服务等数字技术已成为企业技术进步的重要标志，也是提高企业核心竞争力的重要手段。数字制造作为新的制造技术和制造模式，已成为推动21 世纪制造业向前发展的强大动力。

　　制造业网络与IT融合

　　由于商业压力加大，并且工厂底层和企业范围内需要大面积配置以太网，制造商渴望看到成效，希望拥有良好的生产数据和商业灵活性。文化的差异导致新制造时代出现重大挑战，制造业和IT的信息共享变得极其重要。

　　数字制造和网络制造的基础是底层制造设备的数字化和网络化，智能制造则以一种高度柔性与集成的方式，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。智能化、网络化控制系统的发展适应了制造系统逐渐趋于分布式的发展趋势。

　　如今，越来越多的车间工程师IT专家正在建立合作关系并分享他们的成果。最成功的安全是通过控制和信息集成，实现过程简化并提供信息访问权限，利用更好的信息帮助提高生产力，实现网络、人员和过程的集成。

　　为了使企业和制造业的集成达到最佳效果，罗克韦尔自动化和思科共同合作，提出了参考架构的理念。同时，罗克韦尔针对性地推出了相应的产品，即Stratix8000系列模块化管理型交换机，包括工业以太网交换机和介质。

　　参考架构理念是基于IT和制造业通用的技术和生产标准而建立的，结合了思科的“生产车间以太网”解决方案和罗克韦尔自动化覆盖离散、运动、过程、批次、传动和安全应用的集成架构，能够帮助工厂实现更好的可视性，提高数据同化、降低成本和简化管理。

　　据了解，该架构在下一阶段将注重移植问题、远程和游客访问的安全连接、CIP同步和运动等对时间要求严格的应用项目，以及更大的FactoryTalk应用项目和服务平台支持。

　　实现虚拟设计和生产

　　过去，数字工厂 提供一个测试机械、电气和控制逻辑、纠正虚拟环境中的误差的方法，与实际建立模型和测试自动化相比，可节省高达10倍的成本，这是成本最低廉的原因。现在，数字工厂正向虚拟设计和制造方面扩展，包括机械和控制环境设计。

　　制造系统正在由原来的能量驱动型转变为信息驱动型，数字制造与数字装备已成为先进制造技术的核心。数字制造革新了传统制造的科学基础，使产品设计制造从部分定量、部分经验、定性化逐步转向全面数字化和定量化。

　　通过将控制编程和配置软件与PLM集成，企业将获得更大的投资回报。虚拟设计和生产有助于减少系统之间的工作流和误差，并允许工程策略之间的双向同步。虚拟设计和生产将为离散、过程、批次和混合控制行业提供广泛的解决方案和协作 。实现虚拟设计和生产解决方案，企业将获得三大好处。

　　其一，使用虚拟设计和生产，使机械和控制设计与双向同步和即时验证同时完成，流程进一步加快，从而为制造商节省时间和金钱。其二，虚拟设计和生产的同步设计环境以及连续测试流程意味着信息可以反复使用，轻松的编程模式允许进行实时设计，有助力减少工程返工和出现重复设计的现象，节省成本。其三，在虚拟设计环境中，可以在生产设施制造之前，对所有流程进行测试，同时可能通过准确和实时的模拟模型，不断优化操作，减少风险。

　　可持续生产获得长期成功

　　节能、环保，绿色制造是当前乃至今后的一大长期的趋势。可持续生产包括整个产品生命周期的能源、环境和安全的所有方面，有助于降低环境影响，真正节省资源，将成为全球制造业的基本信条，也是任何一个企业良好经营的标志。社会责任和企业环境要求企业加强商业绩效，而自动化则是全面的可持续计划中的关键组成部分。

　　电机控制、动力测量和管理、排放量监控和报告、废料恢复和回收、跟踪追溯解决方案、集成过程控制和安全系统是帮助实现长期的可持续计划的重要工具。通过改进变频器技术、认真选择硬件和配置动力系统、实施智能电机控制策略，制造商可以实现长期的能源效率。

　　由于融合了工业变频器并使用增值的自动化解决方案，将可持续计划的成本节约优势与当今的环保形势相结合，通过投资更加安全的产品和工艺、节省能源的技术以及工艺和追踪工具，制造商可以保持长期的竞争力，实现稳定发展。

　　综上所述，e制造是时代发展的必然要求，是人类追求人与自然和谐的必经之路。在e制造的潮流下，自动化技术不断融合新技术取得自身发展的同时，更是充当着“粘合剂”的角色，推动着制造业与自然和谐、可持续发展。（文/顽石）