探索“数字工厂”：重塑工业制造的未来

引言

近年来，工业制造领域的转型升级成为全球热议的话题。数字科技的兴起，成为推动工业企业迈向现代化的关键力量。以美的集团为代表的企业，通过引入数字科技，如数字孪生技术和碳管理系统，成功实现了其工业园区在能源供应、负荷系统和操作系统的高效连接。这一模式不仅在美的集团内部得到广泛应用，亦在多个制造业园区和工厂中得到了推广，预示着一场深刻且深远的数字革命正在工业制造领域悄然展开。

历史背景与挑战

工业制造作为经济体系中最早尝试与数字技术结合的领域之一，早在2014年德国提出“工业4.0”理念、美国制造业龙头通用电气（GE）于2016年推出Predix工业互联网平台时，便开始了与数字科技的深度融合之旅。然而，由于技术与政策层面的限制，全球范围内此类尝试尚未取得全面成功。核心在于，物联网、人工智能底层技术虽已逐渐成熟，但物联通信技术的发展仍显局限，导致设备间、系统应用间的互联互通受到阻碍。此外，制造业内部，因生产任务繁重、决策权集中等特点，使得部门间的开放程度不高，信息流通不畅，决策效率低下，对外界变化的响应速度缓慢。

新机遇与转折点

2021年后，随着5G通信技术的成熟，智慧工业迎来了新的发展机遇。5G技术有效解决了4G技术在“多点接入”、“通信效率”、“高速稳定性”等方面的问题，极大地促进了物联网、云计算与人工智能的无缝融合，加速了智慧工业的进程。这一转变标志着智慧工业的发展步入快车道。

智慧工业的未来潜力

智慧工业的未来充满无限可能，主要体现在生产制造、工艺控制、物流仓储三大关键环节：

• 生产制造：借助5G技术，不同设备与通讯网络实现高效连接，收集设备状态数据和质量信息，通过边缘计算完成数据的即时分析与存储。大数据与ERP、MES等管理软件协同工作，实现生产自动化、智能化决策，优化生产流程，提升整体效率。

• 工艺控制：数字技术构建的MES系统，覆盖生产调度、工艺执行、过程控制、排程管理、质量管理、设备管理等模块，实现生产制造全流程的优化。通过标准化接口，实现信息数据在MES系统、过程控制系统、自动化体系间的透明、高效传递，达成生产全过程的数字化。

• 物流仓储：智能物流平台的引入，加速产品原材料、配套件、成品件之间的快速流转与输送，提升企业内部沟通效率和外部衔接能力，优化仓库管理，实现仓储数字化与智能化运输。

数字科技与绿色转型

面对“30、60”碳中和目标的挑战，制造业正面临着节能减排的压力。据统计，工业领域能耗约占全国总量的65%，实现企业节能降耗，需通过数字化和电气化路径实现长期的绿色转型。这不仅涉及新能源技术的应用、生产工艺的革新，还需关注产品全生命周期的碳足迹管理。美的集团旗下的楼宇科技发布GREEN FOR ONE战略，已在多个零碳工厂实现全场景低碳转型，并计划在中央空调、热泵等高占比产品中，进一步优化全生命周期碳足迹管理，提供低碳产品与服务。

商业模式创新与挑战

数字科技赋能下的碳管理催生了新的商业模式，如虚拟电厂。虚拟电厂作为电网的智能管理平台，通过与美的iBUILDING合作，扩大负荷侧资源接入规模，探索负荷侧需求响应、现货市场、辅助服务市场等商业模式，促进源网荷友好互动，优化能源利用效率。智慧工业为商业模式的创新提供了广阔空间，但解决方案往往需要综合考虑技术、市场、环境等多因素，企业需探索适合自己发展的商业模式与路径。

结语

数字技术与工业制造的深度融合，正引领着一场从生产制造到园区管理的全方位变革。面对挑战与机遇并存的局面，企业需不断探索与实践，以适应这一转型过程中的挑战与变革，推动工业制造迈向更加智能化、绿色化、可持续发展的未来。