“數(shù)字化工廠”貫穿工廠的整個工藝設計、規(guī)劃、驗證等制造過程， “數(shù)字化工廠”不是一個獨立的系統(tǒng)，設計規(guī)劃階段，需要與設計部門的CAD/PDM系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，并對設計產品進行工藝可行性驗證，同時所有規(guī)劃還需要考慮工廠資源情況，所以，“數(shù)字化工廠”與設計系統(tǒng)CAD/PDM和企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP的集成是非常有必要的。“數(shù)字化工廠”還可以把企業(yè)已有的生產數(shù)據(jù)集成起來。數(shù)字化工廠解決方案，能夠幫助制造企業(yè)縮短產品上市周期、降低產品研發(fā)成本、消除信息不對稱所造成的成本與效率損失、提高生產線配置與布局效率、降低生產線潛在故障與風險、減少生產制造過程中的不確定性等。
數(shù)字化工廠的主要環(huán)節(jié)與關鍵技術
產品設計環(huán)節(jié)——三位建模是基礎
在產品研發(fā)設計環(huán)節(jié)利用數(shù)字化建模技術為產品構建三維模型，能夠有效減少物理實體樣機制造和人員重復勞動所產生的成本。同時，三維模型涵蓋著產品所有的幾何信息與非幾何制造信息，這些屬性信息會通過PDM/cPDM (產品數(shù)據(jù)管理/協(xié)同產品定義管理)這種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，伴隨產品整個生命周期，是實現(xiàn)產品協(xié)同研制、產品從設計端到制造端一體化的重要保證。
經歷了多年的發(fā)展，數(shù)字化建模技術已經相當成熟，數(shù)字化建模技術的應用始于航空航天領域，由于對產品和零部件的精度、質量、加工工藝有著比其他行業(yè)更加苛刻的要求，航空航天工業(yè)讓數(shù)字化建模技術的效用得以充分發(fā)揮。至今使用三維設計軟件的全三維建模技術在制造業(yè)的應用已經相當普及。
生產規(guī)劃環(huán)節(jié)——工藝仿真是關鍵
在生產規(guī)劃環(huán)節(jié)，基于PDM/cPDM中所同步的產品設計環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，利用虛擬仿真技術，可以對于工廠的生產線布局、設備數(shù)量、生產工藝流程、物流配送等進行仿真模擬，通過仿真模擬進行分析、評估、驗證，對于不合理的地方及時進行調整與優(yōu)化，減少后續(xù)生產執(zhí)行環(huán)節(jié)對于實體系統(tǒng)的更改與返工次數(shù)，從而有效減低成本、縮短工期、提高效率。
虛擬仿真技術廣泛應用于汽車、船舶及其他大型設備制造過程中。利用虛擬仿真工藝規(guī)劃，來減少實際生產線調整改進所需要花費的成本。
生產執(zhí)行環(huán)節(jié)——數(shù)據(jù)采集實時通
早期的數(shù)字化工廠，其實并不包含生產執(zhí)行環(huán)節(jié)，但隨著制造業(yè)企業(yè)具體實踐與應用的發(fā)展，數(shù)字化工廠的概念開始向覆蓋產品整個生命周期的全價值鏈拓展與延伸，作為將產品從設計意圖轉化為實體產品的關鍵環(huán)節(jié)，生產執(zhí)行無疑應該是數(shù)字化工廠的關鍵一環(huán)。
這個環(huán)節(jié)的數(shù)字化，體現(xiàn)在制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）與其他系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通上。MES與ERP、PDM/cPDM之間的集成，能夠保證所有相關產品屬性信息從始至終保持同步，并實現(xiàn)實時更新。
如果某一款產品的零部件或原材料發(fā)生變化，PDM/cPDM和MES中的數(shù)據(jù)信息會同步變化，MES會自動調整制造解決方案，有效避免了傳統(tǒng)制造企業(yè)由于信息無法及時傳遞和同步所造成的誤工。借助RFID（無線射頻識別技術），MES還能夠對生產線上的產品零配件進行識別和路徑規(guī)劃，從而實現(xiàn)柔性化的混線生產，大幅提高生產效率。
