在如今这个产品繁多、竞争激烈的时代，如何提高资金流转的效益、如何缩短新产品从研发到上市的时间、如何在销售领域延伸人性化的服务，是整个工业领域面临的挑战。因为对于制造业来说，时间就是金钱，个性就是优势。
　　虚拟三维技术在制造行业的运用为解决这些问题提供了钥匙，数字化工厂——这一崭新的概念，如同一片让人豁然一亮的蓝海，展现于眼前。对于传统的工业制造业来说，它或许意味着一场新革命。
　　很多企业已经开始采用了数字化工厂的解决方案：美国国家航空航天局采用数字化工厂来仿真、分析太空船中的仪器在卫星飞行过程中环境的变化；波音公司采用数字化工厂大幅度降低飞机成本、缩短设计与制造时间、减少产品缺陷；海尔集团采用数字化工厂可以实现500种洗衣机的“按单生产”；康佳集团通过数字化工厂，减少了90%的手工操作错误，透明的研发过程节约了30%的产品研发费用。
　　柔性化生产
　　Otto是德国宝马汽车公司一名普通销售员，他的工作是在慕尼黑的宝马旗舰店为客户推荐各种车型与服务，并接受客户订单。
　　作为汽车销售，Otto最大的感受是，客户对个性化定制的要求越来越高，原先按流水线统一生产的车很难满足客户的需求。比如，这位客户想要这种颜色的车体配那种形状的大灯，下一位客户想要的又是另外的车体颜色配另外的动力系统。
　　数字化工厂为Otto更好地服务客户提供了帮助，基于数字化工厂所提供的柔性化生产能力使Otto对顾客的承诺能快速实现。这些年在激烈的竞争下他不仅没有感到太大的压力，业绩还一直稳中有升。
　　宝马公司在2002年启动了一项战略，即现在为公司内部所熟知，也被公司领导高度重视的DMF。DMF是一种“数字化制造”战略，宝马计划通过实施其降低产品开发及制造的总体成本，也提高柔性化生产的能力。它的目标是打破汽车行业内普遍存在的 “品牌-生产线”的一一对应关系，这意味着，不同的品牌、类型及款式的宝马汽车都可以根据需要使用混线模式装配。从理论上讲任何一家宝马工厂都可以生产任何型号和系列的宝马汽车。
　　人们对商品尤其是消费品的需求是日新月异的，市场也越来越被细分。1950年，宝马能够生产的车型不超过10种，而50多年后的今天，宝马拥有的车型超过1032种，并且这种多样化、灵活生产的趋势将进一步扩大。
　　数字化工厂平台可以将工厂及其相关价值链上的厂商用统一的平台联系起来，比如，汽车工业中的汽车音响、座椅、车灯等。除了生产标准品外还可以根据客户订单生产定制化产品，所用的生产时间与标准品不相上下。当汽车销售员根据客户要求向工厂下订单时，供应商也会得到一份相应的原料采购订单，自动化的物流系统可以将装配所需的原料自动送到装配员的手上。
　　不仅是宝马，很多汽车产商都将数字化工厂引入自己的平台。奇瑞汽车公司也是数字化工厂的用户。它有大约2万名员工，生产车型达12种，涵盖乘用车、SUV和公交巴士。近两年来，公司销量大幅增加，跻身于国内汽车厂商的前列。为了在高速发展的中国汽车市场上获取更大的市场份额，奇瑞公司期望通过数字化工厂实现从“以产定销”到“按订单生产”模式转变，加强汽车定制化，以提高客户的满意度。
　　去年9月，投资10亿人民币的“全数字化”新奥迪总装车间在长春正式建成投产。车间 占 地81,610平方米，是国内首个全数字化工厂。
　　这个全数字化工厂在刚性的生产线上也实现了柔性生产的需求，满足着来自全国各地不同的订单要求。在多数人看来，一汽-大众仅生产奥迪A6、A4、Q5三大系列车型，但他们不知道的是，根据动力总成的不同、电气系统配置的不同、颜色的差异，目前这三大系列产品已经演变出1000多个品种。
　　“全数字化”新奥迪总装车间采用了大量与德国同步的计算机技术，生产全线使用了数字化控制和管理，具有更高的生产精度和生产效率，并真正实现了100%的柔性化生产。高程度的柔性化生产能力已经将经销商的订单与零部件供应商、物流系统、生产线链接在一起，供应商要按照奥迪的要求，在27分钟内可以将不同车型的零部件送到相应的车位上。
　　柔性化生产能力还体现在如下方面：生产过程中车身吊具采用了可升降剪式EHB技术，通过交叉机械机构，能够使得吊具在0.12—4.5米高度上的任意位置根据需要自由变换。可以灵活升降的吊具一方面极大地方便了不同工位对于安装高度的不同要求，生产效率得到提高，设计也更加人性化，减少了工人不必要的劳损动作；另一方面车身吊具的可调节能力也是不同车型混线生产的技术基础，是柔性化生产的重要组成部分。
　　更短的生产周期
　　对于制造业来说，时间就是金钱，效率就是生命。一款手机如果晚上市一周，对于企业来说很可能就损失惨重。
　　如何缩短产品的生产周期呢？答案是：数字化工厂。它能在产品制造上打通虚拟与现实，为制造厂商赢得宝贵的时间。
　　宝马公司当年实施DMF的目标之一就是：大幅缩短新产品开发时间，从原来的大概60个月缩短到30个月左右，并且减少重复开支，包括耗时耗材的样车装配。
　　数字化工厂之所以能缩短生产周期，节约开发费用，进行“精益生产”，是因为它能够根据市场需求，实现产品设计、制造工艺设计、产品仿真、虚拟试生产等多个环节的数字化，在无需投资制作样品的情况下，也可以模拟未来产品，并预见生产这件产品时可能遇到的问题，这可以最大限度上节约研发的时间和费用。
　　世界排名第6、欧洲排名第2的标志雪铁龙集团也在为实现数字化生产而努力，它一直是实施3DPLM/（3D产品生命周期管理）这一新业务流程的先驱。集团的经理们很早就懂得必须将各开发流程联合起来，对产品全生命周期进行管理，才能缩短新产品的开发过程，提高新产品的质量，降低新产品的成本。
　　正是这一信念导致了标志雪铁龙集团 INGENUM项目的产生，IN－GENUM项目的主要目标是建立虚拟的车辆平台，在此信息平台上所有来自扩展企业的产品、工艺流程和资源等信息均可进行虚拟管理和集成。
　　为了便于实施协同开发的环境，标志雪铁龙集团决定采用核心3D建模工具来设计整辆汽车。最初，集团用的是CADDS来设计车身，用IBM-达索系统公司的CATIA设计动力系统。后来，集团发现使用CATIA作为一套完整的3D建模方案更加高效。
　　这种环境由虚拟产品数据库组成，在这个环境中设计人员可以设计并管理自己的零件，同时还可对装配中的所有零件与自己设计的零件进行协调。这样，设计员就可以在整个装配环境下设计自己的零件，从而缩短产品开发周期。
　　这个数字样机环境还使综合性技术工程师可以在开发过程的早期阶段就虚拟地检查零部件几何尺寸是否协调一致，通过3D可视技术还可检查零件之间的干涉情况。
　　考虑到标志雪铁龙集团汽车的多样性，集团对协同设计环境又进行了提高。由于各种不同的零件和装配件可以构成不同型号的汽车，因而在虚拟产品数据库中必须有零件的配置。
　　有了这些基础，标志雪铁龙集团已经建立起所谓的“虚拟平台”，它使用户能在集中精力完成自己任务的同时，还能与其他用户、部门共享设计结果而不受地理限制。
　　INGENUM项目的第二个里程碑是，标志雪铁龙集团决定与其供应商共享此“虚拟平台”，以求在整个企业内取得缩短设计周期的效果。IN－GENUM项目的最终目标是建立数字化工厂。
　　不仅汽车制造产商，在航空制造领域，数字化生产也帮助其缩短产品生产周期。IBM公司与法国达索系统集团曾宣布空客公司已经选用DELMIAV5机器人(16.890,-0.67,-3.82%)数字化制造方案，对新的空客飞机用到的机器人装配线进行仿真。这个战略方案能够使空客公司优化设计、缩短制造周期、降低成本、加快产品上市时间。该方案的第一个受益项目是A400M，它将用CATIAV5完成设计、由DELMIAV5完成仿真。
　　而据统计，美国波音公司在Boe－ing777~787和洛克希德马丁公司在F35研制过程中，采用数字制造与传统方式相比，缩短了1/3的研制周期，降低50%的研制成本，开创了航空数字化制造的先河。
　　数字背后的品质
　　数字化生产除了提供柔性化服务、缩短产品制造周期、节约生产成本之外，还能提供传统工业生产所无法提供的高端品质。
　　在奥迪的全数字化工厂里，生产流程里的安全性被最大限度地保障。以螺栓为例，一辆车80%以上的连接是靠螺栓，在“全数字化”工厂里有一套专门的螺栓联网系统，把每个关键力矩，都按照大众康采恩的统一标准记录并连接到一个网络，并记录在专门的服务器上。记录包括螺栓拧紧的时间、拧紧之后的最终力矩、合格的公差范围等。
　　如果某个螺栓不合格，相关设备首先会报警。如果员工没有发现设备报警，不合格品流到下一个工位，在每一线最终质量检测工位上，员工只要用专用的扫描仪扫一下整车的识别号，不合格的部件依然会被检测出来。即便在这一关也被疏忽了，最后系统也不会给这两整车打合格证，因为最后系统还要查整车数据库中所有的螺栓是否正确、被拧紧，所有加注的液体是否按照合格的量加注了。
　　在全数字化工厂里，质量控制完全是通过IT系统来实施，人为的疏漏或者遗忘几乎都无隙可钻，影响不到整车的质量。
　　在奥迪的全数字化工厂里，人们将看不到气动扳手和电动扳手，取而代之的是灵敏扳手。灵敏扳手不仅控制拧紧力矩，同时也是力矩传感器和力矩加转角传感器。这是德系车独有的，用来保证螺栓的拧紧质量。
　　螺栓拧紧时刻的数据也会反映到服务器上统一备案。一汽-大众将把这个数据保存15年，即在这辆车的生命周期内，所有生产过程的质量控制数据是可查的。
　　不仅仅是螺栓的扭矩，电器件的连接、液体的加注量、密封性等都由数字化控制并有数字化记录。
　　在奥迪的数字化工厂里，物流系统的管理也十分先进。新奥迪总装车间通过数字化的物流管理体系、庞大的物流超市，打造了一个井然有序的零部件物流供应体系。物流超市中存放小尺寸零件的部分采用了国际最先进的PicktoLight管理系统，物流人员只需通过扫描装配单，货架上的指示灯就能够自动提示需要分拣的零部件储存位置，确保了零件分拣、供应过程的“零错误”。而通过有序高效的数字化物流，新奥迪总装车间的生产线边准时化供货零件储备周期仅2小时，超出时限的零件被运走，保证了生产环境的整洁，生产效率进一步提高。