隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和5G等信息技術的發(fā)展，全球化工業(yè)革命進入實質階段，制造工廠面臨著第四次工業(yè)革命。制造業(yè)進入到全新的數(shù)字化時代，需要構建新型智能工廠、數(shù)字化工廠與智能車間以助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智能制造升級，將新一代信息技術貫穿到設計、工藝、生產(chǎn)、物流等各個環(huán)節(jié)。數(shù)字化工廠伴隨數(shù)字仿真技術和虛擬現(xiàn)實技術發(fā)展而來，是智能制造發(fā)展的重要實踐模式，它通過對真實工業(yè)生產(chǎn)的虛擬規(guī)劃、仿真優(yōu)化，實現(xiàn)對工廠產(chǎn)品研發(fā)、制造生產(chǎn)和銷售服務的優(yōu)化和提升，是現(xiàn)代工業(yè)化與信息化融合的應用體現(xiàn)。

基于半導體行業(yè)企業(yè)用戶構建智能工廠的長遠愿景，參考國際標準ISA-95對企業(yè)架構層級定義，用戶數(shù)字化工廠項目將全面構建各個層級的能力，分層次打造全新的數(shù)字化工廠。用戶數(shù)字化工廠將通過制造評估和工藝設計、生產(chǎn)運營管理、全集成自動化控制以及生產(chǎn)線的構造，開展業(yè)務活動并協(xié)同工作。

?

圖4 數(shù)字化技術架構

（1）企業(yè)層&管理層：主要是產(chǎn)品研發(fā)PLM和企業(yè)管理ERP層面。尤其是應用PLM中的數(shù)字化制造技術，實現(xiàn)工廠的數(shù)字化建模和仿真分析，并基于虛擬工廠展現(xiàn)和操控生產(chǎn)。為數(shù)字化工廠奠定基礎，通過產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字制造和虛擬制造實現(xiàn)工程信息化，通過ERP和綜合管理平臺打造管理信息數(shù)字化。車間層的技術與生產(chǎn)管控方面，通過工藝評估、工藝設計及仿真實現(xiàn)工廠的指導思想的數(shù)字化，通過工廠規(guī)劃建立支撐車間優(yōu)化和產(chǎn)線優(yōu)化，通過生產(chǎn)運營管理，達到實現(xiàn)生產(chǎn)訂單、在制品、質量、設備利用率、物料等全方位管控。

（2）操作層：主要是執(zhí)行和發(fā)布各種生產(chǎn)指令；實現(xiàn)產(chǎn)品、工藝、設備、測量儀器等各種數(shù)據(jù)的傳遞和采集。

（3）控制層&現(xiàn)場層：主要是接收操作層的指令，來實現(xiàn)現(xiàn)場層的各種硬件的自動化控制和驅動，確保其準確執(zhí)行?，F(xiàn)場部分主要是生產(chǎn)線現(xiàn)場的各種設備、工裝、工具、測量儀器和物流設施等各方面的內容。

幫助半導體企業(yè)用戶實現(xiàn)了業(yè)務流程優(yōu)化，提升了業(yè)務效率，通過全球協(xié)同研發(fā)平臺，提升了企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新管理能力，通過精細化的車間現(xiàn)場管理環(huán)境提升了車間執(zhí)行能力。通過數(shù)字化平臺將制造數(shù)據(jù)關聯(lián)起來，提供一個制造數(shù)據(jù)管理與應用環(huán)境，利用虛擬現(xiàn)實技術，實現(xiàn)工廠場景建模，構建虛擬工廠。在數(shù)字模型的信息化，虛擬與現(xiàn)實高度一致的基礎上，進行硬件接口開發(fā)和軟件功能開發(fā)，建立虛擬與現(xiàn)實的數(shù)據(jù)通訊與互聯(lián)，搭建虛實融合的數(shù)據(jù)采集、分析、優(yōu)化平臺，實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的工藝優(yōu)化和智能生產(chǎn)指導。