摘要：在制造业数字化转型的当下，传统工厂依赖人工台账、条码扫描追踪在制品，常陷入 “信息滞后、定位困难、异常响应慢” 的管理困境 —— 某汽车零部件厂曾因在制品流转数据延迟 4 小时，导致订单交付延误率高达 18%。而数字孪生技术的落地，正通过虚拟世界与物理世界的实

在制造业数字化转型的当下，传统工厂依赖人工台账、条码扫描追踪在制品，常陷入 “信息滞后、定位困难、异常响应慢” 的管理困境 —— 某汽车零部件厂曾因在制品流转数据延迟 4 小时，导致订单交付延误率高达 18%。而数字孪生技术的落地，正通过虚拟世界与物理世界的实时映射，构建从车间工位到供应链上下游的在制品全生态追踪体系，让生产过程透明化。

一、传统在制品管理的三大核心痛点

1. 数据断层：车间各工序的在制品信息分散在纸质工单、Excel 表格中，管理层获取完整生产进度需耗时 2-3 小时，且数据准确率不足 。

2. 定位低效：在制品存储位置依赖人工记忆或粗放分区，当质检发现异常需追溯时，平均耗时 40 分钟才能定位到具体批次，仓储面积利用率因此降低。

3. 响应滞后：设备故障、工艺偏差等问题缺乏实时预警，往往到产线停摆或质量检测环节才被发现，异常处理周期长达 2-4 小时，导致设备（OEE）下降。

二、数字孪生系统构建在制品全生态追踪网络

数字孪生系统通过 “物联网感知 + 三维建模 + 实时数据驱动”，将车间在制品转化为虚拟空间的动态数字模型，实现从原材料上线到成品入库的全流程追踪：

1. 全域数据采集：在注塑机、机床等设备部署 RFID 标签、视觉传感器，实时采集在制品的位置坐标、加工参数、质量检测数据，每 2 秒更新一次状态。对接 AGV 物流系统、立体库 WMS，追踪在制品在车间流转路径及仓储位置，甚至精确到货架层格。

2. 虚拟孪生映射：构建 1:1 三维车间模型，在制品以不同颜色、图标实时显示状态 ，绿色代表正常加工，黄色代表待流转，红色代表质量异常。点击任一在制品数字模型，可查看其完整履历，包括加工设备编号、操作人员、工艺参数、质检结果等 30 + 字段，实现 “一键追溯”。

3. 智能协同引擎：预设 20 + 异常规则（如加工超时 10%、温度超标 ±5℃），触发时自动推送预警至车间看板、管理者手机端。与 MES、ERP 系统无缝联动，异常发生时自动触发物料调度或设备维护工单，将异常处理周期压缩至 10 分钟以内。

三、从车间到供应链的协同价值跃迁

1. 生产透明度：管理层通过数字孪生驾驶舱，实时查看全厂在制品分布热力图、工序流转效率曲线，生产进度缩短至实时。通过在制品数字档案，可快速定位某批次产品的全工序加工参数，为 ISO 审核提供完整电子证据链。

2.效率与成本：通过在制品流转模拟，识别并消除工序间等待瓶颈，减少人工巡检频次，降低设备停机率与返工率。

3.供应链协同：实时同步原材料到货状态，动态调整生产排程；支持多工厂协同通过数字孪生系统，实现多地工厂在制品数据实时同步。

四、技术架构与实施关键

1. 四层技术架构支撑

采集层：部署 RFID 读写器、视觉相机、PLC 数据网关，实现设备与在制品数据全量采集；

网络层：采用 5G + 工业以太网混合组网，确保数据传输时延＜50ms；

平台层：构建数字孪生引擎，集成 3D 建模、仿真算法、数据中台；

应用层：开发 PC 端管理看板、移动端 APP，支持 AR 实景导航找货、语音交互查询。

2. 实施三大关键点

数据治理：统一在制品编码规则，清洗设备协议差异数据，确保虚拟模型与物理对象 100% 映射；

人机协同：为车间工人设计极简交互界面，扫码即可完成在制品状态上报，培训成本降低。

持续迭代：建立数字孪生模型校准机制，每月根据实际生产数据优化仿真算法，确保追踪精度长期稳定。

数字孪生系统对在制品管理的革新，本质是制造企业从 “劳动密集型管控” 向 “数据智能型协同” 的进化。它不仅解决了车间级的效率与质量问题，更将管控边界延伸至供应链上下游，让在制品成为串联生产、物流、质量、客户的核心数据载体。当每一个在制品都拥有实时更新的 “数字身份”，当每一次异常都能触发全生态的协同响应，工厂便真正具备了 “透明化决策、敏捷化生产、精细化管控” 的能力。

来源：爱科技一族