低代码赋能制造业数字化转型：工业 4.0 背景下的技术架构与实践路径

摘要：

在工业 4.0 的大背景下，制造业面临着转型升级的巨大机遇和挑战。低代码技术作为一种创新的数字化解决方案，正逐渐成为制造业数字化转型的关键驱动力。本文将深入探讨低代码技术在制造业数字化转型中的技术架构与实践路径，分析其面临的挑战及未来趋势，为制造业企业在数字化转型过程中提供有益的参考。

引言：工业 4.0 与制造业数字化转型

工业 4.0 的背景与意义

工业 4.0 是德国政府提出的一个高科技战略计划，旨在通过连接实体物理世界与虚拟网络世界，实现生产过程的智能化、自动化和高效化。工业 4.0 的出现，引发了制造业生产方式的深刻变革，从传统的批量生产向个性化定制、柔性生产转变。在这个过程中，数据成为制造业的核心资产，信息物理系统（CPS）成为连接设备、产品和人的关键纽带。

制造业数字化转型的重要性

随着市场竞争的加剧和消费者需求的不断变化，制造业企业需要通过数字化转型来提升生产效率、优化产品质量、降低生产成本、提高客户满意度。数字化转型可以实现生产过程的可视化和智能化，使企业能够实时了解生产状态，及时做出决策。同时，数字化转型还可以促进企业内部的信息共享和协同办公，打破部门之间的壁垒，提高企业的整体运营效率。

低代码技术在其中的作用

低代码技术是一种无需编写大量代码即可快速开发应用程序的技术平台。它通过可视化开发界面、预定义组件和模板等方式，降低了开发门槛，缩短了开发周期，降低了开发成本。在制造业数字化转型中，低代码技术可以帮助企业快速构建各种数字化应用，如生产管理系统、质量管理系统、设备巡检系统等，实现生产过程的数字化、自动化和智能化。

低代码技术基础与制造业应用场景

低代码技术的核心概念与原理

低代码技术的核心概念是通过可视化开发界面和预定义组件，让用户能够在不编写或编写少量代码的情况下构建应用程序。其原理主要包括可视化设计、业务逻辑编排、数据集成和部署发布等环节。可视化设计让用户可以通过拖拽组件的方式设计应用程序的界面布局；业务逻辑编排让用户可以通过配置规则和流程来定义应用程序的业务逻辑；数据集成让用户可以将外部数据源连接到应用程序中；部署发布让用户可以将开发好的应用程序快速部署到生产环境中。

低代码技术在制造业中的常见应用场景

生产管理

在生产管理中，低代码技术可以用于构建生产计划与调度系统、生产报工与追溯系统、生产质量管理与分析系统等。例如，通过低代码技术可以快速构建一个生产计划与调度系统，实现对生产计划的制定、执行和监控，提高生产效率和资源利用率。

设备巡检

在设备巡检管理方面，低代码技术可以用于构建设备巡检管理系统。该系统可以实现设备的定期巡检、设备故障诊断和预警、设备维修记录等功能，有效降低设备故障率，提高设备的运行可靠性。

低代码赋能制造业数字化转型的技术架构

数据层

数据层是低代码赋能制造业数字化转型的基础，主要负责数据的采集、存储和管理。在制造业中，数据来源广泛，包括生产设备、传感器、物联网设备等。数据层需要支持多种数据格式和协议的接入，实现数据的实时采集和传输。同时，数据层还需要具备数据清洗、数据转换、数据同步等功能，确保数据的质量和一致性。

应用层

应用层是低代码赋能制造业数字化转型的核心，主要负责构建各种数字化应用，满足制造业企业的业务需求。应用层通过调用数据层的数据和服务，实现业务逻辑的编排和执行。常见的制造业数字化应用包括生产管理系统、质量管理系统、供应链管理系统、客户关系管理系统等。

服务层

服务层是低代码赋能制造业数字化转型的支撑，主要为应用层提供各种技术服务，如数据服务、业务流程服务、云计算服务、人工智能服务等。服务层通过提供服务接口和开发框架，方便应用层调用和集成各种服务，实现对应用的快速开发和部署。

各层之间的交互与协作

在低代码赋能制造业数字化转型的技术架构中，各层之间通过接口和协议进行交互和协作。数据层将采集到的数据提供给应用层，应用层通过服务层调用各种技术服务来实现业务逻辑的编排和执行，同时将结果反馈给数据层进行存储和处理。通过各层之间的紧密协作，实现制造业生产过程的数字化、自动化和智能化。

低代码在制造业数字化转型的实践路径

核心能力的构建

低代码平台在制造业数字化转型中需要具备多种核心能力。首先，要具备强大的可视化开发能力，提供丰富的组件和模板库，让用户能够快速构建各种数字化应用。其次，要具备良好的数据集成能力，支持与各种数据源的接入和整合，实现对生产数据的实时获取和处理。此外，还需要具备灵活的业务流程编排能力，能够根据制造业企业的业务需求定制和优化业务流程。

与场景融合的实践

低代码技术在制造业数字化转型中要与具体的应用场景紧密结合。例如，在生产车间管理中，可利用低代码开发现场可视化管理系统，实现生产过程的实时监控和管理。通过与场景的融合，不仅能让低代码技术的优势得到充分体现，还能切实解决制造业企业在特定场景中面临的问题。300+全场景应用方案

数字化技术改造质量提升

在利用低代码推进制造业数字化转型的过程中，要注重对数字化技术改造质量的把控。这包括对企业现有信息化系统的评估与优化，确保低代码应用与之兼容和衔接良好，避免出现信息孤岛问题。同时，在构建数字化应用时，要充分考虑业务流程的优化和数据的安全，通过对生产过程的持续改进和技术创新，提升制造业企业的竞争力。

案例分析

A 制造公司的实践

以该制造公司为例，该企业通过引入低代码技术平台，构建了生产管理系统。利用低代码平台的可视化设计和业务流程编排功能，快速实现了生产计划的自动生成、生产过程的实时监控和生产数据的统计分析。在设备巡检方面，通过低代码开发了设备巡检管理应用，实现了设备故障的在线诊断和预警，大大提高了设备的运行效率和可靠性。

B 物流公司的探索

该物流公司则将低代码技术与物联网技术相结合，构建了工业互联网平台。通过对生产设备的数据采集和实时监控，利用低代码平台的智能分析功能，实现了对生产过程的预测性维护，有效降低了设备故障率，提高了企业的生产效率和经济效益。

挑战、展望与未来趋势

面临的挑战

低代码在制造业数字化转型过程中面临一定的挑战。首先，由于制造业企业生产过程的复杂性和多样性，低代码平台需要具备较强的行业适配性，能够满足不同企业的个性化需求。其次，低代码平台的安全性和稳定性也是企业关注的重点，特别是在涉及核心生产数据的场景下，数据的安全和系统的稳定运行至关重要。此外，企业内部员工的技术水平和数字化素养也对低代码技术的推广和应用提出了要求 。

未来发展趋势

未来，低代码技术在制造业数字化转型中的应用将更加广泛和深入。一方面，低代码平台将与人工智能、大数据、物联网等新兴技术深度融合，为企业提供更智能、更高效的数字化应用。例如，通过与人工智能技术结合，实现对生产过程的智能预测和优化，通过大数据分析，挖掘生产数据的潜在价值。

对策建议

面对挑战，制造业企业应加强与低代码技术服务提供商的合作，根据企业的实际需求定制和优化低代码应用，提升低代码平台的适配性。同时，企业要加强内部员工的数字化培训，提高员工的技术水平和数字化素养，确保低代码技术在企业的顺利应用和推广。政府和行业协会也应加大对低代码技术的宣传和推广力度，制定相关标准和技术规范，引导低代码技术在制造业数字化转型中的健康发展。

制造业数字化转型是时代发展的必然趋势，低代码技术作为数字化转型的有力支撑，将为企业带来更广阔的发展机遇。通过构建完善的技术架构，探索合适的实践路径，应对面临的挑战，把握发展趋势，制造业企业能够借助低代码技术在工业 4.0 时代实现高质量发展。