您現在所在位置:首頁 > 解決方案

數字化工廠

一、背景

在當今激烈的市場競爭中,制造企業已經意識到他們正面臨著巨大的時間、成本、質量等壓力。在設計部門,CAD & PDM系統的應用獲得了成功。同樣,在生產部門,ERP等相關信息系統也獲得了巨大的成功,但在解決"如何制造到工藝設計"這一關鍵環節上,大部分國內企業還沒有實現有效的計算機輔助管理機制,"數字化工廠"技術則是企業迎接21世紀挑戰的有效手段。

數字化工廠作為產品設計與制造的媒介逐漸成為一種新型的生產組織方式,它立足于產品整個周期的相關數據,以真實數據為依托,在虛擬環境中對生產全過程進行仿真、優化及重構。

我國制造業的發展模式正在發生轉變,提高生產效率及產品質量,降低成本、實現精細化管理和敏捷化生產滿足市場個性化的需求,這些都成為了對數字化工廠提供了廣闊的市場空間,即將迎來蓬勃的發展期。


二、解決方案框架

數字化工廠(DF)以產品全生命周期的相關數據為基礎,在計算機虛擬環境中,對整個生產過程進行仿真、評估和優化,并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。是現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物。

數字化工廠由虛擬工廠和物理工廠組成。

虛擬工廠描述虛擬世界數字模型間的交互,提高制造端創造價值過程的透明度,使復雜系統的正確決策與建立成為可能。

在計算機內的虛擬空間使工廠建模,考慮現實工廠的狀況使虛擬工廠運行,進行動畫處理的仿真功能,實現虛擬工廠需要三大技術:虛擬生產與仿真技術;由現實工廠獲取信息的技術;由虛擬世界控制現實的技術。

物理工廠信息模型描述生產系統在現實世界中的行為及交互,跟蹤控制制造過程,保障生產運行平穩,延伸描述“使用中”的產品,提供服務支持。

面向制造執行過程,以過程控制和智能分析技術為核心,搭建數字化生產管理平臺,支持生產過程的可控、可追溯和柔性化。

通過虛擬工廠輸入管理信息對現實世界的決策與執行產生重要影響,而虛擬工廠也通過物理工廠信息模型保持模型與現實世界同步。虛實融合,支持制造系統的持續改進與優化。

數字化工廠整體框架如下:


三、主要能力

1、數據采集

數據采集實現了生產設備的聯網,構建出車間生產現場綜合數據的交換,可以將設備狀態、車間工況、生產數據予以采集、傳遞、分析等,最大程度滿足生產管理需要等,實現生產管理的大數據存儲以及云計算功能。為智能制造工作環節提供了技術支撐,成為智能制造的基礎。

2、數據處理

由于透明工廠采集數據的多樣性,傳統關系型數據庫無法滿足非結構化和半結構化數據的處理需求,且數據處理性能無法滿足透明工廠的要求。需要使用新一代數據庫(如Hadoop/NoSQL)對透明工廠采集數據進行統一存儲。

由于數據的多樣性,為了便于進行數據分析,需要使用ETL工具(如Oracle Data Integrator等)將各種數據進行清洗、轉換。

用適當的統計分析方法結合大數據處理工具(如Oracle Big Data Discovery 等)對收集來的大量數據進行分析,提取有用信息和形成結論從而對管理層決策提供數據支撐。

3、工廠布局與仿真

創建制造設備虛擬模型(3D Design for Manufacturing Engineer):利用結合布爾運算的一流功能創建任一 3D 零件或裝配體,利用自動化支持創建、驗證和重復利用機械裝置,使用 3D 定義自動生成 2D 工程圖,創建和修改復雜曲面,捕獲和重復利用模板,以便共享最佳做法并避免重復勞動,利用內置知識更高效地工作,管理 IGES STEP 格式的文件。

3D 形式定義工廠布局(Plant Layout Designer):使用預定義的資源類型,對資源進行分類和組織,導入并提取 2D 工程圖,使資源能夠進入定義的位置,從目錄中選擇并編輯隨時可用的參數資源,從目錄中選擇隨時可用的非參數資源,在沉浸式 3D 環境中輕松、準確地定位資源。

通過3DECATALOG進行工廠所有三維模型的管理:可以快速建立各資源庫的樹狀結構,結構清晰明了;數據權限的管理,保證設計資源的唯一性和正確性;在3D可視化的界面中選擇所需要的設計資源;其他三維軟件數據以及文本數據的管理,并且支持數據的批量導入。

4、生產評估與仿真

平臺可以幫助企業建立一個完整的3D數字化工廠(廠房)及數字化產線環境,并結合人機工程???,將虛擬的人體模型放置到數字工廠環境當中,進行人機工效的評估,同時結合平臺仿真???,進行人員流、物流以及生產線的分析、模擬,從而真實反映產品從零件到裝配、到工位、到流水線、到工廠的生產過程,直觀分析產品的可制造性、可裝配性、可拆卸性和可維護性,并生成相關的分析報告,為企業的決策提供支持。

5、生產過程可視化

進行三維CAD模型轉換為三維可視化模型過程。

數據簡化處理,可直接獲取原始模型(支持大模型),并支持幾乎所有的CAD格式,具備強大的顯示能力,支持VR/AR模式,支持協作模式。

生產過程可視化,具備可視化編程界面完成各種開發工作,高效腳本編輯,只需一鍵即可完成作品的多平臺開發和部署,底層支持OpenGLDirect11,簡單實用的物理引擎,高質量粒子系統,輕松上手,效果逼真;支持Java Script、C#、Boo腳本語言。

6、智能決策分析

智能決策分析主要通過虛實融合進行提現,一方面,物理世界行為和狀態的改變能動態實時地在虛擬世界上展示出來;另一方面,虛擬世界能基于物理世界傳遞而來的環境感知數據、生產狀態數據以及產品數據、經驗與知識數據等進行智能分析與決策,并實時控制物理世界實物的狀態和行為。

共分成四個層次進行實現:


四、收益及價值

數字化工廠利用其工廠布局、工藝規劃和仿真優化等功能手段,改變了傳統工業生產的理念,給現代化工業帶來了新的技術革命,其優勢作用較為明顯。

 預規劃和靈活性生產:利用數字化工廠技術,整個企業在設計之初就可以對工廠布局、產品生產水平與能力等進行預規劃,幫助企業進行評估與檢驗。

 縮短產品上市時間、提高產品競爭力:數字化工廠能夠根據市場需求的變化,快速、方便地對新產品進行虛擬化仿真設計,加快了新產品設計成形的進度。

 節約資源、降低成本、提高資金效益:通過數字化工廠技術方便地進行產品的虛擬設計與驗證,最大程度地降低了物理原型的生產與更改,從而有效地減少資源浪費、降低產品開發成本。

 提升產品質量水平:利用數字化工廠技術,能夠對產品設計、產品原料、生產過程等進行嚴格把關與統籌安排,降低設計與生產制造之間的不確定性,從而提高產品數據的統一性,方便地進行質量規劃,更準確的預測質量趨勢,更有效的控制質量缺陷提升質量水平。

采用數字化工廠可以減少產品上市時間30%、減少設計修改65%、減少生產工藝規劃時間40%、降低生產費用13%,更為重要的是產品質量獲得了極大提高,使制造決策依據更詳實,決策過程更直觀,決策結果更合理,解決各環節信息不對稱問題,減少溝通成本,支撐協同制造。

千赢娱乐赢抢庄牌九 单双大小规律一句 云南时时历史开奖记录 幸运pc28预测神测网 福建时时选号技巧 时时彩最快开奖 二十一点安卓游戏在线 二八杠游戏免费下载 黑彩网时时彩计划软件 彩票盈利计划 11选5不连挂大底方法 时时彩后二复式万能8码 时时彩后三稳赚平刷 时时彩稳赚不赔的投注方法 今晚双色球预测一注 双色球人工计划专家