数字化工厂规划

newmaker 来源：Ringer

三维实时虚拟模型技术不仅在汽车车型开发方面扮演了重要的角色，它还在工厂规划方面帮助许多汽车制造商节省了大量的时间和成本。这项技术可以帮助汽车制造商在某一车型真正投入生产前就对生产环节进行优化和评估。

在工厂及生产线规划阶段，通过三维实时虚拟现实可视化技术，工厂内的所有设施、生产线、设备等都可以仿真。参与工厂建设的相关人员可以通过3D眼镜对工厂及生产线进行评估。与此同时，工厂的规划还可以同产品开发一同进行，这样可以在最短时间内提高产量并缩短产品上市的时间。

奥迪公司一直以来都积极推进数字工厂技术的应用。奥迪A4 Avant和Q5就采用了同一底盘平台，采用标准的流程，而且共用模具和夹具。“如果不采用数字工厂软件对模具和夹具等进行规划，这两款车根本无法在同一平台上生产，因为它们几乎没有相同的底盘零部件，”奥迪公司制造工程副总裁Arne Lakeit指出。通过生产线的共享，数字工厂规划增加了车型生产的灵活性，这样可以针对市场需求随时对产量进行调节。

戴姆勒-克莱斯勒采用三维虚拟现实技术进行工厂的设计。

计算机建立的虚拟模型通过美国视觉投影系统供应商Christie提供的设备进行投影放大，

设计人员可以对工厂设计进行直观的评估。

在整个流程包括从产品到生产再到服务中都采用数字工具的话，究竟可以帮助汽车制造商节约多少成本？Lakeit保守估计大约可以节省30%的成本。“如果在整个流程中IT的投入约占全部投资的10~15%，那么可以带来约15%的成本节省，”Lakeit说。“事实上，目前有些工作只能通过数字工具来完成，比如三年前我们就无法在生产前对驾驶舱进行操作性的评估和验证。”

福特集团已经把数字化预装配作为其全球“One Ford”战略的一部分。福特科隆流程式产品开发技术专家Achim Weiss透露，福特正在精简其产品平台中重复的部分，并试图将研发中心和各地工厂更好地整合在一起。“我们的产品和生产开发专家共同负责产品的开发，”他说。

到2012年，福特将把车型平台数量降低40%，其中70%的车型将在其中的八个平台上生产。而这些将带来新的生产要求。“对全球所有产品和生产开发中心来说，建立一个协调统一的产品开发流程至关重要。”Weiss说。而这个统一的产品开发流程来最关键的部分就是在产品发布之前需要进行最终数据的评估和判断。

“产品在发布之前要不断地进行检查而且要通过几道关卡。全球各地的工厂与产品开发工程师紧密合作，并将他们发现的结果汇报到一个统一的数字预装配流程中，”Weiss解释道。“这个流程就是专门设计用于解决一个全球化企业的工程问题的。产品在整个设计和生产过程中进行的系统性验证可以将产品的进度随时报告给全球管理层。”

数字化工厂建设方案v

数字化实训工厂建设方案为了适应当前职业教育发展的需要，深化教学改革，我校需要从根本上转变过去教学计划中的传统意识，来满足企业对人才的要求。从目前我校实际教学情况上来看，受传统教育思想的影响很深，重理论，轻实践比较普遍，以致教学内容，形式不能适应当前实际需要。具体体现在几个方面：知识传输体系上仍然求全求深；理论教学与实践教学的比例上仍偏重前者；教学方式方法上仍在很大程度上采用传统模式。这些都直接影响了对学生动手能力的培养。职业教育的发展改革要从劳动市场的实际需要出发，坚持培养生产一线的高素质的劳动者，以能力为本位，培养学生综合职业能力，我们需要采用一些先进的教育模式和方法，来努力满足企业岗位要求。数字化实训工厂技术是当前企业发展的方向，是技术工人必须应用的技能。而目前我校没有与之对应的相关教学手段。当务之急，我们迫切需要一套数字化实训工厂的教学模式和方法，通过软件平台建设带动学生和老师的教学改革，通过案例和软件教学来推动实践教学，改变过去一味讲理论教学方式，通过做产品理解理论知识，让学生学到实际应用技术和技能。一、建设目标：把现代化的无纸化的企业生产模式引入学校，真实模拟现代企业的生产经营场景，利用信息化技术，再现企业生产过程，打造一个真实的数字化实训工厂。建立数字化设计制造体验中心以及现代化车间，建立起数字化设计制造及教学管理平台。从而实现教学、实训的全数字化。为职教人才培养模式及教学改革、“双师型”师资队伍培养创造平台。数字化实训工厂模型：

二、建设内容：实训设备和场地按企业生产要求组织建立重现企业流程的信息化运行平台，实训项目结合学校的设备配置状态，针对实训教学的特点，重现企业生产场景。实训项目按照企业真实角色和流程组织。在数字化实训工厂里面，通过建立的数字化设计平台、数字化工艺平台、数字化网络制造平台和数字化管理平台，使学生体验企业产品的整个生命周期的过程。实现从报价到获得产品订单的流程。从订单开始，启动报价流程，实现销售与设计人员的协同。实现产品设计流程。通过设计主管、项目经理、设计人员的角色分工以及设计、校对、审核、批准直至归档的流程管理，体现出产品从概念设计、三维产品设计、二维工程图出图、有限元分析等各个环节。实现产品的工艺设计流程。从定义工艺模板开始，完成机加工、数控加工等工艺的编制与工艺流程的管理，以及生产过程需要的派工单、检验卡的定义与使用。统计各种工艺数据。实现数控设备的联网，结合视频监控，形成对生产现场设备运行状态、设备运行参数和设备现场环境的实时监控。可以在局域网上任意一个经过授权的计算机终端上查看生产现场的设备运行状态。

数字化工厂仿真解决方案

数字化工厂仿真解决方案数字化工厂作为产品设计与制造的媒介逐渐成为一种新型的生产组织方式，它立足于产品整个周期的相关数据，以真实数据为依托，在虚拟环境中对生产全过程进行仿真、优化及重构。数字化工厂以“数据驱动”为导向，分别从已经实施的CAD、PLM 系统中获取产品相关数据，同时在ERP系统获取生产计划数据，基于仿真技术和虚拟现实技术的数字化工厂技术，对真实的产品制造过程进行严谨虚拟规划和仿真分析优化，分析过程在数字化环境中进行，并在分析后将仿真和优化结果反馈到相关系统，用来验证其可行性和系统生产能力。通过对生产过程的预测，对工艺过程进行优化，最终对生产决策进行裁决。 Tecnomatix是Siemens PLM Software提供的数字化制造解决方案，通过将制造规划包括从工艺布局规划和设计、工艺过程仿真和验证到制造执行与产品设计连接起来，实现在3D的环境下进行制造工艺过程的设计；用数字化的手段验证产品的制造工艺可行性；事先分析未来的生产系统的能力表现；快速输出各种定制类型的工艺文件。 Siemens PLM Software致力于将Tecnomatix数字化制造解决方案与Teamcenter产品全生命周期管理解决方案融合，将原Tecnomatix Process Designer模块与Teamcenter Manufacturing 模块进行整合，形成一套在Teamcenter平台上统一管理数字化制

造的解决方案，全称：Teamcenter Manufaturing Process Management（简称MPM），是西门子公司针对制造业提供的产品生命周期管理（Product Lifecycle Management）的解决方案的内容之一，旨在建立一个数字化生产环境，管理产品制造的相关数据，实现设计/工艺一体化及管理，是目前市场上功能比较完备的一套制造解决方案。这样带来的好处是，设计人员和工艺人员可以在一个平台上共享设计数据和工艺数据，各自进行设计、仿真和管理。装配规划与验证 Siemens Tecnomaitx数字化装配仿真技术可利用工艺数字化样机对产品可装配性、可拆卸性、可维修性进行分析、验证和优化，对产品的装配工艺过程包括装配顺序、装配路径以及装配精度、装配性能等进行规划、仿真和优化，从而达到有效减少产品研制过程中的实物试装次数，提高产品装配质量、效率和可靠性。

基于产品模块理念重构数字化设计部门

如何组建企业数字化设计部门 1组织目标 1.1现状与需求以信息技术为手段和工具的现代产品研发与工程设计、服务系统已经深入企业运营的方方面面，企业的“核心知识及运用体系”成为转型升级的重要推手；使用现代设计方法“规范化、标准化”企业知识，并以产品系列化规划方法、模块化产品设计体系，零部件及工艺的标准化设计指南等“结构化的知识化”得以总结、归纳，最后固化到工业软件系统以便能够快速应用于产品的全生命周期管理。当前企业对企业知识数字化与产品标准化、模块化和系列化的管理现状如下：设计业务管理能力方面： A）因为缺少统一的管控规范与部门，导致企业的核心产品知识散落在各个部门以及技术人员的“脑中”，缺少专门的部门对与产品密切相关的设计知识、工艺知识进行集中的采集、分类与固化，从而形成企业的核心竞争力； B）因为无法从整个企业的高度，从产品全生命周期的时间维度实施产品的标准化工作，原工程设计部门的标准化部门需要能力提升； C）原有的技术部门的标准化室（管理岗位）无法满足企业转型升级的技术管理需要，以西开为例：现有的标准化室5个人主要工作从事图样的标准化审查、标准化制度流程修订等工作，人员老化平均年龄49岁，其中2人将在2019和2020年退休，所掌握知识严重老化，信息处理的手段、观念以及数字化工具都无法跟上企业发展的需要； D）企业对整体标准化数据与流程的把控缺失，导致产品开发、工程设计、工艺以及制造过程都没有很好的标准化、模块化和系列化管控部门，技术人员各自为政。数字化设计管理方面： A）3C1P（CAE、CAD和CAPP以及PDM）的设计管理软件系统在信息化部门，作为项目进行实施，但是项目交付后，真正的业主（技术部门用户）对系统

数字化工厂建设方案v2

DELMIA数字化工厂

DELMIA数字化工厂随着企业竞争在经济全球化发展的促进下越演越烈，作为社会发展重要力量的工业生产在经济竞争中扮演着至关重要的角色。企业必须采用先进的制造技术，才能满足现代制造（Contemporary Manufacturing）阶段制造业的高速度、低成本、高质量生产的要求。在此要求下，基于仿真技术和虚拟现实技术的数字化工厂（DigitalizedFactory）技术，实现了对真实工业生产的虚拟规划和仿真优化，在现代制造领域中具有极大的研究价值。DELMIA软件是法国达索公司开发的一款产品，包括面向制造过程设计的DPE（Digital Process Engineer）、面向物流分析的QUEST（Queuing Event Simulation Tool）和面向装配过程分析的DPM（Digital Process Manufacturing）３大主要模块，各模块之间可以通过PPR Hub（Process －Product－Resource）连接，形成了一套从设计到制造的完整解决方案，目前，已经在航空业和汽车行业上得到了很好的应用。它为数字化企业提供完整的数字解决方案，主要进行数据管理使不同领域数据得以协同配合，并对维护过程和复杂制造进行仿真控制。 1 数字化工厂数字化工厂作为产品设计与制造的媒介逐渐成为一种新型的生产组织方式，它立足于产品整个周期的相关数据，以真实数据为依托，在虚拟环境中对生产全过程进行仿真、优化及重构。 1.1数字化工厂的功能和优势。数字化工厂以“数据驱动”为导向，分别从已经实施的CAD、PDM系统获取产品运行数据，同时在ERP系统获取生产计划数据，对产品制造过程进行严谨规划和仿真分析，分析过程在数字化环境中进行，并在分析后将仿真和优化结果反馈到相关系统，用来验证其可行性和系统生产能力。数字化工厂通过对生产过程的预测，对工艺过程进行优化，最终对生产决策进行裁决。数字化工厂的功能如图１所示。图1 数字化工厂的功能数字化工厂的优势体现在：①预规划和灵活性生产；②缩短产品生产时间，提高

数字化工厂规划

数字化工厂规划 newmaker 来源：Ringer 三维实时虚拟模型技术不仅在汽车车型开发方面扮演了重要的角色，它还在工厂规划方面帮助许多汽车制造商节省了大量的时间和成本。这项技术可以帮助汽车制造商在某一车型真正投入生产前就对生产环节进行优化和评估。在工厂及生产线规划阶段，通过三维实时虚拟现实可视化技术，工厂内的所有设施、生产线、设备等都可以仿真。参与工厂建设的相关人员可以通过3D眼镜对工厂及生产线进行评估。与此同时，工厂的规划还可以同产品开发一同进行，这样可以在最短时间内提高产量并缩短产品上市的时间。奥迪公司一直以来都积极推进数字工厂技术的应用。奥迪A4 Avant和Q5就采用了同一底盘平台，采用标准的流程，而且共用模具和夹具。“如果不采用数字工厂软件对模具和夹具等进行规划，这两款车根本无法在同一平台上生产，因为它们几乎没有相同的底盘零部件，”奥迪公司制造工程副总裁Arne Lakeit指出。通过生产线的共享，数字工厂规划增加了车型生产的灵活性，这样可以针对市场需求随时对产量进行调节。戴姆勒-克莱斯勒采用三维虚拟现实技术进行工厂的设计。计算机建立的虚拟模型通过美国视觉投影系统供应商Christie提供的设备进行投影放大，设计人员可以对工厂设计进行直观的评估。在整个流程包括从产品到生产再到服务中都采用数字工具的话，究竟可以帮助汽车制造商节约多少成本？Lakeit保守估计大约可以节省30%的成本。“如果在整个流程中IT的投入约占全部投资的10~15%，那么可以带来约15%的成本节省，”Lakeit说。“事实上，目前有些工作只能通过数字工具来完成，比如三年前我们就无法在生产前对驾驶舱进行操作性的评估和验证。”

数字工厂(工艺规划)

数字工厂（工艺规划）在当今激烈的市场竞争中，制造企业已经意识到他们正面临着巨大的时间、成本、质量等压力。在设计部门，CAD & PDM系统的应用获得了成功。同样，在生产部门，ERP等相关信息系统也获得了巨大的成功，但在解决“如何制造→工艺设计”这一关键环节上，大部分国内企业还没有实现有效的计算机辅助管理机制，“数字化工厂”技术则是企业迎接21世纪挑战的有效手段。 “数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，为制造商及其供应商提供了一个制造工艺信息平台，使企业能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和管理，并将制造信息及时地与相关部门、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。在汽车行业，数字化工厂更是发挥着重要的作用。从产品设计到制造开始的工作转换是汽车开发过程中最关键的步骤之一，“数字化工厂”规划系统可以通过详细的规划设计和验证预见所有的制造任务，在提高质量的同时减少设计时间，从而加速汽车开发周期；并且还可以消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数量等。此外，“数字化工厂”规划系统通过统一的数据平台，实现主机厂内部、生产线供应商、工装夹具供应商等的并行工程。 1.全面的制造过程管理 “数字化工厂”提供了全面的制造过程管理，在实际产品生产前，在计算机模拟的环境中完成虚拟生产全部过程，生成经过“数字化工厂”验证过的、实际生产所需的各种工艺数据和文档。 2.工作流程工作流程如图所示，下面分别详细介绍：（1）从设计部门获取产品数据：

通过系统集成，从设计部门的PDM系统中自动下载产品相关数据，包括3D模型、装配关系等；并在“数字化工厂”环境中进行工艺审查、公差分析等。（2）从工装工具、生产部门获取资源数据（2D/3D）：通过系统集成，从企业的资源库中自动下载相关资源数据；在“数字化工厂”环境中建立相关项目的资源库。（3）工艺规划：在“数字化工厂”规划模块中进行协同规划或导入工艺部门已有工艺信息。工艺规划包括：总工艺计划、细节工艺计划、生产计划及产品、工艺、资源关联及工时等工艺信息。（4）工艺验证、仿真：在“数字化工厂”工程模块中验证规划结果。工艺验证包括：工艺验证、动态装配、工位布局验证、线平衡、工时分析、人机工程仿真、工厂布局、物流仿真、机器人仿真、NC仿真、冲压仿真、PLC仿真和质检等。（5）客户化输出：通过系统集成和客户化开发，输出工艺执行文件；通过系统集成和客户化开发，输出生产、采购、招投标、维护、培训等信息或将数据传递到现有的CAPP系统中。3.规划模式整个过程始终涉及汽车主机厂和生产线供应商，这就要求各企业使用同一平台以保证实现并行工程和统一的数据规范，从而实现并行工厂。由于协作模式、控制权及平衡标准等的不同，全球不同汽车规划体系（美系、欧系、日系等）使用的“数字化工厂”解决方案具有不同模式和本地化特点。通过与不同厂家的合作，逐步积累了丰富的经验，已经探索出适合中国本地的模式，下面以汽车业的具体项目说明。

数字化工厂建设的总体目标

数字化工厂建设的总体目标每个企业所处的竞争环境、内部资源能力、产品、工艺的不同，数字化工厂的设计目标、重点不尽相同。对于制造企业来说，数字化工厂设计的一般目标如下：将现代管理理论精益生产、敏捷制造、网络化协同制造、智能制造理论与最新信息技术、自动化技术、网络通信、信息物理系统、大数据、云计算等技术深度融合。通过一系列工业软件，构建由智能设计、智能产品、智能经营、智能生产、智能服务、智能决策组成的智能工厂。在信息物理系统（CPS）支持下，实现客户需求、产品设计、工艺设计、物料采购、生产制造、进出厂物流、生产物流、售后服务整个价值链上的横向集成，企业内部的设备与控制层、制造执行层、经营管理层、经营决策层的纵向集成。以及产品生命周期过程中，从研发、工艺、设计，制造、包括运维、服务等等这些链条里面这个端到端之间形成互联互通跟数据的连续传递，即端到端的集成。最大限度地缩短产品研发设计周期、采购和生产周期,构建柔性、高效、低成本、高质量的制造运营体系。提高产品的创新能力、个性化设计制造能力、供应链管控能力、生产制造能力、服务能力等企业可持续发展的核心竞争能力。从而实现：工厂管理数字化有了信息化的支撑，各层面的管理工作都将有巨大的变化。通过建设企业内部的各个业务系统管理系统，让它们最大限度地发挥效率。通过完善企业内外部的联系，不断调整自己适应外部需求的能力。从企业管理入手将经验性的管理向规范化管理转变，无论是车间内部管理、专业条线管理还是财务管理、行政等管理都将实现数字化提升。生产过程数字化随着信息化集成系统的开发建设，无论是生产计划及落实过程、物资消耗过程、质量控制过程还是设备管理和保障过程的每个环节都将通过计算机流程来实现。在实现过程中首先经过的是业务流程的梳理，将梳理流畅的流程用计算机程序来实现，使一个提高效率的过程又是一个规范操作的过程决策支持数字化随着信息化系统的建立，数据分析应用的开展，最终这些生成的数据和指标是提供给领导做企业发展决策的依据。包括企业日常生产经营的主要指标，同时提供这些指标的历史数据，并提供了多种分析工具可以方便的进行数据的对比分析功能。因此为领导提供决策支持的平台是信息化发展的一个重要作用。实现决策支持数字化，就是在领导层面建立起一个经营决策系统。

数字化工厂

数字化工厂数字化工厂（DF）以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。数字化工厂（DF）是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。[1] 1数字化工厂由来编辑在设计部分，CAD 和 PDM系统的应用已相当普及；在生产部分，ERP等相关的信息系统也获得了相当的普及，但在解决“如何制造→工艺设计”这一关键环节上，大部分国内企业还没有实现有效的计算机辅助治理机制，“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统，紧承着虚拟样机（VP）和虚拟制造（VM）的数字化辅助工程，提供了一个制造工艺信息平台，能够对整个制造过程进行设计规划，模拟仿真和治理，并将制造信息及时地与相关部分、供应商共享，从而实现虚拟制造和并行工程，保障生产的顺利进行。

“数字化工厂”规划系统通过同一的数据平台，通过具体的规划设计和验证预见所有的制造任务，在进步质量的同时减少设计时间，加速产品开发周期，消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数目等，实现主机厂内部、生产线供给商、工装夹具供给商等的并行工程。数字化工厂（DF）是企业数字化辅助工程新的发展阶段，包括产品开发数字化、生产准备数字化、制造数字化、管理数字化、营销数字化。除了要对产品开发过程进行建模与仿真外，还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真，使生产系统在投入运行前就了解系统的使用性能，分析其可靠性、经济性、质量、工期等，为生产过程优化和网络制造提供支持。 2数字化工厂内涵编辑德国工程师协会定义：数字化工厂（DF）是由数字化模型、方法和工具构成的综合网络，包含仿真和3D/虚拟现实可视化，通过连续的没有中断的数据管理集成在一起。数字化工厂（DF）集成了产品、过程和工厂模型数据库，通过先进的可视化、仿真和文档管理，以提高产品的质量和生产过程所涉及的质量和动态性能： ●提高盈利能力

数字化工厂的框架与落地实践

数字化工厂的框架与落地实践数字化工厂正在闪现迷人的色彩，其光芒吸引了制造业的注意力。然而耀眼辉光之中，很多企业也被各种相互矛盾和相互纠缠的概念弄得无所适从，渴望能够拥有一个洞开一切的神器。而数字化工厂的确犹如一道有着清晰轨迹的光路，它正指引着那些走向理解智能工厂和工业4.0的必经之路。数字化工厂的定义虽然国内外对数字化工厂的研究越来越多，但是对于数字化工厂的定义却没有统一的定论。目前存在两种数字化工厂的定义，一种是广义的，一种是狭义的。广义数字化工厂以生产产品或提供服务的制造企业为核心企业，以及相关联的成员，包括核心制造企业、供应商、软件系统服务商合作伙伴、协作厂商、客户、分销商、银行等，是其生产与经营过程中所有信息数字化的动态联盟。狭义数字化工厂以制造资源、生产操作和产品为核心，以产品生命周期数据为基础，应用仿真技术、虚拟现实技术、实验验证技术等，使产品在生产工位、生产单元、生产线以及整个工厂中

的所有真实活动虚拟化，并对加工和装配过程进行仿真、试验、分析、优化的一种集成组织方式。笔者倾向并采用的概念为狭义的数字化工厂。实际上，这也符合工厂企业的实际认知。数字化工厂将产品信息数字化、过程信息数字化和资源物料信息数字化，并将这三种数字化流进行有效结合，是真实工厂的制造过程（包括设计、性能分析、工艺规划、加工制造、质量检测、生产过程管理和控制）在计算机上的一种映射。数字化工厂、智能工厂与工业4.0 工业4.0的官方说法文字太多。简单说，工业4.0有两个维度：技术维度就是物联网和服务在制造业的应用，而商业维度就是用户驱动。其两大主题也为读者所耳熟能详，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。数字化工厂和工业4.0之间隔着一个智能工厂的距离。关于工业4.0的阶段和实施先决条件，北航刘强教授说过一段话，提到了非常经典的“三不要原则”。第一，不要在不具备成熟的工艺下做自动化，工艺如果不成熟，就最好先做生产线，这是工业2.0解决的问题。第二，不要在管理不成熟的时候做信息化，这是工业3.0解决的问题。第三，

(完整版)数字化工厂的构建

数字化工厂的构建郭兆祥游冰机械工业第六设计研究院有限公司【摘要】本文阐述了数字化工厂的相关概念,综述了制造企业通过工厂设计与建造、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，实现“按订单生产”模式的转变。【关键词】数字化工厂工艺规划仿真优化 1引言围绕激烈的市场竞争，制造企业已经意识到他们正面临着巨大的时间、成本、质量、产品差异化等压力。如何快速适应市场的变化，实现从“以产定销”到“按订单生产”模式转变？数字化工厂提供了较为理想的解决方案。 2 数字化工厂概述数字化工厂是BIM(建筑信息模型)技术、现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。 2.1数字化工厂 2.1.1数字化工厂的概念数字化工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础，根据虚拟制造原理，在虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、优化和重组的新的生产组织方式。它是在设计建造阶段，建立全面、详实的信息，包括材料、工艺、设备运行管理等全生命周期的信息档案数据库，利用BIM(建筑信息模型)技术指导建筑物、构筑物及设备的科学使用和维护，为信息化、标准化管理提供数据基础平台，加上CAD、EEP、MEP等应用管理系统，实现工厂控制系统内部数字化信息的有效传递，既链接了生产过程的各个环节，又与企业经营管理相互联系，进而把整个企业数字化的资金信息、物流信息、生产装置状态信息、生产效率信息、生产能力信息、市场信息、采购信息以及企业所必须的控制目标都实时、准确、全面、系统地提供给决策者和管理者，帮助企业决策者和管理者提高决策的实时性和准确性以及管理者的效率，从而实现管理和控制数字化、一体化的目标。 2.1.2数字化工厂的优势

数字化工厂建议

专业的汽车制造过程解决方案随着汽车市场的日益成熟以及竞争的日趋激烈，各汽车制造企业都在不断地发展、完善和优化自己的产品开发和制造系统，以提高企业的市场竞争力，从而获取最佳的利润并保持强劲的发展动力。以色列TECNOMATIX公司在中国的“数字化工厂”软件在汽车制造业有着成功的应用，是专业的汽车制造过程解决方案。当今的汽车消费市场热点频出，不仅热销车型变换快，而且地域性市场差异大，给汽车制造企业提出了严峻的挑战。为了获取最佳利润和保持市场占有率，企业必须实现全球化生产，实现产品的多元化，缩短产品上市时间，缩短生产准备时间，并进一步提高产品的质量。图1所示为市场需求和企业制造能力的关系曲线图，曲线A是一个新车型的市场生命周期曲线，曲线B是企业此车型的产量。由图可见，曲线B总是滞后于曲线A，这是因为一个新车型产品设计完成后，必须经过复杂的制造过程才能投入生产并投放市场。因此，当市场热销车型出现后，总会出现供不应求的局面，也就是通常有市无车和有价无车的情况，而这种局面是企业最不愿看到的。当企业因制造能力和生产准备时间的制约而不能及时大量供应市场需求的产品时，持币待购的消费者会因种种原因转向购买其他车型产品或竞争对手的产品，从而使企业不但损失了应得的利润，也丧失了市场占有率。图中阴影部分C区就是企业的损失，而图中D区是企业为了维持某车型在市场后期的销售而产生的成本（如压库存、综上所述，汽车制造企业如何快速提高生产制造水平和能力，缩短新产品的

生产准备周期，加快产品投放市场的时间（将B曲线前推，使其与A曲线尽量拟合）已成为当今最为关键的问题，也是提高企业核心竞争力、争取最大利润和拓展发展空间的重中之重。 “数字化工厂”软件 TECNOMATIX公司开发的“数字化工厂”软件，又称MPM（制造过程管理）软件。作为企业制造系统的核心基础平台，“数字化工厂”软件能够直接满足三个指导制造工程的主要度量标准：成本、质量和时间。 “数字化工厂”软件能够使汽车制造企业从根本上减少制造部门为了在车间建立每一个操作工序而花费在开发工艺信息上的时间，通过这些详细的计划和指导反映每个制造任务；在提高质量的同时减少设计时间，从而加速汽车开发周期；并且还可以消除浪费，减少为了完成某项任务所需的资源数量。如图2所示，汽车制造企业完善的企业信息平台应由三大块构成，即： ● PDM/CAD系统：为企业提供产品数据结构和数学模型，进行产品数据管理； ● ERP/MES系统：为企业提供资源信息，进行企业资源管理； ● MPM系统：制造过程管理系统，为企业提供数字化的制造信息平台，进行制造工艺规划设计，工程仿真和生产过程管理。 “数字化工厂”软件是虚拟制造平台，企业的制造工艺人员可以采用组群协同工作的方式，应用计算机仿真的技术手段设计规划、模拟产品的整个制造过程，从而对制造工艺规划进行早期的验证和优化，将工程风险和投资风险消除在项目初期。这对于缩短新产品的开发周期、提高产品质量、减少制造成本和降低项目决策风险都具有重大意义。

数字化工厂的构建

数字化工厂的构建集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

数字化工厂的构建郭兆祥游冰机械工业第六设计研究院有限公司【摘要】本文阐述了数字化工厂的相关概念,综述了制造企业通过工厂设计与建造、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，实现“按订单生产”模式的转变。【关键词】数字化工厂工艺规划仿真优化 1引言围绕激烈的市场竞争，制造企业已经意识到他们正面临着巨大的时间、成本、质量、产品差异化等压力。如何快速适应市场的变化，实现从“以产定销”到“按订单生产”模式转变？数字化工厂提供了较为理想的解决方案。 2 数字化工厂概述数字化工厂是BIM(建筑信息模型)技术、现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。 2.1数字化工厂数字化工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础，根据虚拟制造原理，在虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、优化和重组的新的生产组织方式。它是在设计建造阶段，建立全面、详实的信息，包括材料、工艺、设备运行管理等全生命周期的信息档案数据库，利用BIM(建筑信息模型)技术指导建筑物、构筑物及设备的科学使用和维护，为信息化、标准化管理提供数据基础平台，加上CAD、EEP、MEP等应用管理系统，实现工厂控制系统内部数字化信息的有效传递，既链接了生产过程的各个环节，又与企业经营管理相互联系，进而把整个企业数字化的资金信息、物流信息、生产装置状态信息、生产效率信息、生产能力信息、市场信息、采购信息以及企业所必须的控制目标都实时、准确、全面、系统地提供给决策者和管理者，帮助企业决策者和管理者提高决策

如何规划数字化工厂

数据化时代，信息对各行各业的影响巨大，充分掌握信息就掌握了市场的发展方向。面对激烈的市场竞争，制造业企业已经能够意识到来自时间、成本、质量等各方面的压力，如何及时适应市场的快速变化，对数据信息的掌握显得尤为重要，而数字化工厂的建立有望为企业适应激烈的市场竞争提供解决方案。一、数字化工厂的概念数字化工厂是BIM(建筑信息模型)技术、现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。数字化工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础，根据虚拟制造原理，在虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、优化和重组的新的生产组织方式。它是在设计建造阶段，建立全面、详实的信息，包括材料、工艺、设备运行管理等全生命周期的信息档案数据库，利用BIM(建筑信息模型)技术指导建筑物、构筑物及设备的科学使用和维护，为信息化、标准化管理提供数据基础平台，加上CAD、EEP、MEP等应用管理系统，实现工厂控制系统内部数字化信息的有效传递，既链接了生产过程的各个环节，又与企业经营管理相互联系，进而把整个企业数字化的资金信息、物流信息、生产装置状态信息、生产效率信息、生产能力信息、市场信息、采购信息以及企业所必须的控制目标都实时、准确、全面、系统地提供给决策者和管理者，帮助企业决策者和管理者提高决策的实时性和准确性以及管理者的效率，从而实现管理和控制数字化、一体化的目标。

二、数字化工厂的优势数字化工厂利用其工厂布局、工艺规划和仿真优化等功能手段，改变了传统工业生产的理念，给现代化工业带来了新的技术革命，其优势作用较为明显。 1、预规划和灵活性生产：利用数字化工厂技术，整个企业在设计之初就可以对工厂布局、产品生产水平与能力等进行预规划，帮助企业进行评估与检验。同时，数字化工厂技术的应用使得工厂设计不再是各部门单一地流水作业，各部门成为一个紧密联系的有机整体，有助于工厂建设过程中的灵活协调与并行处理。此外，在工厂生产过程中能够最大程度地关联产业链上的各节点，增强生产、物流、管理过程中的灵活性和自动化水平。 2、缩短产品上市时间、提高产品竞争力：数字化工厂能够根据市场需求的变化，快速、方便地对新产品进行虚拟化仿真设计，加快了新产品设计成形的进度。同时，通过对新产品的生产工艺、生产过程进行模拟仿真与优化，保证了新产品生产过程的顺利性与产品质量的可靠性，加快了产品的上市时间，在企业间的竞争中占得先机。 3、节约资源、降低成本、提高资金效益：通过数字化工厂技术方便地进行产品的虚拟设计与验证，最大程度地降低了物理原型的生产与更改，从而有效地减少资源浪费、降低产品开发成本。同时，充分利用现有的数据资料（客户需求、生产原料、设备状况等）进行生

数字化工厂建设之路

目录 1.引言 (3) 2.数字化工厂的框架简介 (3) 2.1. 实现基础装备数字化 (4) 2.2. 实现生产过程数字化 (4) 2.3. 实现分析应用数字化 (4) 2.4. 实现工厂管理数字化 (5) 2.5. 实现决策支持数字化 (6) 3.建设数字化工厂道路上的几点体会 (6) 3.1. 统一规划、统一管理 (6) 3.2. 技术的合理运用 (7) 3.3. 层层推进，追求实效 (8) 3.4. 系统本身要扁平 (8) 3.5. 以“应用”促“建设” (8)

【摘要】随着集团公司信息化工作的不断深入开展，上海卷烟厂作为一个生产制造环节，依托信息化建设，在生产制造和管理上都发生了巨大的变化。本文回顾这些年所取得的成绩，提出了建成“数字化工厂”的目标，就“数字化工厂”的框架作了简单阐述，并结合建设过程中的难点，要点谈了自己的体会。 1.引言根据“工业化推动信息化，信息化促进工业化”的整体思路，上海卷烟厂的信息化建设始终紧密围绕生产制造主线，并逐浙成为我厂建设成为“最具竞争力卷烟制造工厂”目标的重要支撑之一。这些年的信息化建设是从各个层面不断推进，已经对我们的生产过程和日常管理带来了巨大的变化，但在各个系统不断扩展、功能不断增强的同时，我们也认识到无论是信息系统、业务系统还是管理分析系统他们各自有自己实现的目标，而这些目标由于是各个时期提出，同时又都是站在各自特定的角度，从整个烟厂的角度看显得缺乏全局性，因此我们觉得有必要通过梳理。首先明确信息化建设最终实现的一个系统性的目标，而这个目标既不是对原有各目标的否定，也不是简单的叠加，而是一种整合、一种优化、更是一种提升。在回顾和总结这几年信息化建设的状况的基础上，我们通过积极探索较高起点的创新与实践，充分考虑现有业务管理和工厂今后发展的需要，体现实用性、适用性原则，提出了建设“数字化工厂”的目标。 2.数字化工厂的框架简介

数字化工厂的规划

数字化工厂的规划发布时间：2012-01-16 摘要：使用西门子Tecnomatix软件，对生产线前期进行数字化模拟仿真及工艺分析。其中通过对生产线的构成、工艺布置、设备和工装等的全面分析，并且充分考虑现有产品和新产品的结构变化趋势，找出影响生产节拍的主要因素，从而对新规划的厂房进行改进，使之更符合现生产需要。使用西门子Tecnomatix软件，对生产线前期进行数字化模拟仿真及工艺分析。其中通过对生产线的构成、工艺布置、设备和工装等的全面分析，并且充分考虑现有产品和新产品的结构变化趋势，找出影响生产节拍的主要因素，从而对新规划的厂房进行改进，使之更符合现生产需要。总装的工艺规划需要考虑的因素很多，以前的工艺规划中新产品设计完成后，根据样车装配试验情况和生产现场实际情况进行实际调整后完成，整个规划过程如零部件装配次序、操纵次序、工时分析、工具选择、工位布局、生产线平衡、生产线能力分析、变更治理及工程本钱分析等都以传统的手工加经验方式进行，用工艺概况表或者其他Excel的形式来描述，也没有有效的仿真工具对工艺规划进行验证，工艺规划的质量和效率非常低。为了能够使新产品尽快上市并且追求更高的产品质量，华晨金杯引进了西门子Tecnomatix软件，用它作为工艺规划的辅助软件。总装车间数字化工厂构建 1.总装车间对数字化的需求总装生产线是由输送设备和专用设备构成的有机整体，先进的装配工艺需要先进的工艺装备，工艺装备设计制造水平对保证高效率的生产和产品的高质量至关重要，也是汽车装配技术水平的标志。作为汽车四大工艺的最后一个环节，总装车间能够直接反馈出前三个环节所存在的题目，而目前汽车产品越来越复杂，不但零件的外形多样，且产品中包含的零件个数非常多，零件之间的装配关系复杂，而生产设备日益趋向复杂和昂贵，总装车间设备的布局和配置是否适应现有和后期产品，都将直接影响公司利益。为了缩短总装车间的生产制造预备时间，进步总装车间工艺规划的效率和质量，尽早发现和减少总装的生产制造中的错误，加快新车型上市，应用数字化制造技术是最好的解决方案。 2.Tecnomatix数字化构建（1）资源库的构建通常研究的制造系统是非线性离散化系统，需要建立产品模型、资源模型(制造设备、原材料、能源、工夹具、生产职员和制造环境等)、工艺模型(工艺规则、制造路线等)以及生产治理模型(系统的限制和约束关系)。数字化工厂是建立在模型基础上的优化仿真系统，所以数字化建模技术是数字化工厂的基础，只有齐全而正确的模型才能保证数字化工厂的完整性和正确性，这表示前期资源模型的建立是必不可少的。资源可按照公司自己的方式自行分类，这次A1项目将资源分为Equipment、Human models、Logistic、Tool、Transportation、Layout和Other六大类，将资源的数模（co或cojt文件）放到sysroot\LIB\Resource中各分类的文件夹中即可，如图1所示。

数字化工厂技术发展与展望

数字化工厂技术发展与展望制造技术已从物质形式的制造向信息制造转变，产品中知识信息的价值占据越来越高的比例，这不但反映在产品本身，而且体现在产品的整个生命周期，特别是生产制造环节，随着信息技术的发展，不断出现了新的制造理念和制造系统，如FMS、CIMS、敏捷制造和网络化制造等。这些技术从制造的现实出发，对制造过程中产生的数据进行数字化，并对它们进行加工处理，产生相关信息，在制造系统中进行存储和交换，并直接应用于对生产过程的管理和控制，进一步可对信息进行分析加工产生相关知识，使制造系统的“智能”得到提高，通常把这种生产方式称为数字化制造。另一方面，随着仿真技术的发展和虚拟现实技术的产生，另一种概念的数字化工厂随之产生，这个工厂生存于数字信息世界，在真实工厂或生产过程还没有开始前，这个工厂在虚拟空间中运作，对真实工厂进行虚拟现实的仿真，提供优化的结果，这是现在数字化工厂主要研究和应用的内容。一数字化工厂的概念随着全球化竞争的加剧，产品的更新换代和设计制造周期缩短以及客户化定制生产方式的形成，给制造企业带来越来越大的竞争压力。以下原因促使数字化工厂概念的产生： (1)产品越来越复杂，不但零件的形状，而且产品中包含的零件个数非常多、零件之间的装配关系复杂。在设计时的微小错误，就可能造成产品开发的失败，或是不能按期交货。另一方面可能由于使用前没有发现的微小缺陷，造成重大事故。 (2)生产设备和制造系统日益趋向复杂和昂贵，生产制造系统的布局和配置是否适应所制造的产品，是否是优化的布局和配置？这些问题的解决，使制造商能够在科学的指导下进行投资，以小风险获取大的收益。 (3)一般的制造系统是非线性离散化的系统，生产制造系统的鲁棒性如何？在某些意外发生的情况下，制造系统是否能够满足生产需求？ (4)专业人员在设备的安装、使用和维修中仅仅依靠产品图纸文档，使工作效率低下，而且对人员的专业技能要求很高。数字化工厂最主要解决产品设计和产品制造之间的“鸿沟”，如图1所示。以前产品设计完成后，没有一个科学的转化渠道，仅仅凭借工艺人员、制造工程师和管理人员的经验知识进行生产工艺安排、生产计划制订，然后直接投入制造系统进行制造，对出现的问题只有在生产过程中解决。数字化工厂技术就是为解决以上问题而提出，目前国内外还没有一个统一的概念，一般可以认为数字化工厂技术能实现产品生命周期中的制造、装配、质量控制和检测等各个阶段的功能，主要解决工厂、车间和生产线以及产品的设计到制造实现的转化过程，使设计到生产制造之间的不确定性降低，在数字空间中将生产制造过程压缩和提前，使生产制造过程在数字空间中得以检验，从而提高系统的成功率和可靠性，缩短从设计到生产的转化时间。数字化工厂技术带来的好处如下： (1)缩短新产品的上市周期； (2)减少新产品的开发成本和风险； (3)优化产品设计以利于加工； (4)优化生产线配置和布局，减少生产线准备和停机时间； (5)增加生产线设备生产力，大大提高生产率； (6)改善工人的劳动环境，提高产品质量。二数字化工厂的结构和主要关键技术数字化工厂技术在虚拟现实技术和仿真优化技术的基础上发展起来，数字化工厂目前已经成为现代制造领域中的一个新的研究应用领域。针对制造系统体系结构设计及优化、生产系统的功能分解以及过程组织、

【智能制造之路系列文章】解读数字化工厂顶层设计与规划

智能制造之路系列文章顶层设计：解读数字化工厂顶层设计与规划北京天拓小编导读：无论身处工业2.0还是3.0阶段，许多企业在怀揣智能工厂梦想的同时，却往往尚未形成清晰的思路及举措。随着“工业4.0”的热潮从德国涌向全球及“中国制造2025”的实施，越来越多的制造企业正决意将未来制造的愿景变为现实，以期在数字化引领的工业变革中尽早谋篇布局，但越来越多的企业在智能制造之路上却不知道从哪里开始，如何正确的实现数字化工厂。天拓四方（https://www.360docs.net/doc/258441027.html,）作为智能制造整体解决方案专家，深耕制造业15载积累了丰富的实战经验，推出智能制造之路系列文章。本篇文章重点解读数字化工厂顶层设计与规划，为制造企业数字化工厂顶层设计与规划提供参考。 1.数字化工厂是迈向智能工厂的基础制造业存在三大需求—提高生产效率、缩短产品上市时间、增加制造的灵活性。然而在传统的制造条件下，要同时满足这三大需求并不容易，企业通常得牺牲灵

活性来提升生产效率和缩短产品上市时间。制造企业要同时满足这三大需求，保障并提升产品质量，智能制造是制造企业发力方向。数字化工厂是迈向智能工厂的基础，数字化工厂是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。图1智能制造之路 2.数字化自评和诊断是数字化工厂规划的依据智能制造离自己到底有多远？企业到底处在何水平？这是许多制造企业非常关心的一个话题。智能制造虽已成为制造企业转型共识，但对其概念和内涵还未有统一的认识，尤其是对智能制造的发展路径还未明确，却不知道如何部署智能制造，制造企业在实施智能制造战略时如何确定最终目标，如何整体策划、分步实施还缺乏有效的指引。工业4.0能力成熟度模型可以帮助企业明确工业4.0的现

先进制造技术论文(数字化工厂)

数字化工厂发展现状及趋势摘要：目前，将数字与智能制造作为关键技术应用到数字化工厂，是现代工业化与信息化融合的应用体现，也是实现智能化制造的必经之路。打造数字化工厂，是当前工业企业变革、突破的重要手段。本文对数字化工厂发展现状及趋势进行了初步的研究，通过具体实例，分析了数字化工厂的特点，应用现状并展望了数字化工厂的发展趋势及其决定性意义。发展数字化工厂对制造企业提升生产力，实现生产智能化和有效管理，推广数字化工厂的建设和发展，搭建智能制造技术和数字化工厂相结合的交流平台，为我国传统产业转型升级、工业与信息化深度融合的战略发展要求，都有着关键性的意义。关键词：数字化工厂；虚拟仿真；数字制造；智能管理；产业转型升级一、引言现代工业经历了机械化、电气化革命，未来的第三次工业革命必然以机、电、信息相结合的智能化制造革命。《经济学人》2012年4月发表的《第三次工业革命：制造业与创新》专题报告中阐述了目前由技术创新引发的制造业深刻变化，其中，数字化与智能化的制造技术是“第三次工业革命的核心技术”。作为数字化与智能化制造的关键技术之一，数字化工厂是现代工业化与信息化融合的应用体现，也是实现智能化制造的必经之路。数字化工厂借助于信息化和数字化技术，通过集成、仿真、分析、控制等手段，可为制造工厂的生产全过程提供全面管控的一种整体解决方案。早在2000 年前后，上汽、海尔、华为和成飞等制造企业均已开始着手建立自己的数字化工厂。今年来，随着国际竞争的不断加剧和我国制造业劳动力成本的不断上升，对设备效率、制造成本、产品质量等环节的要求不断提高，离散制造业中以汽车、工程机械、航空航天、造船为代表的大型企业已越来越重视数字化工厂的建设。二、数字化工厂的研究热点根据在范围、阶段、视角上的关注点存在差异，对于数字化工厂也有不同提法，比如可视化工厂（Visual Factory）、智慧工厂（Smart Factory）、智能工厂图1典型数字化工厂提法的主要业务范围（Intelligence Factory）、数字化制造（Digital Manufacturing）、虚拟工厂（Virtual Factory）等。各个概念在关注点上也存在不同程度的交集，如智能工厂和数字化制造的交集就是以智能装备为核心的制造工艺过程智能化，特别是对制造装备本