数字化工厂之工厂布局江衡仿真
江衡仿真之工厂布局
一、厂址选择
所谓工厂选址，是指如何运用科学的方法决定工厂的地理位置，使企业的整体经营运作系统有机结合，以便有效、经济地达到企业的经营目的。
(一)选址
选址包括两个层次的问题：第一是选位，即选择什么地区（区域）设厂。第二是定址。地区选定之后，具体选择在该地区的什么地方。
(二)工厂选址的影响因素
选择地区时的影响因素有：
1.是否接近于市场
这里的市场概念是广义的，也许是一般消费者，也许是配送中心，也许是作为用户的其他厂家。接近产品目标市场的最大好处是有利于产品的迅速。投放和运输成本的降低。
2.是否接近于原材料供应地
对原材料依赖性较强的企业应考虑尽可能接近原材料供应地，特别是与产品相比，在原材料的重量和体积更大的情况下，应尽量靠近原材料供应地。
3.运输问题
根据产品及原材料、零部件的运输特点，考虑应接近铁路、港口还是其他交通运输条件较好的区域。
4.与外协厂家的相对位置
5.劳动力资源
不同地区的劳动力，其工资水平、受教育状况等都不同。在有些特殊情况下，可能在某些特定地区才更容易提供符合某些特定要求的熟练劳动力等。
6.基础设施条件
对于一个工厂来说，有五项基础设施是需要在选址时予以认真考虑的：供水；电；煤气；排水；“三废”处理。某些企业要耗用大量的水，如食品制造、电镀等；而另一些企业如化学加工的工艺过程则需大量的电。对这些基础设施如不在选址时予以充分考虑，则会造成成本上升和带来不便。
7.气候条件
根据产品的特点，有时还需要考虑温度、湿度、气压等气候因素，如精密仪器对这方面的要求就比较高。
8.政策法规条件
在某些国家或地区建厂，可能会得到一些政策、法规上的优惠待遇，如我国的经济特区、经济开发区、某些低税率国家等。这也是当今跨国企业在全球范围内选址时要考虑的重要因素。
9.政治和文化条件
选址时对于一些涉及政治、少数民族政策、人文风情等方面的因素也不能忽视，否则可能带来严重后果。
选择具体位置时的影响因素主要有：
1.可扩展性
除了根据生产运作规模来规划和决定所需的面积外，还需要考虑到必要的生活区用地、绿地占地等。最重要的是要考虑到未来的可扩展性，一个工厂一开始就建设到容积极限，不留余地无疑是不明智的，应在选址时为将来的发展留下充分的可能。
2.地质情况
如地面是否平整，地质状况是否能满足未来设施的载重等方面的要求。
3.周围环境
所选位置能否为职工提供包括住房、娱乐、生活服务、交通等在内的良好生活条件。这也是能使生产运作系统有效、高效运行的必要条件之一。同时也要考虑科技依托条件，对于一些技术密集型产业，尤其是高新技术产业，应选择建在科技人员集中的地区，如大专院校和科研院所的附近，以利依靠雄厚的科技力量开发新产品。
二、工厂平面布置的分析程序
(一)对生产的物流的分析
高效的物流，就是能够充分符合生产工艺和产量变化的要求，是连续、均匀、顺畅的，而不是间断的、波动的、倒流的，符合生产从最初工艺到成品完成的全部生产过程对物流的要求。
(二)与活动范围有关联的分析
在进行布置规划时，除了以物流为主体来考虑布置外，还包括按照作为邻近性理由的活动范围的联系程度来规划布置的内容。在此阶段，暂不考虑现实情况的制约，仅仅是在理论上求出最合适的活动范围位置关系，以后再根据制约条件加以修正。
(三)绘制物流活动范围关联线图
在分析了物流活动范围相互关系后，以此为根据，将活动范围和工序展示在线图上，将这些活动范围转换成位置关系，称为活动范围关联线图。
(四)面积设定
关联线图完成后，必须估算生产经营活动范围的必要面积，并依据可利用的空间进行
调整，然后决定该列人布置规划方案的面积。
(五)区间相互关系图
这一程序是决定物流和活动范围的相互关系，绘制决定活动范围位置的图表，决定各种活动范围所需的面积与可用面积相适应，取得平衡。
(六)图表的综合和调整
程序与所绘制的区间相互关系图，是为了得到理想的状态而进行的。然而，在实际操作中会有种种制约。因此，需要添加许多修正条件及实际上的限制条件来调整面积相互关联图，目的是绘制出更加切合实际的布置方案。
(七)布置的评价
根据以上程序操作，将产生几个不同的布置方案。为了选择最优方案，就必须对方案进行评价。
三、工厂平面布置的物流管理方法
(一)物料流向图法
物料流向图法就是按照原材料、在制品及其他物资在生产过程中总的方向和运输量，通过绘制物料流向图来布置工厂的车间、设施和生产服务单位。
一般要根据物料的流向，结合企业地形和厂区面积绘制物料流向图。
(二)物料运量图法
物料运量图法就是根据各个生产单位（包括仓库与站场）物料运输数量的大小来进行企业总平面布置的方法。相互运输数量大的单位应尽量靠近布置，使总的运输量最少。
为了清楚地表明各生产单位之间的运量，可绘制物料运量表和运量相关线图，以便找出最恰当的合理布置。
第二节 车间、仓库布置与物流管理
一、车间布置概述
(一)车间布置的概念
车间布置就是要按一定的原则，正确地确定车间内部各组成单位（加工段、班组）以及工作地、机床设备之间的相互位置，从而使它们组成一个有机整体来实现车间的具体功能和任务。
车间布置一般分为两部分：一是车间总体布置；二是车间的工作地布置。
(二)车间总体物流管理的目标和原则
1.车间总体物流管理的目标
（1）物流最短的流动路线
（2）最大的灵活性
（3）最有效的面积利用
（4）最良好和顺畅的工作环境
（5）最合理的发展余地
2.车间总体物流管理的原则
(1)车间总体布置方案应使车间内的建筑物和其他设备的配置满足车间生产过程的要求
（2）尽可能使车间内的物料运输距离最短
这就要求尽可能避免交叉运输和重复往返运输，尽可能减少物料流量。因此，应尽可能使厂房按生产流程的顺序来布置。
（3）尽可能使车间总体物流紧凑
一般说来，车间物流紧凑，则建厂时的土方工程量就小，运输路线、工程管道和道路等的里程也较短，因而基建投资费用就低。为了节约用地，不仅要提高企业的建筑系数（厂房、建筑物占地面积在全厂总面积中所占的比重），还要提高单位建筑面积的产量和利用多层建筑物的优点。
（4）要合理划分车间的区域
尽可能按功能或其他条件把车间划分为不同的功能区域，把相同或相近功能且条件要求相近的生产单位放置在同一个区域内，这样便于管理，有利于车间的安全和环境保护。
（5）车间的物流要充分考虑外部厂区环境和周围环境
应充分利用各种便利条件，特别是厂内运输条件，生产过程的流向和运输系统的配置应满足货运路线的要求，保证物料输人和产品输出的方便。
二、车间总体物流管理
(一)车间总体物流管理的程序
1.确定目标
需要强调的是：目标应该是一个相互协调的体系，应该结合具体的情况来制定，并尽可能以定量化描述的方式表示出来，同时应是切实可行的。
2.收集资料
总体物流所涉及的因素很多，因此所需的资料和数据也很多，需要对此认真分析，根据实际情况选取那些真正有用并且准确的资料。一般说来，进行厂区平面物流布置的设计工作主要需要以下这些资料：
基础资料：如厂址所处的地质、地貌、水文和气象资料，所处地区的政治。社会和经济情况资料（如有关政策、市政规划等等），厂区地形、面积、自然条件、运输条件等资料以及建厂的其他协议资料。
企业生产单位的配置情况资料：如厂区面积、形状、设备、流水线布置、车间、办公区、辅助设施等。这方面的资料对厂区平面物流布置是十分重要的，它是厂区和车间平面物流布置工作的依据。
生产系统图：所谓的生产系统图就是企业生产系统各组成部分之间生产联系和物料流向简图。它简明地表明了企业产品的生产过程和企业各组成部分之间的联系。由于厂区平面物流布置能反映生产过程的要求。因此一张根据企业实际生产功能和要求绘制的企业生产系统图对进行厂区和车间平面物流布置工作是极其重要的，它是布置设计工作的重要依据。
3.确定各组成部分所占面积
车间总体布置设计工作的一个重要内容就是要把厂区和车间面积进行合理的分配，因而就必须确定企业各个组成部分的面积。实际上这项工作已属专业性很强的工作范畴，应结合企业生产单位的配置工作，由有关专家和专业人员仔细地进行。企业各种组成单位所需的面积，不同的企业差别是很大的，没有通行不变的计算方法，许多时候还需用经验估算。但总的原则是：节约占地、保证够用、略有富余。
一般说来，企业生产车间所占面积主要包括：机器所占面积、材料所占面积、半成品与成品所占面积、人员工作所占面积、运输所占面积和工作人员休息所占面积等等；仓库所占面积除库存物品所占面积外，还需留下运输工具停放、装卸及工人搬运所需的面积；维修部门也需根据全厂的维修工作量来确定相应的面积。此外对于服务部门，如膳食、医疗、卫生间、更衣室等后勤部门亦需根据一定比例确定所占面积。
确定了企业所有组成单位的面积需求之后，就应汇总计算出总的需求面积，然后与厂区现有面积均衡确定增减，最后把确定了的组成单位的面积需求编列成表。
4.确定各生产单位之间的相互关系
各个组成部分在工厂内部如何安排，其具体位置应布置在厂区的何处，应根据物料、人员、信息在各组成部分之间的流程或关系来确定。确定各组成部分的工作流程或关系可用定量或定性的方法。如果一个企业组成单位之间有大量物料、人员、信息流动，则一般应根据工作流程定量法来布置；反之，各组成单位之间物料、人员的实际流动很少，但却有大量通信和组织上的相互关系，工作上的协作关系密切，则一般应根据工作流程定性法来布置。最普遍的情况是，企业内部既有定性流程的需要，也有定量流程的问题，所以两种方法都必须采用。
5.制定初步平面物流布置方案
在进行调查、收集有关资料，确定了各部门所需面积及相互关系之后，就可进行平面物流布置的初步设计。
6.方案评价
一般说来，一个厂区的平面物流布置可同时做出若干种设计方案，因此在初步设计方
案完成之后均需进行方案评价，从中选择一个最满意的方案。评价可从定性和定量两方面进行。定性评价还组织损失与复邦治业厂来对各方案满足厂区布置目标的程度、遵循布置原则的程度等多方面进行打分。定量评价可通过计算一定的技术经济指标来进行。
7.方案的实施
在方案确定之后就进人实施阶段，为了减少损失，在实地进行布置之前，最好能采用模型把平面物流布置图中的布置方案按实际比例反映出来，以便从立体角度发现问题。
(二)车间总体物流管理的目标与原则
1.车间总体物流管理的总目标
总目标是：短的物料移动距离、低的成本、快的资金周转、好的顾客服务和高的工作激情。具体目标有：
（1）符合工艺过程要求
尽量使生产对象流动顺畅，避免工序间的往返交错，使设备投资最小，生产周期最短。
（2）最有效的利用空间
要使建筑物内部设备的占有空间和单位制品的占有空间较小。
（3）物料搬运费用最少
要便于物料的输人，使产品、废料等物料运输路线尽量短，并尽量避免运输的往返和交叉。
（4）保持生产和安排的柔性，使之适应产品需求的变化及工艺和设备的更新和扩大生产能力的需要。
（5）适应组织结构的合理化和管理的方便，使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域并就近布置，也可以合并在同一个建筑物内。
（6）为职工提供方便、安全、舒适的作业环境，使之合乎生理、心理的要求，为提高生产效率和保证职工身心健康创造条件。
2.车间总体物流管理的原则
（1）最小移动距离的原则
保持生产线上各项操作之间的最经济距离。物料和人员流动距离能省则省，尽量缩短以节省物流时间，降低物流费用。
（2）直线前进的原则
要求机器的安排、操作流程，能使材料加工或装配过程逐步自然循序而进，避免迂回、倒流。
（3）充分利用空间、场地的原则
包括垂直与水平方向，在安排机器、人员、物料时予以适当配合并充分利用，即保持机器间的适当空间以免影响工作。一般厂内通道以3米为宜，机器问的距离以1.2米为好。
（4）生产力均衡的原则
维持各种机器、各部门的均衡，使全线都能保持一个合理的速度进行。
（5）适宜厂内运输的原则
厂内运输路线必须保持畅通，设有专供搬运物料和人员行走的通道，并设置适当的交通路线。
（6）顺利进行的原则
保持生产程序顺利进行而无阻滞，又称为最佳流程原则。
（7）保持“再布置”的弹性原则
要便于在必要时机器设备能作重新安排，留出适当的空间，供材料搬运及检验人员活动用，即保持适当的弹性。
（8）整体的原则
几对工厂、车间物流布置有影响的因素，都要综合考虑。
(三)车间总体物流规划管理
1.车间物流布置系统输人——PQRST五因素分析
P——产品、材料（Product）；Q——产量、数量（Quantity）；R——生产路线或工艺路线（Route）；S——辅助服务（Supporting Service）；T——时间（Tim）。为了便于记忆，相应地用5个英文字母PQRST来表示。
它们的具体含义是：
P指规划设计系统所生产的产品、原材料、加工的零件、成品或提供的服务项目。这些资料由生产纲领（工厂的和车间的）和产品设计提供，包括项目、种类、型号、零件号、材料等。产品这一要素影响着设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式等。
Q指所生产、供应或使用的商品量或服务的工作量。其资料由生产统计和产品设计提供，用件数、重量、体积或销售的价值表示。数量这一要素影响着设备规模、设备数量、运输量、建筑物面积等因素。
R这一要素是工艺过程设计的成果，可用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。
S指公用、辅助、服务部门。包括工具、维修、动力、收货、发货、发运。铁路专用线、办公室、卫生站、更衣室、食堂等，由有关专业设计人员提供。这些部门是生产的支持系统，在某种意义上增强了生产能力。有时，辅助服务部门的总面积可能大于生产部门所占的面积，要给予重视。
T指在什么时候、用多长时间生产出产品，包括各工序的操作时间、更换批量的次数。在工艺过程设计中，根据时间因素可以求出设备的数量、需要的面积和人员，并平衡各工序的生产能力。这些都是影响仓储、收货、发运以及辅助部门配合的因素。
2.车间物流布置系统规划程序
输人数据PQRST；物流分析；利用相关图表以找出各活动间的相关联系；绘出物料流
程图和生产活动相关图；利用计算、换算面积标准，概算布置比率趋势与预先所需的面积；将可利用面积和所需面积相比较，看是否足够；作面积相关图及其调整；必须考虑的修正条件；方案布置优化分析；以优缺点评估法或因素分析、成本比较来评估各种布置方案。
3.设备配置方法
设备配置方法有：
流水线布置法，又称直线排列法。当产量和品种之间相差较大时，可依照产品制造过程、安装所需设备，连成连续的生产线。
定位配置法。当产量较低时，把人员、物料、设备集中在固定的现场进行生产。
程序配置法。设备按其功能聚集在一起进行工作。
(四)工厂和车间物料的搬运物流管理
主要的物料搬运设备有：传送带、工业卡车、自动导向车、吊车和葫芦（滑轮）、工业机器人。
(1）传送带
传送带是能将物料从一个地点传送到另一个地点的一组固定设备，按其结构和功能的不同，可以将其分成滚子传送带、翻斗传送带和皮带传送带三种。传送带的主要优点是不需要操作者，运送量大，运输成本低。其主要缺点是投资大，占空间也大，运输路线难以调整。
（2）工业卡车
工业卡车是可以自由行驶的载物车辆，可用人力推拉，更多的是通过内燃机或电动机带动。工业卡车包括叉车、平车和工业拖拉机三种。
（3）自动导向车
自动导向车不需要人驾驶，并具有很大的灵活性，它可以沿着规定的路线自由行驶，完成预定的功能。自动导向车一般用蓄电池作为动力，自动导向车的运动受信号控制，一般采用遥控计算机来储存指令，一台计算机可以控制数台在不同地点工作的自动导向车。
（4）吊车和葫芦
吊车和葫芦是安装在建筑物上方的物料搬运设备，它不占用生产场地，在其活动的范围内具有很大的灵活性。
（5）工业机器人
工业机器人是具有人的一定特征的可编程机器，它的外形并不像人但能承担某些人的工作。
三、工作地物流管理
(一)工作地物流管理的目标和原则
1.工作地物流布置的目标
（l）实现和满足生产过程的要求
（2）较高的生产效率和合理的设备利用率
（3）生产的柔性
2.工作地物流管理的原则
（1）尽可能按照生产过程的流向和工艺顺序布置设备和工作地
（2）便于运输，充分发挥运输工具的作用
（3）尽可能为工人创造安全、良好的工作环境
（4）考虑工人的作业方便
（5）充分合理地利用车间的面积
（6）充分考虑机床的精度和工作特点
(二)工作地物流管理的方法
1.产品布置法
产品布置法也称按工艺流程布置或对象专业化布置。
2.工艺布置法
工艺布置法也称按机床类型布置或工艺专业化布置。它是将设备接功能进行分类。把同一类型的设备和工作地集中进行布置以实现一定的工艺功能。
3.定位布置法
定位布置法是将待加工或装配产品的物料及主要配件固定放置作为圆心，而将设备和使用的原材料以加工顺序以及移动的困难程度环绕其做同心圆的布置。
4.成组布置形式
成组布置形式是按照成组技术的原理，把设备和工作地按照一定的零件族（组）的工艺要求进行布置以实现一定零件族（组）的加工。这种布置方式融合了产品布置和工艺布置的优点，既有一定的连续性，又有较高的柔性。因此，在中小批量生产的企业中越来越受到欢迎。
四、仓库布置与物流管理
仓库布置有两层含义，一是仓库内部货区的布置；二是仓库本身的定位布置。
第三节 定置管理与物流管理
一、定置管理的基本理论
定置管理是对生产现场中的人、物、场所三者之间的关系进行科学的分析研究，使之达到最佳结合状态的一种科学管理方法。它以物在场所的科学定置为前提，以完善的信息系
统为媒介，以实现人和物的有效结合为目的，通过对生产现场的整理、整顿，把生产中不需要的物品清除掉，把需要的物品放在规定的位置，使之随手可得，促进生产现场管理文明化、科学化，达到高效、优质、安全的生产效果。
(一)人与物的关系
1.人与物的结合方式
人与物的结合方式有两种：直接结合与间接结合。
所谓直接结合，又称紧密结合。是指当操作者需要某种物品时，能立即拿到手或者能得心应手地结合。
所谓间接结合，是指人与物呈分离状态，为了使其结合，需要通过一定的信息媒介，如人的记忆、笔记本或台账等记录。
2.人与物的结合状态
A状态：人与物处于能够立即结合并发挥效能的状态。
B状态：人与物处于寻找状态或尚不能很好发挥效能的状态。
C状态：人与物失去联系的状态。这种物品与生产无关，不需要人去同该物结合。
3.人与物的结合成本
人与物的结合成本同人与物的结合状态有直接关系。
物的现成本＝物的原成本＋结合成本
(二)物与场所的关系
1.场所本身的布置状态
实现物与场所的合理结合，首先要使场所本身处于良好的状态。场所本身的布置也有三种状态：
A状态：良好状态，即良好的工作环境。场所中的作业面积、通风设施。恒温设备、光照、噪声、粉尘等状态，必须符合人的生理、工厂生产、安全的要求。
B状态：需要改善的状态，即需要不断改善的工作环境。这种状态的场所，布局不尽合理，或只满足生产要求，或两者都不能满足。
C状态：需要彻底改造的状态，即需要消除或彻底改造的工作环境。这种场所对人的生理要求及工厂生产、安全要求都不能满足。
定置管理的任务，就是要把C、B状态改变成A状态。
2.物品定置的形式
实现物与场所的结合，要根据物流运动的规律性，科学地确定物品在场所内的位置，即定置。定置方法有两种基本形式：
第一种是固定位置。即场所固定、物品存放位置固定、物品的信息媒介物固定。
第二种是自由位置。即相对地固定一个存放物品的区域，至于在这个区域内的具体放置位置则根据当时的生产情况及一定的规则来决定。
二、定置物流管理基本要求
定置管理的最终目标是建立人与物相结合的科学体系。其基本要求要做到：有图必有物，有物必有区，有区必挂牌，有牌必分类。按图定置，按类存放，账（图）物一致。
有图必有物：定置管理图内要表示出物类和区域。
有物必有区：物有所归，划区管理堆放，区域明确。
有区必挂牌：信息标准化，标牌颜色、大小、文字、数字大小和字体，全场统一并纳人规范。
有牌必分类：每类物品按所处的工艺状况表明专门的分类标志。将生产现场物品分成A、B、C、D四类。A类为紧密结合之物；B类为转化之物；C类为固定之物；D类为废物。
按图定置：实行定置管理必须认真研究分析，绘出定置管理图，用定置管理图表示区域。
按类存放：各类物品在管理区域内定置，做到各就各位，不得占用通道。
账（图）物一致：做到在生产现场物流过程中不断实施定置管理，始终保持定置，使某物的台账或定置图与实物相符。在工具室、模具库、资料室及各类仓库中，除了应保持账、物、卡一致外，还应在账册中加注方位，为货架编号。账和卡是人、物结合的信息媒介，有利于人和物的结合。
三、定置物流管理
在进行定置物流管理时，可以把产品看作是定置物流布置的中心，将原材料和设备按使用的次序和移动的难易程度布置在产品或产品生产线的四周。
江衡仿真专业的数字化团队可以助力企业：
z在工厂建立之前，在电脑中建立逼真的3D虚拟工厂，实现身临其境的工厂漫游。并通过空间分析发现新车间及生产线配置和布局规划的潜在问题，找到最佳的解决方案。
z对于工厂的外部物流、内部物流以及生产线上的工艺流程进行3D 可视化的物流过程仿真，验证物流和工艺过程，发现物流瓶颈； z对装配线进行装配过程的3D可视化仿真，从而实现装配工艺优化、制作三维操作指导书、人机工程学优化、操作过程培训等目的
z基于物联网技术，与工厂现有MES、PDM系统结合实现生产线状态的实时监控；合理的生产过程的综合管理与监控。
工业4.0下的数字化工厂
汽车工业是机器人应用最广泛的领域，汽车制造的高度自动化使得机器人越来越多地出现在工厂里。然而这还不够，互联时代对工业制造提出了更高的要求，自动化工厂进一步升级，增添了互联的概念：把工厂的机器以及人连接到网络中去，机器与机器之间、人与机器之间实现对话。 依托信息物理系统(CPS)和信息通信技术的结合，工厂将引入大数据技术进行分析优化管理，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，最终将实现自动化、智能化、互联化的生产制造。 在德国人的概念中，能实现这种制造方式的工厂被称为智能工厂。工业4.0战略的展开方向之一就是智能工厂。在这场新的变革中，汽车制造商、零部件供应商、软件提供商等站在各自需求角度对智能工厂都有着各自的解读，也因而带来了不同层面的实践，以及不同形态的智能制造解决方案。 广泛应用于汽车行业的自动化、数字化、智能化车间，已经成为汽车智能制造的重要载体。在这里，可以看到的工人越来越少，取而代之的是一只只效率和精准度更高的智能化机器手，越来越多的关键工序已经由机器人代替工人。近年来更是出现了“无人化”车间，弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业全部交由工业机器人来做一条传送带，上百台不同类型的机器人分工明确、林立两边，只需短短的1分钟，一辆完整的汽车就在机器人的“手忙脚乱”中“诞生”了。 在我国，工业机器人最初主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。随着汽车需求的不断增长，工业机器人已经广泛参与到汽车生产的四大工艺以及汽车关键零部件的生产。在汽车车身生产中，有大量压铸、焊接、检测等应用，这些目前均由工业机器人参与完成，特别是焊接线上的焊接机器人在汽车制造业中发挥着不可替代的作用。焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。与人工相比，使用机器人焊接具有质量稳定、效率大增、更加安全等三大优势。 在汽车内饰件生产中，则需要表皮弱化机器人、发泡机器人、最后的产品切割机器人。汽车车身的喷涂由于工作量大，危险性强，通常都会采用工业机器人代替。近年来，适应现代汽车制造技术柔性化、灵捷化、智能化、信息化的发展趋势，国内汽车制造业在汽车生产中引入了AGV (又名移动机器人）技术，使汽车装配的生产组织、信息管理和物流技术等方面实现了质的飞跃。 在德国博世洪堡工厂的一条液压产品生产线上，所有零件都配备一个独特的射频识别码(RHD)，并能同沿途关卡自动对话，当工件到达某个工位时，显示屏上就会相应提示员工所需处理的具体工作内容，而每一个工位也可以根据员工的个性化设置进行自动调节。 博世在全球超过250家工厂里应用工业4.0的理念和技术，其位于中国苏州的工厂也是其工业4.0试点基地之一，在那里，从基础的无纸化办公到自动备料系统的实施都已经——成为现实。在未来博世的工厂里，一台平板电脑的视频图像上会给出所显示部件的综合信息和维修指令，工人可以直接通过触摸屏处理这些信息。 而德国蒂森克虏伯集团董事会主席海里希·赫辛根(HeinrichHiesitiger)认为，工业4.0概念的推行是要做很多前期准备工作的。比如必须要做好IT基础设施的准备，网速要有保障，而且这些新的基础设施还要能整合到现有生产设施当中，才能保证以高效的方法来传递和输送大量信息和数据。 现在，蒂森克虏伯集团希望将2300多个不同地点的IT网络能够通过高速和超宽带宽的基础设施联系起来。还有一个重要的前提是生产设施的自动化。2014年11月，蒂森克虏伯发动机系统(常州)有限公司正式开业，这家发动机系统生产基地将为中国生产发动机缸盖罩盖模块总成。
数字化工厂之物流仿真1
一 Quest概述
Part: 物流过程中的产品 Source: 产生part并将其输送到仿真系统中的部件 Buffer: 用于物料缓冲 B ff Machine: 机器 Labor: 工人 用于运送 操作部件 工人，用于运送,操作部件 Conveyor: 传送带 Carrier:运送装置 Sink: 相对于Source，用于接受系统处理好的Parts Logic: 用仿真控制语言编写的逻辑控制程序 Class: 用于创建一个及以上数目的element 并且这些 用于创建一个及以上数目的element, element拥有相同属性； Element：继承class属性的实体；
https://www.360docs.net/doc/822082729.html,
软件中class 和element的系统命名规则： 以Source为例：Source1为class名，Source1_1 为Source1这个class 下的创建的一个element 下的创建的一个element。 其它实体命名依次Source1_2，Source1_3……。 （当然建立class时可以自己命名，生成的element （当然建立class时可以自己命名 生成的element 则自动如上依从class命名） Quest中Class和Element类型：AGVs, Quest中Class和Element类型：AGVs AGV path systems, buffers, controllers, conveyors, labor, labor power and free path systems sources systems, sources, sinks, and machines
https://www.360docs.net/doc/822082729.html,
2.1数字化工厂建设
加快数字化工厂建设步伐，追赶未来制造 ——中益机械两化融合综述（二） 三、2018年度数字化工厂技改项目 （一）项目背景 当前公司效益良好，订单量不断增多，但是交货速度总是跟不上，月准时交付率徘徊在72%左右。通过调研分析，存在以下问题：首先，公司拥有数控机床、加工中心、滚齿机等加工设备196套左右，其中加工中心19台，数控车间60台，滚齿车间117台。在目前的情况下，无法得知每台设备的运行效率，设备完工数量靠检验员人工数据录入，而且很多时间都是产品加工完了再开派工单，检验员通过派工单录入完工数量。数据上报存在严重的滞后性，从而也影响到生产计划排产。由于存在有些设备满负荷运行，有些设备却是停机状态，管理人员无法直观地、及时地获取现场设备运行情况。而在计划排产方面，由于没有数据支撑，只能根据订单的金额及交货日期进行粗糙式排单。 其次，机代码重复使用效率不高，分布式存储在不同的地方。有些机代码需要在电脑上编写，然后使用U盘等工具拷贝至数控设备上，甚至一些重要机密的机代码只被个别编程员掌握，这些机代码没有服务器存储，随着编程员的离职而不知去向。机代码的修改之后的新版本与老版本之间没有形成关联式管控，往往只是直接在原文件上编辑或者另外存为以日期作为区别的新版本文件。当出现多次更改之后，也同时保存了多份文件。
再次，公司有一条农用密封盖半自动化产品检测线，为提高检测效率须改造为全自动数字化检测线，另外还需研发农用变速箱、汽车正时链轮两条数字化检测线。 （二）项目目标 通过三界新厂的数控、加工中心、滚齿车间的MES项目实施，实现设备机联网，可视化管控设备运行状态，三界新厂的月准时交付率至少提高到92%。 （三）项目需求 1、功能要求 （1）设备运行状态监控。可以通过现场大屏幕的方式，按照每个车间的设备现场摆放顺序布局电子屏，实时查看每台设备的运行状态。屏幕需显示如下信息：每台设备的当前运行状态（运行、停机、待机、调试），每台设备的实时可用率（加工时间/计划时间），每台设备的实时产量和加工进度，设备总利用率（运行/全部数量）。PC 端：能够统计每个设备的OEE，提供每台设备的时序图、主轴转速、主轴倍率、主轴负载、当前程序版本号。每个设备的历史产量、加工任务、加工用时、合格率等。 （2）报警管理。实现设备故障报警提示功能，当机床出现严重故障导致机床停止运行时，通过金蝶云之家消息推送给设备管理人员。 （3）生产管理 实现与中益MES系统进行数据集成，主要功能如下：MES系统提供工单信息给机联网系统，工单信息包含工单编号、生产批号、规
数字化工厂系统概念详解
数字化工厂系统概念详解 在经济发展迅猛的今天，为了更加有效的改善管理体制，顺利的实施建筑生产施工过程，实现精益管理，数字化工厂这一新型管理模式呼之欲出，由于建筑产业现代化的推进，建筑构件的生产施工需求不断增强，越来越多的PC工厂出现在全国建筑业的市场上。如何有效的管理生产、保证建筑构件质量成为了业内普遍关注的问题。 沈阳卫德软件公司通过分析PC工厂的生产任务及数据、流程，从根本上了解PC工厂的基本需求，特为PC工厂定制了适应其生产运营需求的软件系统——数字化工厂管理系统，主要针对建筑构件生产材料从采购入库，再到生产，直至最后施工安装的一系列产业化流程进行合理配置与管理。 那么，数字化工厂具体是一个什么样的概念呢？ 数字化工厂，从系统结构上分析，主要包括以下六点： 1.生产控制数字化：生产制造执行系统MES，柔性制造系统FMS，在线控制与管理系统的集成； 2.设计研发数字化：计算机辅助生产，完善专业开发工具，缩短产品开发周期，提高产品开发效率； 3.物流产品数字化：二维码数据采集，RFID产品识别； 4.办公管理数字化：建立企业资源管理体系，完善供应链管理和客户关系管理，打通设计、生产、管理通道； 5.生产设备数字化：计算机辅助制造系统CAM，信息港系统建设，安置和基建的跟踪； 6.运营决策数字化：建立绩效评价体系，监控核心业务流程，实现可视化管理。 卫德软件公司的研发工程师认为建筑企业的数字化优势具体体现在以下两点：首先信息技术的发展，加速了知识的传递、加工和更新，提升了生产型建筑企业有效利用信息的能力，从而提高了企业的工作效率和生产能力，提升了企业的核心竞争能力。其次智能化技术的发展，提高了员工的满意度，提升了企业管理水平，提高了企业的工作效率，也影响到了企业的生产、运维、安全以及企业文化、企业形象等众多方面。
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
应用到汽车中的虚拟仿真技术
虚拟现实简称VR也泛指“计算机模拟仿真”或者“虚拟世界”。为了建立这个虚拟环境，高性能计算机将大量的数据转化为立体的三维图像，给观察者像在现实世界中同样的视觉感受——虚拟世界 看上去是真的。实际上这样的虚拟环境可以独特地取代许多领域和运用的现实环境，如果它适用于 模拟一个详细定义的现实环境。 汽车的虚拟未来已经起步网络世界已经从简单的程序发展到十分严谨、意义重大的工业化工具。使用者可以在虚拟环境中漫游，实时交互甚至可以改变他周围的虚拟世界。现代虚拟现实视觉系统 有通常被称为自动沉浸式虚拟环境或简称为CAVE ——一个电子化沉浸式环境，在这个环境中观察 者被最多六面实时投影画面的墙体包围。使用者戴上特殊的立体眼镜后就可以看到一个他所处虚拟 环境的空间三维影像。 从初步概念到系列产品——前所未有的快速和高效虚拟仿真在当今的汽车工业是不可或缺的。当原来建立的一些原型样机进行组件高级测试时，现在规划师、设计师和工程师在同一个数字模型 上工作，在屏幕上优化这个模型，如果有必要，将模型数据通过数据线同时传输到全世界各地。这样减少了研发成本，特别加速了研发过程，提供了更快的市场化时间。虚拟现实更深远的优势在于 使用者可以在最初的时间点上及时评估不同变量—甚至是最初为表达一个设计新概念的参数可以 在虚拟现实中显示出来，为虚拟仿真提供了数据。牢固地掌握这种计算机辅助仿真技术是宝马设计 团队将原来开发新车型所需的6年时间缩短为现在2年半的先决技术条件之一。 汽车成为虚拟事物为了测试新车的设计和概念，虚拟现实工程师将计算机中保存的数据收集起来，并在这个基础上构建初步3D模型。在这个过程中，计算机将整车数据细分为三角面体也就是多 边形体。也就是说，计算机向虚拟网络中添加了描述汽车设计和布置几何元素的网格体。然后特定 的色彩和表面特征根据它们实际特征和属性被赋予各个单独的部件。最后，向观察者实时地从各个 视图和透视方向展示高度真实的设计结果。 在江衡仿真看来，虚拟仿真的高超之处生成虚拟环境运用的复杂方法符合明确的意图：提供一 个清晰的蓝图替代一大串繁杂的数据，创造一种人们易于感受的视觉形式。如果这些数据全部以数 字和图表的方式作为列表印在纸上，没有人将对自己所见的东西有所概念。所以数据只有转化为三 维展示模型，它能够整合人类大脑独特的能力来利用大型、高性能计算机的计算能力直观地处理图片。然而在很多领域，单纯的视觉表达是不充分的—例如评估汽车的声学、控制功能和安全性方面 或者其单个组件。 在这种情况下，一切依赖于组件所使用的材料及其属性。在彻底的分析之后，计算机提供了大 量的具有高标准精度的描述未来汽车的信息。工程师可以在虚拟环境中从各个角度观察考虑汽车， 解剖汽车任何他想要观察的部位，行为测量，在汽车中漫游，放大或缩小图像的大小。运用相应的 软件，他甚至可以在虚拟现实中驾驶汽车，检查这个过程中产生的噪音和声响。另外（这实际上是VR的高超之处）他甚至可以直接在虚拟环境中驾驶虚拟车或者说是一个驾驶模拟器，从而在虚拟道 路上测试特定技术部件的质量和特征却不危及其他的道路使用者。最后，至少包括整车的破坏性试 验现在也能在虚拟环境中实施。 超级计算机为了利用全部的设备，成熟、高度专业的软件是必需的。实际上宝马研发创新中心 的虚拟现实技术中心（VRC）有极其庞大的具有特殊功能的玻璃显示墙，其中又隐藏着极强能力的计算机：一台计算机并联了几个处理器来处理庞大的数据集群，大型投影仪以投影到投影墙毫米以下的精度来传输图像。戴上特殊的立体眼镜，使用者驾驶进入这个的投影的环境，那样的立体眼镜只 能让右眼看到右面的立体图像，让左眼看到左面的立体图像。 这两个通道的图像随着观察者不同的位置和观察角度即时变化。使用3D鼠标或者3D操纵杆，使 用者可以在虚拟环境中漫游，传感器捕捉他的每一个动作并立即形成正确的透视图像。这个过程是 实时的，计算机的功能使使用者与图像交互，对他所观察的一切做出直觉的反应。
新工厂精益布局规划(DOC33页)
新工厂的精益布局方式 与传统的“以资产为核心”的布局方式截然相反，精益工厂布局从顾客开始,然后围绕作业员工来设计工序流动。资产为核心的布局方式先从设备、工装开始,最后再考虑工序的流动。 精益布局的目标是为了使作业流程中的浪费和过载最小化，同时增强现场的目视沟通。以下是评估和设计精益工厂布局的常用工具:?价值流图分析–观察整体的材料和信息流动,理解其内在的关联。?办公布局"意大利面图"–画出员工移动的路线来识别无效的移动。 关系矩阵–识别流程和资源之间的内部顾客和供应商关系从而确定适当的位置。 物流评估–理解在不同顾客需求下工厂中的材料和人力的交通繁忙度。 生产准备流程(３P)–重新评估现存的生产设备，或按照精益流程原则设计新的生产线。??新工厂的布局，应该减少或消除产品和物料的大量搬动时间。此外，若把供料(组装)工序,具体放置在生产线的物料被消耗在下游产品上的装配点上,将会减少搬动和等候时间。 应该为新企业进行一种纸上模拟仿真,将工厂布置成精益结构。用创制一张大纸布局的办法,来开始资源的布局,表明了新精益生产线的所占面积。让团队参与时,所用纸张越大越好。标记出所有不能搬动的物体(“界标”)，如电源地沟、房间立柱、排水沟、大型的搬动费用昂贵的设备和其他永久性的建筑结构等。对于每一种确定的资源装备，按照图纸设定比例,准备好同比例尺寸的纸样。 从最靠近顾客的点(通常是发货点)开始向上游工作,把算出的资源装备的纸样,顺着混合产品的流程图进行布局。对可以使搬动量最小，以及使产品从一个工位到另一个工位的流动最佳化的所有想法，要加以检验。对所有用于产品生产的辅助性夹具、支架和小车，都要制作相应比例的纸样,虽然它们本身并不是资源装备。一定要为所需物料的搬动留出容纳的空间，例如自动装卸车的通道和大型的物料集装箱。要把工位设计得紧凑些，但是对操作人员，要尽可能符合人机工程学的要求。 最佳生产线的设计必须不受当前遗留的工作流的限制。头脑里要考虑到“界标”，布局时应该在没有障碍的为理想的生产线准备干净的空地上。最佳的布局可能会建议横穿一条现有的通道。通道并不是一种界标！要牢记OSHA(职业安全与卫生条例）的规定，以及环境与安全性的考虑，最佳精益方案的车间场地布局,应该优先于先前任何主观武断的阻塞性布置。?如果钱不成问题，就可搬动任何东西和每一样东西。作为一个实际问题,有一些物件的搬动，也许是太昂贵而负担不起的。对于某些搬动来说,从投资的回收看来,搬动到新的地方就不能认为是正确的。具体的实例包括：安装在经过特别工程设计的混凝土底座上的重型车床、污秽而危险的工序、需要特殊通风或维护要求的EPＡ（工程实践修正)工序，或吵闹的工序等。应该将实用而价格恰当的办法,推荐给最后的生产线设计，以便使精益生产管理方法的作用达到最大限度,并且显得通情达理。?在结束布局时，所有这些问题都应该考虑到。在完成时,团队的全体成员，都必须同意新的生产线的设计。程序指导委员会还必须对新的精益生产线的布局，给予批准和签字。然后,应该把采用资源装备的纸样所进行的纸张布局,转变为一张正式的企业布置图,这通常要由生产或设备工程师，使用CＡD系统来进行。根据最后的布局,必须制订安装生产线的设备计划。这通常涉及风道的设置和电线的布线、钳工桌的重新搬动，以及和索具公司和其他承包人签合同等。如果新的布局需要生产关停一段时间,也必须对关停和重新布局制订计划。 工场规划布局较为复杂，没有统一的模式，还是要看我们的具体情况，以下思路仅供参考： 1：基本思路（以流水线、或形成一个流生产型态为例子） 1）确定厂房的平面图(尺寸)； 2)产品的工艺流程图、生产线布置图、生产单元布置图、周转库（店铺）布置图、成品库布置图、原料库等（布置图均核算占用面积）； 3)确定车间大物流、分割生产单元位置、确定车间通道及物流方式(笔直流为宜）； 4)按分割好的位置、物流型态，摆放生产单元（一条线一条线的布置）、店铺布置； 5）核算车间能耗(水、电、气、油等),规划设计总桥架,生产线桥架,按桥架要求施工；
数字化工厂建设方案v2
数字化工厂建设方案v2
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
数字化工厂是制造业的未来
经济学家、中国社科院学部委员吕政前不久总结，从1949到远期2049年上下一百年的时间维度来看，中国制造业的发展可以用简单的12个字来概括“从无到有，从少到多，从大到强”，中国毫无疑问的成了世界工厂。 但同时，吕政教授也认为现在的中国制造也正面临很大的麻烦。造成问题的原因有很多，但核心的有这样几个。首先是固定资产投资增速和5年前相比下降了两位数。其次是中国大规模的基础设施建设已经逐渐减少。一直占中国经济增长大头的房地产开发也已经从之前20%增长降到5%左右。市场需求变了，制造业的景气也结束了。更何况，人口红利消失带来的成本上升，也让人力成本占比极高的制造业举步维艰。 在众多制造业细分行业，装备制造业又是受伤害最大的一个行业。因为无论是基础建设，还是房地产，用到最多的制造业产品，除了水泥沙子等大宗原材料，剩下最重要的就是装备制造业这些施工设备。其实即使宏观环境没有变化，制造业可能也面临转型升级的问题。欧美等发达国家的制造业已经更早遇到了需求不足和成本过高的问题。相比较而言，中国市场的宏观环境已经不能算差。涉及多区域运营的跨国公司在这方面有更切身的体会，英特尔中国区总经理夏乐蓓在2015年9月18日第九届政企信息化策略研讨会上就表示，中国在任何行业的发展速度都很快，尤其是制造业，在全球来看都属于增长速度最快的国家行列。 正因为有了这样的发展空间。在有挑战的地方，就存在机会。高额固定资产投入带来的快钱不好赚了，中国制造业到了苦练内功的时候，尤其装备制造业是其中最大的门类，也是中国制造2025最重要的门类，所以装备制造业的问题可以上升为整个制造业的问题。 这一切对于工作在装备制造领域十余年的“青岛冷箱”数字化IT项目经理耿峰来说有着最直 观的认识，在他看来中国传统装备制造业本身就面临产品创新不足和内部有待优化两大问题。而这些问题可能之前因高增长被掩盖了。要解决这些问题，他的观点是：“产品创新需要利用先进制造技术（IT技术、自动化、机器人等）提升工艺（提高产品吸引力）；内部优化则要使用精益制造的模式，从各个环节杜绝浪费。” 而要实现这两种转变，装备制造业马上要面临的问题就是提高对新兴技术的运用。换言之，就是利用IT，将传统工厂升级为数字化工厂。数字化工厂的建设已经成为装备制造业现阶段最重要的任务，但搭建数字化工厂并不是一蹴而就的，首先就要让IT环境适应从研发，到制造，再到后期运维，甚至产品（智能化产品）带来的弹性业务，高密度计算和全程数据可视化。 装备制造业在信息化的建设上走的都相对较早，有比较完整的基础。基础网络、PDM、HR、CRM、ERP等平台基本都建设完成。而当下马上要做的就是云计算上的部署。在英特尔全球数据中心企业应用总监Patrick Buddenbaum看来，企业的业务在发生变化时，云计算非常值得去应用，因为这样企业就有了非常灵敏的业务支持环境。 正因为如此，基于英特尔X86服务器实现虚拟化在装备制造业当中正变得非常主流，同时再部署云计算时也更加得心应手。正是因为有了标准化的工业标准架构，可以很好的降低TCO，同时在业务基于云后，可以明显缩短企业内部的业务部署时间，在工厂每一个环节都可能提出IT 需求的时候，都能提高响应速度，提高制造业内部IT部门的服务水平。 由于之前所讲到的，装备制造业的IT建设较早，所以企业内部往往已经有了成熟的IT架构。
数字化工厂虚拟工厂布局软件平台VR-Layout江衡仿真
数字化工厂虚拟工厂布局软件平台VR-Layout 江衡仿真 虚拟工厂布局软件平台VR-Layout JHLayout是江衡信息科技有限公司自主开发的虚拟工厂布局与仿真平台，提供三维虚拟环境中实现车间布局进行可视化仿真以及漫游功能。VR-Layout可以取代传统的二维布局软件，在实际生产线建设之前，对布局方案进行评估、修改，提高布局规划的效率。 ?实时三维布局功能 JHLayout能够方便的在三维环境中进行模型的移动、旋转、缩放等操作，实时对当前的布局进行修改并可视化。 ?物流路径规划功能 JHLayout允许让用户进行三维标识、三维路径规划与显示，在生产线布局时能够作为物流路径的显示，在旅游规划中能够作为旅游路线的安排。
?大规模数据实时处理能力 飞机及其加工工装数模通常包含大量曲面数据，这类产品生产线仿真要求能够对大规模数据进行实时处理。JHLayout具有强大的3D图形处理能力，支持超大量三维模型数据（1000万面片以上）的实时渲染，并支持光照、阴影等特效，能够在三维环境下对真实场景进行仿真。 ?三维CAD软件接口 JHLayout支持大部分主流CAD软件（CATIA、ProE、UG、Solidworks等）以及三维设计软件（如3dmax、Maya等）以及中三维模型导入，将多中三维软件中设计的模型放在同一环境中显示。 ?三维立体显示
JHLayout能够实现主动立体、被动立体、红蓝立体等多种立体显示方式，支持几乎所有的立体显示器、3D电视以及3D投影仪，让用户获得更真实的视觉效果。 江衡仿真专业的数字化团队可以助力企业： z在工厂建立之前，在电脑中建立逼真的3D虚拟工厂，实现身临其境的工厂漫游。并通过空间分析发现新车间及生产线配置和布局规划的潜在问题，找到最佳的解决方案。 z对于工厂的外部物流、内部物流以及生产线上的工艺流程进行3D 可视化的物流过程仿真，验证物流和工艺过程，发现物流瓶颈； z对装配线进行装配过程的3D可视化仿真，从而实现装配工艺优化、制作三维操作指导书、人机工程学优化、操作过程培训等目的 z基于物联网技术，与工厂现有MES、PDM系统结合实现生产线状态的实时监控；合理的生产过程的综合管理与监控。
工厂布局规划教程文件
工厂布局规划
如何做好工厂及车间的布局规划？ A新建—全新建厂规划 B现成—现成厂房规划 C原地—原地大幅优化 服装企业近几年的趋势是从沿海向内地及国外迁移，原有老厂也按新的生产模式改建。在新建或改建厂房时，如何实现更合理的规划？规划要适应缝制类生产5年~10年的发展，能包含自动流水线、自动设备、物联网等在生产系统的布局，符合工业4.0的扩展架构，能适应未来的柔性快速生产。 一、新工厂规划的方法
二、现有厂房升级的方案
总体规划产能—工厂规划总纲，做什么产品，做多大的量，决定着规划规模，是工厂规划永远的第一手需求资料： 1、产品BOM料表—了解产品的构成，从产成品向前梳理 垂直整合策略—确认零部件自制的程度，对自制零部件生产需作车间规划，对于外购与外协件需确定仓储需求，而往往自制零件的车间规划比总装还要复杂2、订单批量关系—“品-量”与“批-量”的分析，是大批量生产模式还是小批量定制化的生产，生产模式将不同 2、生产工艺流程—确认生产工艺，规划作业单元 3、工艺环境条件—确定特殊区域环境防护 4、生产作业工时—作为资源测算重要参数，需确认 5、物料包装规范—用于制定物料仓库的存储方式 6、成品包装规范—用于制定成品仓库的存储方式 7、辅助配套需求—用于配套设施规划需求收集 8、优化建议汇集—客户自身提出的当前困惑、存在问题、规划建议或在期望在新厂中实现的想法。
三、工厂规划功能区划Step1-整体规划原则Step2-资源配置测算Step3-人车物流动线Step4-厂区模块划分Step5-建筑轮廓设定Step6-精益优化方案Step7-立体物流动线Step8-楼层功能定位
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。”
数字化工厂之工厂布局江衡仿真
江衡仿真之工厂布局
一、厂址选择 所谓工厂选址，是指如何运用科学的方法决定工厂的地理位置，使企业的整体经营运作系统有机结合，以便有效、经济地达到企业的经营目的。 (一)选址 选址包括两个层次的问题：第一是选位，即选择什么地区（区域）设厂。第二是定址。地区选定之后，具体选择在该地区的什么地方。 (二)工厂选址的影响因素 选择地区时的影响因素有： 1.是否接近于市场 这里的市场概念是广义的，也许是一般消费者，也许是配送中心，也许是作为用户的其他厂家。接近产品目标市场的最大好处是有利于产品的迅速。投放和运输成本的降低。 2.是否接近于原材料供应地 对原材料依赖性较强的企业应考虑尽可能接近原材料供应地，特别是与产品相比，在原材料的重量和体积更大的情况下，应尽量靠近原材料供应地。 3.运输问题 根据产品及原材料、零部件的运输特点，考虑应接近铁路、港口还是其他交通运输条件较好的区域。 4.与外协厂家的相对位置 5.劳动力资源 不同地区的劳动力，其工资水平、受教育状况等都不同。在有些特殊情况下，可能在某些特定地区才更容易提供符合某些特定要求的熟练劳动力等。 6.基础设施条件 对于一个工厂来说，有五项基础设施是需要在选址时予以认真考虑的：供水；电；煤气；排水；“三废”处理。某些企业要耗用大量的水，如食品制造、电镀等；而另一些企业如化学加工的工艺过程则需大量的电。对这些基础设施如不在选址时予以充分考虑，则会造成成本上升和带来不便。 7.气候条件 根据产品的特点，有时还需要考虑温度、湿度、气压等气候因素，如精密仪器对这方面的要求就比较高。 8.政策法规条件
在某些国家或地区建厂，可能会得到一些政策、法规上的优惠待遇，如我国的经济特区、经济开发区、某些低税率国家等。这也是当今跨国企业在全球范围内选址时要考虑的重要因素。 9.政治和文化条件 选址时对于一些涉及政治、少数民族政策、人文风情等方面的因素也不能忽视，否则可能带来严重后果。 选择具体位置时的影响因素主要有： 1.可扩展性 除了根据生产运作规模来规划和决定所需的面积外，还需要考虑到必要的生活区用地、绿地占地等。最重要的是要考虑到未来的可扩展性，一个工厂一开始就建设到容积极限，不留余地无疑是不明智的，应在选址时为将来的发展留下充分的可能。 2.地质情况 如地面是否平整，地质状况是否能满足未来设施的载重等方面的要求。 3.周围环境 所选位置能否为职工提供包括住房、娱乐、生活服务、交通等在内的良好生活条件。这也是能使生产运作系统有效、高效运行的必要条件之一。同时也要考虑科技依托条件，对于一些技术密集型产业，尤其是高新技术产业，应选择建在科技人员集中的地区，如大专院校和科研院所的附近，以利依靠雄厚的科技力量开发新产品。 二、工厂平面布置的分析程序 (一)对生产的物流的分析 高效的物流，就是能够充分符合生产工艺和产量变化的要求，是连续、均匀、顺畅的，而不是间断的、波动的、倒流的，符合生产从最初工艺到成品完成的全部生产过程对物流的要求。 (二)与活动范围有关联的分析 在进行布置规划时，除了以物流为主体来考虑布置外，还包括按照作为邻近性理由的活动范围的联系程度来规划布置的内容。在此阶段，暂不考虑现实情况的制约，仅仅是在理论上求出最合适的活动范围位置关系，以后再根据制约条件加以修正。 (三)绘制物流活动范围关联线图 在分析了物流活动范围相互关系后，以此为根据，将活动范围和工序展示在线图上，将这些活动范围转换成位置关系，称为活动范围关联线图。 (四)面积设定 关联线图完成后，必须估算生产经营活动范围的必要面积，并依据可利用的空间进行
新工厂精益布局规划(终审稿)
新工厂精益布局规划 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
新工厂的精益布局方式 与传统的“以资产为核心”的布局方式截然相反，精益工厂布局从顾客开始，然后围绕作业员工来设计工序流动。资产为核心的布局方式先从设备、工装开始，最后再考虑工序的流动。精益布局的目标是为了使作业流程中的浪费和过载最小化，同时增强现场的目视沟通。以下是评估和设计精益工厂布局的常用工具: 价值流图分析–观察整体的材料和信息流动，理解其内在的关联。办公布局 "意大利面图"–画出员工移动的路线来识别无效的移动。关系矩阵–识别流程和资源之间的内部顾客和供应商关系从而确定适当的位置。物流评估–理解在不同顾客需求下工厂中的材料和人力的交通繁忙度。生产准备流程(3P)–重新评估现存的生产设备，或按照精益流程原则设计新的生产线。新工厂的布局，应该减少或消除产品和物料的大量搬动时间。此外，若把供料(组装)工序，具体放置在生产线的物料被消耗在下游产品上的装配点上，将会减少搬动和等候时间。应该为新企业进行一种纸上模拟仿真，将工厂布置成精益结构。用创制一张大纸布局的办法，来开始资源的布局，表明了新精益生产线的所占面积。让团队参与时，所用纸张越大越好。标记出所有不能搬动的物体(“界标”)，如电源地沟、房间立柱、排水沟、大型的搬动费用昂贵的设备和其他永久性的建筑结构等。对于每一种确定的资源装备，按照图纸设定比例，准备好同比例尺寸的纸样。从最靠近顾客的点(通常是发货点)开始向上游工作，把算出的资源装备的纸样，顺着混合产品的流程图进行布局。对可以使搬动量最小，以及使产品从一个工位到另一个工位的流动最佳化的所有想法，要加以检验。对所有用于产品生产的辅助性夹具、支架和小车，都要制作相应比例的纸样，虽然它们本身并不是资源装备。一定要为所需物料的搬动留出容纳的空间，例如自动装卸车的通道和大型的物料集装箱。要把工位设计得紧凑些，但是对操作人员，要尽可能符合人机工程学的要求。最佳生产线的设计必须不受当前遗留的工作流的限制。头脑里要考虑到“界标”，布局时应该在没有障碍的为理想的生产线准备干净的空地上。最佳的布局可能会建议横穿一条现有的通道。通道并不是一种界标!要牢记OSHA(职业安全与卫生条例)的规定，以及环境与安全性的考虑，最佳精益方案的车间场地布局，应该优先于先前任何主观武断的阻塞性布置。如果钱不成问题，就可搬动任何东西和每一样东西。作为一个实际问题，有一些物件的搬动，也许是太昂贵而负担不起的。对于某些搬动来说，从投资的回收看来，搬动到新的地方就不能认为是正确的。具体的实例包括：安装在经过特别工程设计的混凝土底座上的重型车床、污秽而危险的工序、需要特殊通风或维护要求的EPA(工程实践修正)工序，或吵闹的工序等。应该将实用而价格恰当的办法，推荐给最后的生产线设计，以便使精益生产管理方法的作用达到最大限度，并且显得通情达理。在结束布局时，所有这些问题都应该考虑到。在完成时，团队的全体成员，都必须同意新的生产线的设计。程序指导委员会还必须对新的精益生产线的布局，给予批准和签字。然后，应该把采用资源装备的纸样所进行的纸张布局，转变为一张正式的企业布置图，这通常要由生产或设备工程师，使用CAD 系统来进行。根据最后的布局，必须制订安装生产线的设备计划。这通常涉及风道的设置和电线的布线、钳工桌的重新搬动，以及和索具公司和其他承包人签合同等。如果新的布局需要生产关停一段时间，也必须对关停和重新布局制订计划。 工场规划布局较为复杂，没有统一的模式，还是要看我们的具体情况，以下思路仅供参考： 1：基本思路（以流水线、或形成一个流生产型态为例子） 1）确定厂房的平面图（尺寸）； 2）产品的工艺流程图、生产线布置图、生产单元布置图、周转库（店铺）布置图、成品库布置图、原料库等（布置图均核算占用面积）； 3）确定车间大物流、分割生产单元位置、确定车间通道及物流方式（笔直流为宜）； 4）按分割好的位置、物流型态，摆放生产单元（一条线一条线的布置）、店铺布置； 5）核算车间能耗（水、电、气、油等），规划设计总桥架，生产线桥架，按桥架要求施工； 6）期间还要关注车间排污、排气、车间辅助设施位置等（如计量室、车间现场办公室、设备保全备品室、模具库房、模具保全区域、车间垃圾废料置场等）。
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。
数字化工厂产品数量分析江衡仿真
产品数量分析（P-Q Analysis） 1目的 产品数量（P-Q）分析是一个很简单但是非常有用的工具。它可以用来对生产的产品按照数量进行分类，然后根据分类结果对生产车间进行布局优化。 在组装作业中，可以使用产品数量分析按照物料清单分析零部件的通用性和消耗数量。零部件的通用性是判断不同的产品是否可以混流生产的一个评估标准，而零部件的消耗量判断如何组织零部件的供应很有帮助。 没有进行产品数量分析的公司，通常会认为他们的生产不是重复性的，很难利用精益工具进行优化。实际上，产品数量分析能够找出表面上没有规律的市场需求，使得生产型企业能够重新组织生产线，来满足客户的实际需求。 2产品数量（P-Q）分析概念 产品数量分析通过将成品的客户需求量（通常3-6个月）分成主要的三类产品： A产品：这些是很少的几种产品，但是其需求量却大到需要为它们建立专门的生产线。通过只有5-10中产品却占据了70%的市场需求。 B产品：这些产品通常是一个产品系列需要一个专门的生产线。其中产品系列通产是根据技术方面的相似性来分类的。通常有大约200个B产品，占据大约25%的需求。 C产品：在一个工厂中偶尔才需要生产的产品。对于这些产品，不需要对它们的零部件保留在制品。有时候有大约2000个产品，但是只占总需求量的5%。 在实际应用中，一个完整的产品数量分析需要绘制多个图形。因为在销售收入，产品产量和零部件产量中，主要数量的产品（如A类）不一定是完全一样的。
有时在销售额方面的分析会产生误导。比如有的行业中，生产数量最多的产品是用于促销的赠品，他们不产生任何直接销售收入，但是却需要划分为A类产品。 3混流生产线的物料清单（BOM） 在同一条生产线生产的产品物料清单包含的信息可以有以下用途： ?识别零部件数量的差异。一个产品需要的零部件数量是另一个的4倍，如果把它们两个在一条生产线上生产的话就会出现问题。 ?确定每个工位的产品的零部件数量差异。 ?来计算产品之间零部件的通用性。 ?进行零部件类型分析，如部生产零部件，采购零部件和标准件等。 ?通过对于零部件的使用频率排序，找出消耗量最大的零部件，并防置在离作业员最近的地方。 物料清单（BOM）通常是树形结构，同时包括了生产需要的组件，不能直接用来分析。我们要做的第一步就是只保留BOM的“叶子”并直接连到其“根部”。 如下表所示，零部件的数量变化很大，从46到136. 这说明我们不能忽略产品直接的组装时间差异，最好不要把他们放在一条生产线上生产。一种方法是把零件数量从47到80的产品放到一条线上，而90到136的到另一条线上。 产成品部价加工件采购件标准件合计 CP01 19 15 46 80 CP02 23 43 70 136 CP03 21 46 31 98 CP04 15 18 27 60 CP05 14 19 25 58 CP06 13 7 26 46 CP07 7 41 42 90 CP08 18 47 46 111