数字化工厂环境下企业信息系统集成

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数字化工厂环境下企业信息系统的集成

摘要：随着市场竞争的加剧，缩短产品的设计周期、生产周期、上市周期，降低开发成本已经成为企业追逐的目标。多功能性，高独立性的产品短期设计制造都给制造系统的设计规划提出了更高的要求。谁能在最短的时间内把采用最新技术生产出的高质量低成本的产品推向市场，谁将会是竞争的胜利者

关键词：信息化集成平台、数字化工厂系统、企业信息系统

1. 概述

2．相关技术概述

2.1数字化工厂概述及其相关技术

2.2 企业信息系统的集成概论及其相关技术

3．数字化工厂环境下企业信息系统的集成的发展

4.总结

1.概述

在制造企业内部，现有的各个领域的应用软件系统（设计、制造、仿真、PDM、ERP等）通常处于分布的异构环境中，缺乏有效的信息共享，使企业运作效率低、成本高。必须通过集成以提高信息交流和反馈的效率，提高企业对市场需求的反应能力。计算机集成制造系统实现的企业的各个环节的信息集成。CIMS的核心关键是集成。在CIMS工程应用推广及PDM 技术的实施过程中,要完全完善地构造制造企业的信息化平台,必须在企业中实施数字化工厂技术。完整的企业信息平台应在原有的以PDM为平台的构架基础上进行扩展,企业不仅要通过计算机高效地生产和工程设计CAD技术,也需要以PDM为平台将各种应用系统协调在统一的平台下,同时以订单为驱动将企业管理过程的信息进行集成的管理(ERP);并且要重视数字化工厂(DFS)技术。数字化工厂是以制造产品的企业为核心，由核心企业以及与之相关联的成员构成的动态联盟，通过数字化工厂信息系统有效地管理和利用联盟的数字化信息和数字化信息流，实现成员之间的高度协同工作和资源共享，通过对数字化工厂信息系统的组成及其已有技术基础的分析，演绎数字化工厂信息系统的实现设想与结构，抽取数字化工厂信息系统公共服务。

2.相关技术概述

2.1 数字化工厂概述及其相关技术

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。

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是以机、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》专题报道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。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（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身的智能化。而上述各种提法之间除明显的交集之外也各有侧重，比如可视化工厂侧重于数字化工厂实现前期的数据采集和透明化，而智能工厂更侧重于后阶段的数据分析与决策。

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

●提高规划质量

●缩短产品投产时间

●交流透明化

●规划过程标准化

●胜任的知识管理

相关技术

基于虚拟仿真技术的数字化模拟工厂

数字化模拟工厂是数字化工厂技术在制造规划层的一个独特视角。基于虚拟仿真技术的数字化模拟工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础，采用虚拟仿真技术对制造环节从工厂规划、建设到运行等不同环节进行模拟、分析、评估、验证和优化，指导工厂的规划和现场改善。由于仿真技术可以处理利用数学模型无法处理的复杂系统，能够准确地描述现实情况，确定影响系统行为的关键因素，因此该技术在生产系统规划、设计和验证阶段有着重要的作用。正因为如此，数字化模拟工厂在现代制造企业中得到了广泛的应用，典型应用包括：

（1）加工仿真，如加工路径规划和验证、工艺规划分析、切削余量验证等。

（2）装配仿真，如人因工程校核、装配节拍设计、空间干涉验证、装配过程运动学分析等。（3）物流仿真，如物流效率分析、物流设施容量、生产区物流路径规划等。（4）工厂布局仿真，如新建厂房规划、生产线规划、仓储物流设施规划和分析等。

EMPOWER软件技术

EMPOWER是一个完整的工厂从生产线、加工单元到工序操作的所有层次进行设计、仿真和优化的集成计算机环境。作为一个计算机辅助生产工程软件，它的目标主要是生产计划、工艺管理、生产过程组织等领域的设计和优化问题，它通过建立统一的工艺数据库来支持计划人员和工艺人员完成复杂的生产工程管理和优化任务。

盖勒普DNC

作为车间信息化建设过程中最基础的应用，盖勒普DNC系统成为数控编程人员、工艺人员及数控机床操作工不可或缺的“车间助手”。DNC系统不仅帮助企业解决了最根本的程序传输和管理问题，缩短了生产准备时间、提高了设备效率，更为企业打造“数字化工厂”铺好了基石。

DNC帮助企业实现:

实现车间的完全网络化管理，为不同车间生产需求搭建多样的车间网络系统，消除车间数控设备之间的信息孤岛。彻底改变以前数控设备的单机通讯方式，全面实现数控设备的集中管理与控制。

2.NC程序管理更加规范化。盖勒普DNC系统完善的程序传输流程、严谨的用户权限管理、方便的程序版本管理以及良好的可追溯性，实现对NC程序全生命周期的跟踪管理。

3.大幅提高数控设备利用率，减少数控设备准备时间。盖勒普DNC系统方便、可靠、全自动的NC程序传输功能，可最大程度地提高数控设备的有效利用率。

4.产品质量得到进一步提高，明显降低产品废品率。盖勒普DNC系统可从最大程度上避免程序错误，从管理手段与措施上使产品质量有了根本的保障。

5.明显降低工作人员的劳动强度。服务器端无人职守、设备端全自动远程传输，操作者