数字化工厂—工程建模

数字化工厂
小组成员： 胡登军 胡亮 毛启航 宋李新
主要内容
问题的提出、现状分析 数字化工厂基本理论 数字化工厂在本项目的应用 数字化工厂其他应用
总结
2
问题的提出、现状分析
现代制造需求
解决方案
现状
现代制造
问题的提出、现状分析
解决方案 国内外现状
知
识
经
➢ 产品生命周期缩短
济
➢ 用户需求多样化
时 代
软件结构
表示层
常规交互
可视化
应用控制层
规划类 工艺规划 物流规划
工程类 加工仿真 布局仿真 装配仿真
布局规划
机器人仿真 人机工程
虚拟现实
质量类
管理类 文档管理
公差分析
安全管理
检测仿真
流程管理
协同管理
基础数据层
产品建模
资源建模
工艺过程
知识库
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划 仿真优化
库存区 操作区域
工装夹具 布局
工装夹具 数字模型
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划
基本内容
厂址选择
设施规划 与设计
设施设计
基本原则
➢整体综合性原则 ➢移动距离最小原则 ➢流动性原则 ➢空间利用原则 ➢安全原则
仿真优化
布置设计 物料搬运系统设计
建筑设计 公用工程设计 信息系统设计
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划
生产线数据
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划
生产线仿真模块
仿真优化
➢生产线物流仿真(SCM) ➢工时分配仿真(工作设计） ➢线平衡仿真（节拍）
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划
数字化工厂的概念及内涵
产生
定义
虚拟制造
意义
供应方
虚拟采购 虚拟订货 虚拟定制
……
设计性 虚拟制造
结构设计 热力学分析 动力学分析 应力分析 工艺分析
广
虚拟管理
义
核心企业
虚拟制造
生产性
数
……
虚拟制造
工艺规划 工艺审查
狭 义 数
字
生产计划
字
化
工 厂
协作/合作方
虚拟协同 …..
控制性 虚拟制造
生产线规划 物流仿真
CAD/PDM 做什么产品？
What?
产品数据结构
怎样制造？ How
工艺设计 模拟仿真 过程管理
电子化的工艺过程表
操作
资源
零件
ERP/MES
何时做？在哪 里做？
When/Where
资源材料清单
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数字化工厂的体系框架
功能定位 功能分析 硬件架构 软件结构
产品数据 操作数据
生产大纲 技术要求
工厂布局
配套设备 GIS
区域
装配线
缓冲区
工作单元
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划 仿真优化
组件规范
资源数据 组件管理
库
组件导出文档
工厂规 厂区面积数据 划纲要
VR、数据库 应用系统
产品 数据
厂房布局 设计
厂房布局图
设备规 划纲要
厂区地理 信息模型
设备布局
设备数字模型
生产线 分部信息
工艺规划
设备 布局图
工装夹具 布局图
操作数据
生产大纲
项目说明 设备
项目配置文件
分布
信息
数据导入 产品、
工艺要求
设备、
工具
工艺设计
工具、零件、 设备、产品、 操作
PERT、GANT、 工作计划
资源数据模型
设备加 工性能
预规划
工艺文件 加工指令
项目报告
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划 仿真优化
➢层次性（生产线层、作业区、单元层单个资源层）。 ➢多资源（加工设备、人员、机器人、AGV、夹具） ➢多输出（工艺流程图、工序工位公步、PERT图、GANTT图） ➢可优化 （Fuzzy Set、Rough Set、ANN、GA）
➢ 大市场和大竞争
制
➢ 交货期成为竞争的第一要素
造
➢ 信息化和智能化
业
➢ 人的知识、素质和需求的变化
呈
➢ 环境保护意识的增强与可持续发展
现
新
特
点
现代制造
问题的提出、现状分析
解决方案 国内外现状
工厂布局设计 生产线设计
工艺规划 加工单元优化
人机工程
产品设计
生产制造
现代制造
问题的提出、现状分析
解决方案 国内外现状
产品设计 与分析 产品虚拟装配 虚拟计划调度
零件制造设 计与分析
工厂车间
生产线 加工单元
工艺规划
加工操作 材料成型仿真
数字化工厂的体系框架
功能定位 功能分析 系统架构 软件结构
Product
Process
作用对象
PPR Hub
控制信息
Resource
企业资源
数字化工厂的体系框架
功能定位 功能分析 系统架构
化
工 厂
销售方
虚拟销售 虚拟服务
……
生产线优化 虚拟仪器
数字化工厂的概念及内涵
产生
定义
虚拟制造
意义
时间
• 设计时间 • 工艺规划 • 生产周期
质量
• 规划质量 • 优化配置 • 统一数据
成本
• 物理原型 • 减少更改 • 设备人员
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数字化工厂的体系框架
功能定位 功能分析 硬件架构
软件结构
数字工厂
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划 仿真优化
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划 仿真优化
生产线模型 生产线仿真
粗略仿真（物流、 工时、线平衡）
加工单元、 装配单元
物物流、加工、操 作动画、轨迹记录、 错误日志
仿真结果
工艺设计
单元仿真 操作错误记录
生产大纲 人际学原理
工厂规划
设备参数
人机工程 仿真
布局形式
➢流水线布局 ➢机群布局 ➢项目布局 ➢成组布局
基本原则
仿真优化ຫໍສະໝຸດ Baidu
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划
VR车间布局
➢实体的三维表达 ➢沉浸式交互布局 ➢支持布局的辅助功能 ➢虚拟环境的布局约束 ➢虚拟环境的仿真动画 ➢人机工程学校验 ➢物流分析
仿真优化
数字化工厂的功能
布局设计 工艺规划 仿真优化
设备几 何模型
厂房设备 工装夹具布局图
工艺要求
客户化分析报告
工艺文件
PERT图 GANIT图 加工指令
工艺规划
工艺文档 物流、加工、操作 动画、轨迹轨迹
资源数字模型
设备参数
设备加工性 能
生产线， 模型
工艺参数，操
作错误记录
仿真优化
仿真结 果
数字化工厂的体系框架
功能定位 功能分析 系统架构
软件结构
仿真检验
现代制造
问题的提出、现状分析
解决方案 国内外现状
VR-Layout
船舶焊接
汽车装配
DMVA
现代制造
问题的提出、现状分析
解决方案 国内外现状
达索系统
西门子PLM
问题的提出、现状分析
现代制造 解决方案 汽车
国内外现状
航空
能源
电力
主要内容
问题的提出、现状分析 数字化工厂基本理论 数字化工厂在本项目的应用 数字化工厂其他应用
总结
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数字化工厂基本理论
数字化工厂的概念及内涵
数字化工厂产生的产生 数字化工厂的定义 虚拟制造及数字化工厂 实施数字化工厂的意义
数字化工厂的体系框架
功能定位 功能分析 系统架构 软件结构
数字化工厂的功能
布局设计与仿真 工艺规划 仿真优化
数字化工厂的概念及内涵
产生
定义
虚拟制造
意义
数字化工厂 数字化设计 数字模型 3D设计 2D设计 NO CAD