数字化工厂

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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

●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

3DNC助力数字化工厂编辑

盖勒普DNC系统

盖勒普DNC系统

盖勒普DNC系统

4数字化工厂典型应用编辑

数字化工厂(DF)的集成,首先需要强大的界面和数据库系统,将不同复杂层次之间和不同运作功能领域之间的实际数据和模块进

行联合使用,常见的应用有:

●布局规划与仿真——布局确认与优化

数字化工厂

5数字化工厂构建原因编辑

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2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。北京迪基透科技有限公司通过多年与不同厂家的合作,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。

6数字化工厂应用示例编辑

“数字化工厂”解决方案覆盖了汽车生产的所有过程。

1.白车身解决方案

这是一个可以在网络环境下运行的解决方案,实现白车身生产线、装配单元和工艺过程的设计、规划、方案验证及详细的设计和仿真、优化,并保证信息及时更新、交流和共享。

该解决方案在制造过程的整个生命周期内支持汽车OEM的生产

线设计和厂房布局,以电子化工艺过程表(eBOP)的格式定义制造过