數(shù)字孿生智能工廠總體結(jié)構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)、MES+ERP建設(shè)方案

數(shù)字孿生智能工廠（總體結(jié)構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)、MES+ERP）建設(shè)方案建設(shè)背景PART

01高度離散制造企業(yè)的困局

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特點(diǎn)的智能制造已成為未來發(fā)展趨勢。高度離散型制造企業(yè)，這種制造模式分散且獨(dú)立，需要大量的人力物力予以配合，才能完成

產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。隨著人工成本的提高，機(jī)械制

造行業(yè)的深度發(fā)展，這種制造模式顯然不能滿足

企業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展需求。為破解這一困局，積極

借助信息化時(shí)代的優(yōu)勢，導(dǎo)入智能制造模式，優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)，提升設(shè)備生產(chǎn)制造能力，積極應(yīng)對

工程機(jī)械企業(yè)多品種、高效率、高質(zhì)量、低成本方面的壓力與挑戰(zhàn)工業(yè)4.0與中國制造2025在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特點(diǎn)的智能制造已成為未來發(fā)展趨勢?！爸袊圃?/p>

2025”、“德國工業(yè)

4.0”、“美國工業(yè)互聯(lián)

網(wǎng)”等制造業(yè)國家戰(zhàn)略，均旨在構(gòu)建自身的智能制造體系，特

別是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，以促進(jìn)制造模式、

生產(chǎn)組織方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)的深刻變革，改變?nèi)蛑圃鞓I(yè)的發(fā)展格局。自“中國制造2025”國家制造強(qiáng)國戰(zhàn)略發(fā)布后，國家又連

續(xù)出臺(tái)“互聯(lián)網(wǎng)+”、綠色制造、工業(yè)強(qiáng)基、智能制造、服務(wù)

性制造、智能硬件等相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展、制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了明確的路徑指導(dǎo)，寬松的環(huán)境和優(yōu)厚的政策支持。p工業(yè)基礎(chǔ)：工業(yè)2.0、3.0、工業(yè)4.0p發(fā)展背景：在工業(yè)化進(jìn)程中融合發(fā)展信息化

p目標(biāo)：由制造大國逐步發(fā)展為制造強(qiáng)國

p政府主導(dǎo)發(fā)展政策規(guī)劃

p基本是政府搭臺(tái)、研究院所唱戲，企業(yè)跟隨

p強(qiáng)調(diào)智能制造國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南建設(shè)目標(biāo)重要意義明確路徑1、實(shí)現(xiàn)智能制造技術(shù)引領(lǐng)和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)；2、是智能制造實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的必要條件；3、是產(chǎn)品、裝備、生產(chǎn)管理等實(shí)現(xiàn)智能化的技術(shù)保障；4、是促進(jìn)我國制造業(yè)參與競爭國際制高點(diǎn)的重要手段。2021年11月份頒布《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》1、確定了標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的總體目標(biāo)及建設(shè)路徑；2、明確了標(biāo)準(zhǔn)化所涉及的領(lǐng)域，并劃分體系；3、對主要核心標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)目標(biāo)給出了定性的指導(dǎo)；4、從組織、人才、合作等方面提供了保障措施。智能工廠規(guī)劃PART

02智能工廠定義智能工廠是一種賽博(cyber)物理深度融合的生產(chǎn)系統(tǒng)，它通過數(shù)字孿生、CPS等的設(shè)計(jì)與實(shí)施，進(jìn)行工業(yè)4.0的橫向集成、縱向集成和端到端集成的3大集成，實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)構(gòu)成可定義、可組合，制造工藝流程可配置、可驗(yàn)證，從而在個(gè)性化生產(chǎn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，可自主重構(gòu)生產(chǎn)過程和場景，構(gòu)建出高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的個(gè)性化工廠，降低生產(chǎn)系統(tǒng)組織難度，提高制造效率及產(chǎn)品質(zhì)量。智能工廠具有自主能力，可采集、分析、判斷、規(guī)劃；通過整體可視技術(shù)進(jìn)行推理預(yù)測，利用仿真及多媒體技術(shù)，將實(shí)境擴(kuò)增展示設(shè)計(jì)與制造過程，系統(tǒng)中各組成部分可自行組成最佳體系結(jié)構(gòu)，具備協(xié)調(diào)、重組及擴(kuò)充特性，具備自我學(xué)習(xí)、自行維護(hù)能力。智能工廠是數(shù)字化工廠的升級(jí)，又是智能制造的載體制造設(shè)備、系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)

智能狀態(tài)感知準(zhǔn)確感知企業(yè)、車間、行狀態(tài)實(shí)時(shí)分析對獲取的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的加工、識(shí)別、處理等自主決策按照數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，按照設(shè)定的規(guī)則，自動(dòng)做出判斷和選擇精準(zhǔn)執(zhí)行執(zhí)行決策，對設(shè)備狀態(tài)、車間和生產(chǎn)線的計(jì)劃做出調(diào)整智能工廠總體結(jié)構(gòu)智能工廠總體結(jié)構(gòu)圖智能工廠技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)智能工廠總體結(jié)構(gòu)圖智能工廠建設(shè)核心要素建設(shè)數(shù)字化工廠產(chǎn)品模型基于三維建模的產(chǎn)品設(shè)計(jì)★

數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)智能化的前提與條件，數(shù)字化集成了產(chǎn)品數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程和工廠建模的數(shù)據(jù)庫，通過可視化、仿真分析以及文檔管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)周期。★ 產(chǎn)品數(shù)字化模型是產(chǎn)品仿真分析的基礎(chǔ)，是生產(chǎn)制造、工藝加工路線和工藝過程的條件。建設(shè)企業(yè)知識(shí)數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)聯(lián)通的生產(chǎn)執(zhí)行★ 企業(yè)可以借此契機(jī)對已有的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，沉淀有價(jià)值的知識(shí)，去除冗余、不規(guī)范的數(shù)據(jù)，把以往的設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)更好地管理與共享，指導(dǎo)以后的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工作的開展。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化整理包含圖紙模板、BOM、各類項(xiàng)目文檔模板、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)流程等。建設(shè)數(shù)字孿生模型工藝仿真使能的生產(chǎn)規(guī)劃★

從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)建模，在計(jì)算機(jī)虛擬空間中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、裝配校驗(yàn)以及廢品回收等全生命周期模擬仿真過程，從而通過數(shù)字孿生代替樣機(jī)制造。以此來提供設(shè)計(jì)質(zhì)量和提供生產(chǎn)效率，使企業(yè)利益最大化，提高市場競爭力。核心功能：基于三維仿真的數(shù)字化規(guī)劃

基于三維仿真的數(shù)字化規(guī)劃ü 通過對整個(gè)生產(chǎn)工藝流程建模，在虛擬場景中試生產(chǎn)，優(yōu)化規(guī)劃方案。ü 在規(guī)劃層面的仿真模型實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能分析與評(píng)估，通過預(yù)測未來可能的市場需求，動(dòng)態(tài)模擬廠房生產(chǎn)系統(tǒng)的響應(yīng)能力；ü

在裝配計(jì)劃層面的仿真模型中，通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行節(jié)拍平衡分析與優(yōu)化，規(guī)劃最優(yōu)的裝配任務(wù)和資源配置核心功能：基于三維仿真的數(shù)字化規(guī)劃

實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)輔助優(yōu)化決策便于系統(tǒng)展示在項(xiàng)目實(shí)施之前：依據(jù)設(shè)計(jì)、裝備、工藝等數(shù)據(jù)模型，對產(chǎn)品未來的制造、乃至全生命周期的過程進(jìn)行虛擬仿真，達(dá)成對未來生產(chǎn)過程的預(yù)測、評(píng)價(jià)、工藝、時(shí)序、交期、成本、能耗及人工等進(jìn)行精準(zhǔn)的分析與改進(jìn)，并完成產(chǎn)線布局及信息化模擬，在項(xiàng)目實(shí)施之前即對方案做出最優(yōu)化的決策。項(xiàng)目投產(chǎn)之后：將實(shí)際生產(chǎn)過程的大數(shù)據(jù)導(dǎo)入虛擬仿真系統(tǒng)，通過優(yōu)化的控制方案及經(jīng)驗(yàn)累積，不斷地加快研發(fā)進(jìn)度、提升產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本及能耗、增強(qiáng)企業(yè)管理決策與生產(chǎn)控制水平。實(shí)際制造過程中：虛擬仿真系統(tǒng)通過與實(shí)際工廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的交互，可展示產(chǎn)品制造流程的全方位、多角度、無限接近真實(shí)工況的各項(xiàng)信息，以展現(xiàn)生產(chǎn)過程的透明度、提升對企業(yè)先進(jìn)制造能力的可信度。虛擬

仿真核心功能：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智能產(chǎn)線

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智能產(chǎn)線ü 利用智能裝備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、機(jī)器換人，提升生產(chǎn)效率；同時(shí)搭建工業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)連入機(jī)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)信息采集、機(jī)臺(tái)互聯(lián)，以及

自動(dòng)控制與數(shù)據(jù)傳輸，使機(jī)臺(tái)使用率最大化核心功能：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智能產(chǎn)線

ü

基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)集成的現(xiàn)場

設(shè)備數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)，運(yùn)用機(jī)器

學(xué)習(xí)、

人工智能等大數(shù)據(jù)分析與挖

掘技術(shù)，建立產(chǎn)品、工藝、設(shè)備、產(chǎn)線等數(shù)字

化模型，

提供生產(chǎn)工藝與流程優(yōu)化、

設(shè)備預(yù)測性維護(hù)、智能排產(chǎn)等新型工業(yè)應(yīng)用。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智能產(chǎn)線工業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)核心功能：MES和ERP無縫集成ü

集成

MES

系統(tǒng)與

ERP

系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了客戶訂單

下達(dá)到生產(chǎn)制造、產(chǎn)品交付以及售后追蹤的全流

程信息化，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)制造現(xiàn)場與客戶的實(shí)時(shí)交

互。客戶的個(gè)性化需求可以第一時(shí)間到達(dá)計(jì)劃、

制造、商務(wù)等相關(guān)部門，制造人員就能直接按照

客戶的要求進(jìn)行快速生產(chǎn)和交付，客戶也可以隨時(shí)了解所購買設(shè)備的生產(chǎn)進(jìn)度。ü

生產(chǎn)現(xiàn)場以MES

系統(tǒng)為主線，輔助智能派工、

現(xiàn)場LED

看板等可視化信

息，集成化計(jì)劃/物流/質(zhì)量等控制系統(tǒng)，從生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)、物料配送、

作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)查詢、質(zhì)量管理等維度進(jìn)行在線管控，

實(shí)現(xiàn)了人員、資源實(shí)時(shí)調(diào)度，生產(chǎn)制造現(xiàn)

場與生產(chǎn)管控中心的實(shí)時(shí)交互MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖核心功能：公共資源精細(xì)化管理公共資源定位系統(tǒng)ü

公共資源定位系統(tǒng)是智能工廠的一個(gè)重要支撐。公共制造資源定位平臺(tái)融合不同的定位方式并滿足不同的業(yè)務(wù)需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的共用，達(dá)到減少重復(fù)建設(shè)、提高基礎(chǔ)設(shè)施利用率的目的。ü

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對在制品、叉車、人員、設(shè)備資源的實(shí)時(shí)定位、追

蹤與監(jiān)控；ü

實(shí)時(shí)獲取物料和運(yùn)輸工具的狀態(tài)和位置等信息，并可以通過對這些信息

的分析實(shí)現(xiàn)對物料的高效調(diào)度；ü

綜合運(yùn)用

WSN、RFID

和

GPS

等多種定位技術(shù)，滿足不同制造資源的定位需求。核心功能：智能化立體倉庫和物流運(yùn)輸系統(tǒng)ü

智能化立體倉庫和物流運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線所需物料的暫存、揀選、配盤功能，并與AGV

配套實(shí)現(xiàn)工位物料自動(dòng)配送至各個(gè)工位。ü

倉儲(chǔ)模式采用自動(dòng)化立體倉庫存儲(chǔ)（主要儲(chǔ)存中小件為主）+垂直升降庫存儲(chǔ)（主要儲(chǔ)存小件為主）+平面?zhèn)}庫儲(chǔ)存（主要儲(chǔ)存大件等其他特殊物資）很大程度地緩和了自動(dòng)化立體倉庫的出入庫作業(yè)壓力，有效地提高了整個(gè)系統(tǒng)的作業(yè)能力。智能化立體倉庫和物流運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖核心功能：生產(chǎn)控制中心PCC

PCC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖ü 廠房建設(shè)有

PCC

生產(chǎn)控制中心，通過對生產(chǎn)過程中物料、設(shè)備、輔助生產(chǎn)資源等數(shù)據(jù)采集，并集成

PDM\ERP\CRM\MES

等應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)訂單執(zhí)行與生產(chǎn)現(xiàn)場的集中管理與調(diào)度。核心業(yè)務(wù)包括生產(chǎn)計(jì)劃與執(zhí)行管控、質(zhì)量管控、物流管控，以及生產(chǎn)現(xiàn)場視頻監(jiān)控等。PCC系統(tǒng)應(yīng)用示意圖核心功能：SPC

質(zhì)量在線檢測與分析

SPC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖ü 檢員所使用的設(shè)備，以工業(yè)級(jí)平板電腦和PDA

為載體，在總裝及部裝線全面應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了圖形化質(zhì)檢，指導(dǎo)質(zhì)檢員快速、準(zhǔn)確定位質(zhì)檢部位及質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)。ü 通過

GSP、MES、CSM

及

QIS

的整合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了涵蓋供應(yīng)商送貨、零件制造、整機(jī)裝配、售后服務(wù)等全生命周期的質(zhì)檢數(shù)字化，以及

SPC

分析、質(zhì)量追溯等功能SPC

應(yīng)系統(tǒng)用示意圖數(shù)字孿生與智能工廠PART

03數(shù)字孿生技術(shù)

★數(shù)字孿生模型是虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的全新技術(shù)。它是把工廠的物理空間用虛擬空間來展示。建立虛擬樣機(jī)、虛擬制造的特征，能夠融合集成結(jié)構(gòu)的幾何、物理、行為及規(guī)則四維模型。?

全時(shí)指時(shí)間域，既包括設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)維生命周期，也包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃與生產(chǎn)執(zhí)行等作業(yè)周期；?

全域指多粒度的空間域，地理上包含地上、地下、地表，管理上包含工廠、車間、設(shè)備系統(tǒng)，構(gòu)造上包含系統(tǒng)、單元、構(gòu)件；?

全要素指全生命周期所有業(yè)務(wù)涉及的要素，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃與生產(chǎn)執(zhí)行的全生命周期不同階段。數(shù)字孿生技術(shù)架構(gòu)體系數(shù)字孿生智慧廠房數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底座

室外廠區(qū)環(huán)境及配套設(shè)施廠區(qū)廠房、生產(chǎn)車間、辦公樓、室外生產(chǎn)管道、地形、景觀小品等數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底座

室內(nèi)生產(chǎn)車間及生產(chǎn)設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)車間相關(guān)圖紙及數(shù)據(jù)采集，對內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字孿生數(shù)據(jù)制作。數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底座

生產(chǎn)管線系統(tǒng)純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)、中溫冷卻水系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、工藝真空系統(tǒng)、清掃真空系統(tǒng)等生產(chǎn)管線。基于數(shù)字孿生智能工廠功能應(yīng)用設(shè)備運(yùn)維管理廠區(qū)可視化管理生產(chǎn)線虛擬演練廠區(qū)安全管控廠區(qū)可視化管理綜合管理可視化ü 設(shè)備監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等多源物聯(lián)感知數(shù)據(jù)在三維空間場景真實(shí)位置直觀展示，多種監(jiān)測數(shù)據(jù)一張圖呈現(xiàn)，做到一屏瀏覽

，一圖感知，打破了信息孤島，提升了數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值。ü 幫助管理人員直觀便捷掌控工廠整體運(yùn)行狀態(tài)，減輕工作壓力，提升工作效率，降低管理成本。消防管理監(jiān)測火災(zāi)報(bào)警點(diǎn)設(shè)備，監(jiān)測點(diǎn)設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警類別、歷史報(bào)警信息產(chǎn)訊。設(shè)備管理監(jiān)測室內(nèi)外運(yùn)行設(shè)備，信息發(fā)布屏、公共廣播、電梯、空調(diào)通風(fēng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，實(shí)時(shí)展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。安防管理監(jiān)測安防相關(guān)設(shè)備視頻、入侵、門禁、巡更、無線對講等，并獲取實(shí)時(shí)狀態(tài)。運(yùn)營管理監(jiān)測停車場、能耗數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)，并對停車數(shù)量、電力消耗、環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)展示。廠區(qū)可視化管理生產(chǎn)管理可視化ü

通過全棧三維可視化技術(shù)來進(jìn)行精細(xì)化建模，打造整個(gè)廠區(qū)環(huán)境，從園區(qū)、車間、生產(chǎn)流水線、設(shè)備的逐級(jí)可視，還原工廠車間布局，生產(chǎn)設(shè)備模型，生產(chǎn)工藝等，展示各類設(shè)備的空間位置，清晰完整地展現(xiàn)整個(gè)工廠環(huán)境。ü 按照從原料入廠到成品出倉（含檢驗(yàn)）的實(shí)際工藝流水線仿真展示生產(chǎn)的整體流程，表現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備動(dòng)作、物料流向、生產(chǎn)流程流暢程度等；對接工藝流程系統(tǒng)，基于

3D場景實(shí)時(shí)模擬工藝流水線的狀態(tài)，如正常、故障、擁堵等。通過調(diào)節(jié)特定工藝流程參數(shù)模擬仿真工藝變化，調(diào)試生產(chǎn)方案，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線隱含問題，提高實(shí)際生產(chǎn)線工作效率。廠區(qū)可視化管理倉儲(chǔ)管理可視化ü

以數(shù)字孿生技術(shù)為基礎(chǔ)，以可視化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化理念為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)的庫區(qū)、倉庫、貨架、設(shè)備等的逐級(jí)可視；以倉儲(chǔ)監(jiān)控為重點(diǎn)，集成視頻監(jiān)控、出入庫、庫存盤點(diǎn)、告警等各種管理系統(tǒng)，構(gòu)建倉儲(chǔ)管理的監(jiān)控、預(yù)警、診斷、分析一體化

的3D可視化平臺(tái)。設(shè)備運(yùn)維管理ü 廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)在三維場景精準(zhǔn)位置直觀展示，360°直觀瀏覽，精準(zhǔn)掌控廠區(qū)生產(chǎn)、應(yīng)急資產(chǎn)分布情況，賦能廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)的科學(xué)管理。設(shè)備可視化管理設(shè)備運(yùn)維管理資產(chǎn)全生命周期管理ü

通過對生產(chǎn)設(shè)備的集中監(jiān)視，匯總生產(chǎn)過程中設(shè)備的實(shí)時(shí)狀況，對設(shè)備運(yùn)行和管理情況數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，形成設(shè)備運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫、設(shè)備運(yùn)維知識(shí)庫，為合理安排設(shè)備運(yùn)行維護(hù)，充分發(fā)揮設(shè)備的利用率，滿足設(shè)備操作、車間管理和廠級(jí)管理的多層需求提供依據(jù)。設(shè)備運(yùn)維管理設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維管理ü

通過收集智能設(shè)備產(chǎn)生的原始信息，經(jīng)過后臺(tái)的數(shù)據(jù)積累，以及專家?guī)?、知識(shí)庫的迭加復(fù)用，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和智能分析，支撐設(shè)備運(yùn)維專家診斷系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)時(shí)了解整體設(shè)備內(nèi)外的運(yùn)行情況，免去查看翻閱數(shù)據(jù)紀(jì)錄的麻煩，為企業(yè)提供精準(zhǔn)、高效的設(shè)備管理和遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)維環(huán)境可視化、設(shè)備質(zhì)量問題可追溯，縮短維護(hù)響應(yīng)時(shí)間，提升運(yùn)維管理效率，規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)備運(yùn)維管理設(shè)備巡檢ü

基于數(shù)字孿生環(huán)境，可構(gòu)建工廠孿生可視化環(huán)境，根據(jù)需要靈活規(guī)劃巡檢業(yè)務(wù)，支持主動(dòng)與被動(dòng)等多種巡檢方式，管理者可實(shí)時(shí)查看當(dāng)前園區(qū)內(nèi)巡檢工作完成度及人員位置，或利用機(jī)器人技術(shù)模擬完成虛擬巡檢，大大提升實(shí)施效率和后期可維護(hù)性。廠區(qū)安全管控應(yīng)急救援ü 廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)在數(shù)字孿生精準(zhǔn)位置直觀展示，360°直觀瀏覽，精準(zhǔn)掌控廠區(qū)生產(chǎn)、應(yīng)急資產(chǎn)分布情況，賦能廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)的科學(xué)管理。ü 管理多種應(yīng)急預(yù)案，合理規(guī)劃救援與逃生路線，精準(zhǔn)仿真事件處理過程，直觀感知現(xiàn)場狀況，幫助精準(zhǔn)指揮與科學(xué)決策，提升廠區(qū)應(yīng)急事件應(yīng)對效果，保障廠區(qū)生產(chǎn)安全廠區(qū)安全管控監(jiān)視視頻全景融合ü 針對視頻的安裝及覆蓋場景的不同，匹配適合的視頻融合方式，實(shí)現(xiàn)分散的視頻與三維場景的虛實(shí)融合應(yīng)用。解決瀏覽不直觀、觀看不完整等問題，做到室內(nèi)、室外無縫切換，360度任意視角瀏覽。視頻監(jiān)控集成技術(shù)智能視頻融合分析技術(shù)生產(chǎn)線虛擬演練智能工廠仿真分析ü 智能工廠的仿真分析是在原有有限元分析理念的基礎(chǔ)上，引入數(shù)字孿生的概念對整個(gè)工廠生產(chǎn)運(yùn)營做全方位的仿真過程。工廠通過仿真分析、數(shù)字孿生，把物理空間全部映射在虛擬空間中去，不用去生產(chǎn)現(xiàn)場，在辦公室指揮中心，或在異地手機(jī)上可以實(shí)時(shí)看到現(xiàn)場的生產(chǎn)情況以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為管理者提供決策依據(jù)。生產(chǎn)線虛擬演練ü

數(shù)字化使得現(xiàn)實(shí)和虛擬世界無縫連接，創(chuàng)造一個(gè)生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生模型，準(zhǔn)確的將現(xiàn)實(shí)世界的生產(chǎn)線生產(chǎn)過程以數(shù)字化方式表達(dá)出來，對復(fù)雜的制造體系和生產(chǎn)過程進(jìn)行快速建模，對產(chǎn)線的生產(chǎn)能力進(jìn)行評(píng)估，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品全生命周期的智能化和協(xié)同化。生產(chǎn)線虛擬演練生產(chǎn)線實(shí)時(shí)映射ü

在以實(shí)體工廠為模型重建的三維虛擬數(shù)字空間中，對正在運(yùn)行的

生產(chǎn)線,建立設(shè)備工藝模型、工位間邏輯模型、產(chǎn)品狀態(tài)模型以及信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)。通過共享現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫或者接口方式獲取現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并通過交互聯(lián)動(dòng)將現(xiàn)場生產(chǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)推送至數(shù)字孿生三維場景中，建立生產(chǎn)線數(shù)字孿生體對實(shí)體的實(shí)時(shí)動(dòng)作、行為和狀態(tài)的映射，通過數(shù)字孿生虛實(shí)融合實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線運(yùn)行的實(shí)時(shí)

映射,為生產(chǎn)過程監(jiān)控與決策優(yōu)化提供基礎(chǔ)服務(wù)。生產(chǎn)線虛擬演練生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控ü 在三維數(shù)字孿生場景中，通過從對接的MES/PLC系統(tǒng)獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（運(yùn)行、異常、停止）。當(dāng)設(shè)備處于異常時(shí)，可以迅速從MES/PLC系統(tǒng)獲取到設(shè)備異常在線報(bào)警信號(hào)，并在三維界面上通過指向性漂浮窗來提示設(shè)備報(bào)警信號(hào)。主要包括：報(bào)警信息彈出顯示，報(bào)警模型鏡頭定位，報(bào)警故障現(xiàn)象記錄，報(bào)警完善記錄查詢等，從而實(shí)現(xiàn)異常報(bào)警信息管理。生產(chǎn)線虛擬演練生產(chǎn)線預(yù)測性維護(hù)ü 利用智能傳感技術(shù)實(shí)時(shí)采集產(chǎn)線故障數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)參數(shù)及物流監(jiān)控等生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，通過生產(chǎn)線數(shù)字孿生系

統(tǒng)優(yōu)化決策，預(yù)測性維護(hù)產(chǎn)線故障,岀具故障分析報(bào)告。通過對生產(chǎn)線物理實(shí)體實(shí)時(shí)狀態(tài)和歷史狀態(tài)的真實(shí)反饋，實(shí)現(xiàn)孿生體的自主學(xué)習(xí)、預(yù)測分析和優(yōu)化決策

。生產(chǎn)線虛擬演練生產(chǎn)線工單數(shù)據(jù)展示ü

結(jié)合生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)類型及展示需求，通過鳥瞰視圖，全局展示當(dāng)前線體上的工單數(shù)據(jù)、料框分布、料框同態(tài)、輸送裝置運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及加工設(shè)備運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)。還可以工單信息漂浮窗的形式更詳細(xì)地顯示該料框具體的工單數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)更便捷的管理。生產(chǎn)線虛擬演練虛擬生產(chǎn)調(diào)試ü 在實(shí)時(shí)映射功能基礎(chǔ)上,

建設(shè)生產(chǎn)線虛擬調(diào)試仿真環(huán)境。需要虛擬調(diào)試時(shí)，將產(chǎn)線設(shè)備連接到虛擬調(diào)試系統(tǒng)；虛擬調(diào)試結(jié)束后，可以快速將設(shè)備切換到實(shí)際產(chǎn)線；為了分析、驗(yàn)證和調(diào)整正運(yùn)行的生產(chǎn)線上的問題，可以隨時(shí)切換到虛擬環(huán)境。虛擬生產(chǎn)仿真環(huán)境能夠在設(shè)備不運(yùn)行情況下，驗(yàn)證生產(chǎn)線控制程序，避免長時(shí)間且昂貴的生產(chǎn)停頓，提高改造效率。生產(chǎn)線虛擬演練歷史數(shù)據(jù)回放ü

數(shù)字孿生體需要利用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)，對數(shù)理模型進(jìn)行修正、更新以及補(bǔ)充。通過融合運(yùn)行數(shù)據(jù)和系統(tǒng)機(jī)理，更好地進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)估。ü

系統(tǒng)通過同步讀取歷史信號(hào)數(shù)據(jù)、信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，還原歷史狀態(tài)。ü 利用VR/AR/MR

的

3R

技術(shù)對產(chǎn)線歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行回放，在三維虛擬環(huán)境中,再現(xiàn)故障發(fā)生前,生產(chǎn)線設(shè)備的異常以及產(chǎn)品狀態(tài)；可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)時(shí)間，調(diào)取對應(yīng)時(shí)間的現(xiàn)場視頻監(jiān)控；結(jié)合實(shí)時(shí)信號(hào)和信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，還原歷史數(shù)據(jù)對應(yīng)的看板信息，輔助管理人員更好地分析故障原因。生產(chǎn)線虛擬演練生產(chǎn)巡檢ü 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)反饋到三維的工廠模型中，可以進(jìn)行基于虛擬工廠的生產(chǎn)系統(tǒng)巡檢，實(shí)現(xiàn)各車間生產(chǎn)管理人員的高效安全生產(chǎn)巡檢。同時(shí)結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和AR技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于三維增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行生產(chǎn)巡檢，巡查數(shù)據(jù)：產(chǎn)線三維模型、訂單數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、預(yù)警數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、責(zé)任人數(shù)據(jù)。生產(chǎn)線虛擬演練實(shí)施方案規(guī)劃PART

04實(shí)施路徑階段劃分通過改造、升級(jí)、研發(fā)、新增等方式實(shí)現(xiàn)車間關(guān)鍵重大工藝節(jié)點(diǎn)制造設(shè)備的自動(dòng)化、數(shù)字化、可視化。建設(shè)工廠數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)、可視化管理平臺(tái)。以某車間作為試點(diǎn)，在取得成功后推廣至全廠。梳理企業(yè)業(yè)務(wù)流程，與辦公OA系統(tǒng)、產(chǎn)品全生命周期PLM系統(tǒng)、資源計(jì)劃管理ERP系統(tǒng)、新建生產(chǎn)執(zhí)行

MES系統(tǒng)逐步融合，建立企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的業(yè)務(wù)管理體系。在關(guān)鍵重大工藝節(jié)點(diǎn)應(yīng)用智能傳感的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物物相連。逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)制造全流程的物料、物流信息化。最終實(shí)現(xiàn)單位工業(yè)增加值能耗、物耗及污染物排放達(dá)標(biāo)，在企業(yè)全業(yè)務(wù)流程、研發(fā)設(shè)計(jì)流程、生產(chǎn)流程中深化應(yīng)用ERP、PLM、MES等系統(tǒng)，逐步應(yīng)用積累收集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)深度挖掘，建設(shè)生產(chǎn)規(guī)劃、研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、運(yùn)維管理等智慧應(yīng)用，

建立一套符合企業(yè)未來智能工廠生產(chǎn)管控需求、功能全面、集成性高、技術(shù)先進(jìn)及運(yùn)行穩(wěn)定的智能工廠數(shù)字化平臺(tái)。第一階段：強(qiáng)化自動(dòng)化、數(shù)字化基礎(chǔ)第二階段：梳理企業(yè)業(yè)務(wù)流程，提升企業(yè)管理的智慧度第三階段：深度兩化融合、打造核心競爭力智能工廠建設(shè)實(shí)施步驟二期(2.5-3.0)三期(3.0-3.5)四期(邁向4.0)信息化\自動(dòng)化基礎(chǔ)PDM\ERP\MES(1)數(shù)字化車間MES(2)智能工廠MES(3)\PLM(1)數(shù)字化研發(fā)生產(chǎn)資源信息化工藝\裝備建模精益化生產(chǎn)智能裝備升級(jí)工藝\質(zhì)量數(shù)據(jù)采集計(jì)劃排產(chǎn)信息碼應(yīng)用生產(chǎn)可視化自動(dòng)化物流精細(xì)化成本工藝\質(zhì)量分析物聯(lián)網(wǎng)\工業(yè)總線能源\排放管理智能排產(chǎn)工藝\材料導(dǎo)入智能診斷智能物流成本優(yōu)化工藝\質(zhì)量優(yōu)化智能設(shè)計(jì)智能優(yōu)化柔性制造深度協(xié)同智能決策遠(yuǎn)程運(yùn)維供應(yīng)鏈優(yōu)化遠(yuǎn)程服務(wù)智能制造MES(4)\PLM(2)兩化融合10-15%15-30%30-60%60-100%一期(1.X-2.5)信息化實(shí)施方案及規(guī)劃信息化實(shí)施方案及規(guī)劃大數(shù)據(jù)云平臺(tái)仿真優(yōu)化ERPPLMAPPMES綜合優(yōu)化數(shù)據(jù)應(yīng)用材料工藝可視過程物料在線管理市場互動(dòng)物流管理發(fā)貨管理質(zhì)量追溯市場管理云共享協(xié)同管理生命周期3智能制造信息平臺(tái)1基礎(chǔ)信息平臺(tái)數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)分析云計(jì)算云服務(wù)產(chǎn)品仿真生產(chǎn)仿真PDMCRM財(cái)務(wù)計(jì)劃工藝制程產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙管理生產(chǎn)管控客戶管理銷售管理運(yùn)行監(jiān)控倉儲(chǔ)管理WMS2數(shù)字化制造信息平臺(tái)基于數(shù)據(jù)共享及信息安全平臺(tái)智能服務(wù)遠(yuǎn)程診斷協(xié)同制造智能運(yùn)營廣度實(shí)施路徑具體措施具體措施緊密圍繞重點(diǎn)制造領(lǐng)域關(guān)鍵環(huán)節(jié)，開展新一代信息技術(shù)與制造裝備融合的集成創(chuàng)新和工程應(yīng)用