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企业基于CPS和工业互联网构建的智能工厂原型,主要包括物理层、信息层、大数据层、工业云层、决策层。其中,物理层包含工厂内不同层级的硬件设备,从的嵌入设备和基础元器件开始,到感知设备、制造设备、制造单元和生产线,相互间均实现互联互通。以此为基础,数字工厂建设,构建了一个“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。

信息层涵盖企业经营业务各个环节,包含研发设计、生产制造、营销服务、物流配送等各类经营管理活动,以及由此产生的众创、个性化定制、电子商务、可视等相关业务。在此基础上,形成了企业内部价值链的横向集成环境,实现数据和信息的流通和交换。

“多品种,小批量”企业的难题提供了解决方案:

3个方式改善品种多,排产难问题:1、建立PLM产品全生命周期管理系统,除了管理基础的产品图纸、BOM、工艺、定价等信息,建立属于公司的标准研发体系,数字化工厂,将产品配置、产品结构、装配关系、制造工艺等数据统一管理并呈现,提高编制工艺的效率。2、通过MES系统实现车间现场的管控,同时梳理并建立通用件,考虑超级BOM组成及实施的可能性,有效缩短生产周期。3、通过ERP系统与MES系统的深度集成,实时监测、控制、统计、分析各个生产环节的全部细节,同时通过车间看板实时展示数据信息,以达到优化产能的目的。

数字化工厂的主要环节与关键技术

 产品设计环节——三位建模是基础

在产品研发设计环节利用数字化建模技术为产品构建三维模型,能够有效减少物理实体样机制造和人员重复劳动所产生的成本。同时,三维模型涵盖着产品所有的几何信息与非几何制造信息,这些属性信息会通过PDM/cPDM (产品数据管理/协同产品定义管理)这种统一的数据平台,数字化工厂概念,伴随产品整个生命周期,是实现产品协同研制、产品从设计端到制造端一体化的重要保证。经历了三十余年的发展,数字化建模技术已经相当成熟,智能制造与数字化工厂,至今使用三维CAD设计软件的全三维建模技术在制造业的应用已经相当普及。数字化建模技术的应用始于航空航天领域,由于对产品和零部件的精度、质量、加工工艺有着比其他行业更加苛刻的要求,航空航天工业让数字化建模技术的效用得以充分发挥。

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