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

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

工程機械企業(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、智能化為特點的智能制造已成為未來發(fā)展趨勢。“中國制造

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”國家制造強國戰(zhàn)略發(fā)布后，國家又連

續(xù)出臺“互聯(lián)網(wǎng)+”、綠色制造、工業(yè)強基、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)型升級提供了明確的路徑指導，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)化進程中融合發(fā)展信息化

p目標：由制造大國逐步發(fā)展為制造強國

p政府主導發(fā)展政策規(guī)劃

p基本是政府搭臺、研究院所唱戲，企業(yè)跟隨

p強調(diào)智能制造國家智能制造標準體系建設(shè)指南建設(shè)目標重要意義明確路徑1、實現(xiàn)智能制造技術(shù)引領(lǐng)和創(chuàng)新驅(qū)動；2、是智能制造實現(xiàn)互聯(lián)互通的必要條件；3、是產(chǎn)品、裝備、生產(chǎn)管理等實現(xiàn)智能化的技術(shù)保障；4、是促進我國制造業(yè)參與競爭國際制高點的重要手段。2021年11月份頒布《國家智能制造標準體系建設(shè)指南》1、確定了標準化建設(shè)的總體目標及建設(shè)路徑；2、明確了標準化所涉及的領(lǐng)域，并劃分體系；3、對主要核心標準的建設(shè)目標給出了定性的指導；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)計與實施，進行工業(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、可驗證，從而在個性化生產(chǎn)任務(wù)驅(qū)動下，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)進行推理預(yù)測，利用仿真及多媒體技術(shù)，將實境擴增展示設(shè)計與制造過程，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)、重組及擴充特性，具備自我學習、自行維護能力。智能工廠是數(shù)字化工廠的升級，又是智能制造的載體制造設(shè)備、系統(tǒng)的實時運

智能狀態(tài)感知準確感知企業(yè)、車間、行狀態(tài)實時分析對獲取的實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行快速、準確的加工、識別、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，自動做出判斷和選擇精準執(zhí)行執(zhí)行決策，對設(shè)備狀態(tài)、車間和生產(chǎn)線的計劃做出調(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★

數(shù)字化是實現(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)知識數(shù)據(jù)中心實時數(shù)據(jù)聯(lián)通的生產(chǎn)執(zhí)行★ 企業(yè)可以借此契機對已有的歷史數(shù)據(jù)進行梳理，沉淀有價值的知識，去除冗余、不規(guī)范的數(shù)據(jù)，把以往的設(shè)計知識和經(jīng)驗更好地管理與共享，指導以后的設(shè)計和生產(chǎn)工作的開展。數(shù)據(jù)標準化整理包含圖紙模板、BOM、各類項目文檔模板、企業(yè)標準、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、生產(chǎn)環(huán)節(jié)建模，在計算機虛擬空間中實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)加工、裝配校驗以及廢品回收等全生命周期模擬仿真過程，從而通過數(shù)字孿生代替樣機制造。以此來提供設(shè)計質(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驗過程中實現(xiàn)產(chǎn)能分析與評估，通過預(yù)測未來可能的市場需求，動態(tài)模擬廠房生產(chǎn)系統(tǒng)的響應(yīng)能力；ü

在裝配計劃層面的仿真模型中，通過仿真實驗進行節(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

實現(xiàn)虛擬設(shè)計輔助優(yōu)化決策便于系統(tǒng)展示在項目實施之前：依據(jù)設(shè)計、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行虛擬仿真，達成對未來生產(chǎn)過程的預(yù)測、評價、工藝、時序、交期、成本、能耗及人工等進行精準的分析與改進，并完成產(chǎn)線布局及信息化模擬，在項目實施之前即對方案做出最優(yōu)化的決策。項目投產(chǎn)之后：將實際生產(chǎn)過程的大數(shù)據(jù)導入虛擬仿真系統(tǒng)，通過優(yōu)化的控制方案及經(jīng)驗累積，不斷地加快研發(fā)進度、提升產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本及能耗、增強企業(yè)管理決策與生產(chǎn)控制水平。實際制造過程中：虛擬仿真系統(tǒng)通過與實際工廠生產(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、無限接近真實工況的各項信息，以展現(xiàn)生產(chǎn)過程的透明度、提升對企業(yè)先進制造能力的可信度。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 利用智能裝備實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、機器換人，提升生產(chǎn)效率；同時搭建工業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)連入機臺，實現(xiàn)機臺的生產(chǎn)信息采集、機臺互聯(lián)，以及

自動控制與數(shù)據(jù)傳輸，使機臺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)，運用機器

學習、

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、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)，實現(xiàn)了客戶訂單

下達到生產(chǎn)制造、產(chǎn)品交付以及售后追蹤的全流

程信息化，實現(xiàn)了生產(chǎn)制造現(xiàn)場與客戶的實時交

互?？蛻舻膫€性化需求可以第一時間到達計劃、

制造、商務(wù)等相關(guān)部門，制造人員就能直接按照

客戶的要求進行快速生產(chǎn)和交付，客戶也可以隨時了解所購買設(shè)備的生產(chǎn)進度。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，集成化計劃/物流/質(zhì)量等控制系統(tǒng)，從生產(chǎn)計劃下達、物料配送、

作業(yè)標準查詢、質(zhì)量管理等維度進行在線管控，

實現(xiàn)了人員、資源實時調(diào)度，生產(chǎn)制造現(xiàn)

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

公共資源定位系統(tǒng)是智能工廠的一個重要支撐。公共制造資源定位平臺融合不同的定位方式并滿足不同的業(yè)務(wù)需求的同時，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的共用，達到減少重復(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)實現(xiàn)對在制品、叉車、人員、設(shè)備資源的實時定位、追

蹤與監(jiān)控；ü

實時獲取物料和運輸工具的狀態(tài)和位置等信息，并可以通過對這些信息

的分析實現(xiàn)對物料的高效調(diào)度；ü

綜合運用

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輸系統(tǒng)ü

智能化立體倉庫和物流運輸系統(tǒng)實現(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

配套實現(xiàn)工位物料自動配送至各個工位。ü

倉儲模式采用自動化立體倉庫存儲（主要儲存中小件為主）+垂直升降庫存儲（主要儲存小件為主）+平面?zhèn)}庫儲存（主要儲存大件等其他特殊物資）很大程度地緩和了自動化立體倉庫的出入庫作業(yè)壓力，有效地提高了整個系統(tǒng)的作業(yè)能力。智能化立體倉庫和物流運輸系統(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)級平板電腦和PDA

為載體，在總裝及部裝線全面應(yīng)用，實現(xiàn)了圖形化質(zhì)檢，指導質(zhì)檢員快速、準確定位質(zhì)檢部位及質(zhì)檢標準。ü 通過

GSP、MES、CSM

及

QIS

的整合應(yīng)用，實現(xiàn)了涵蓋供應(yīng)商送貨、零件制造、整機裝配、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、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。?

全時指時間域，既包括設(shè)計、建造和運維生命周期，也包括產(chǎn)品設(shè)計、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、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)、工藝冷卻水系統(tǒng)、中溫冷卻水系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、工藝真空系統(tǒng)、清掃真空系統(tǒng)等生產(chǎn)管線?；跀?shù)字孿生智能工廠功能應(yīng)用設(shè)備運維管理廠區(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)用價值。ü 幫助管理人員直觀便捷掌控工廠整體運行狀態(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)報警點設(shè)備，監(jiān)測點設(shè)備狀態(tài)、報警類別、歷史報警信息產(chǎn)訊。設(shè)備管理監(jiān)測室內(nèi)外運行設(shè)備，信息發(fā)布屏、公共廣播、電梯、空調(diào)通風、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，實時展示設(shè)備運行狀態(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，并獲取實時狀態(tài)。運營管理監(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)進行實時展示。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)來進行精細化建模，打造整個廠區(qū)環(huán)境，從園區(qū)、車間、生產(chǎn)流水線、設(shè)備的逐級可視，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)整個工廠環(huán)境。ü 按照從原料入廠到成品出倉（含檢驗）的實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場景實時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，提高實際生產(chǎn)線工作效率。廠區(qū)可視化管理倉儲管理可視化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，實現(xiàn)倉儲的庫區(qū)、倉庫、貨架、設(shè)備等的逐級可視；以倉儲監(jiān)控為重點，集成視頻監(jiān)控、出入庫、庫存盤點、告警等各種管理系統(tǒng)，構(gòu)建倉儲管理的監(jiān)控、預(yù)警、診斷、分析一體化

的3D可視化平臺。設(shè)備運維管理ü 廠區(qū)設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)在三維場景精準位置直觀展示，360°直觀瀏覽，精準掌控廠區(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)的科學管理。設(shè)備可視化管理設(shè)備運維管理資產(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)備的實時狀況，對設(shè)備運行和管理情況數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，形成設(shè)備運行情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、設(shè)備運維知識庫，為合理安排設(shè)備運行維護，充分發(fā)揮設(shè)備的利用率，滿足設(shè)備操作、車間管理和廠級管理的多層需求提供依據(jù)。設(shè)備運維管理設(shè)備遠程運維管理ü

通過收集智能設(shè)備產(chǎn)生的原始信息，經(jīng)過后臺的數(shù)據(jù)積累，以及專家?guī)臁⒅R庫的迭加復(fù)用，進行數(shù)據(jù)挖掘和智能分析，支撐設(shè)備運維專家診斷系統(tǒng)建設(shè)，實時了解整體設(shè)備內(nèi)外的運行情況，免去查看翻閱數(shù)據(jù)紀錄的麻煩，為企業(yè)提供精準、高效的設(shè)備管理和遠程運維服務(wù)，實現(xiàn)設(shè)備運維環(huán)境可視化、設(shè)備質(zhì)量問題可追溯，縮短維護響應(yīng)時間，提升運維管理效率，規(guī)避潛在風險。設(shè)備運維管理設(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)，支持主動與被動等多種巡檢方式，管理者可實時查看當前園區(qū)內(nèi)巡檢工作完成度及人員位置，或利用機器人技術(shù)模擬完成虛擬巡檢，大大提升實施效率和后期可維護性。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)字孿生精準位置直觀展示，360°直觀瀏覽，精準掌控廠區(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，精準仿真事件處理過程，直觀感知現(xiàn)場狀況，幫助精準指揮與科學決策，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，實現(xiàn)分散的視頻與三維場景的虛實融合應(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工廠生產(chǎn)運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，或在異地手機上可以實時看到現(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)實和虛擬世界無縫連接，創(chuàng)造一個生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生模型，準確的將現(xiàn)實世界的生產(chǎn)線生產(chǎn)過程以數(shù)字化方式表達出來，對復(fù)雜的制造體系和生產(chǎn)過程進行快速建模，對產(chǎn)線的生產(chǎn)能力進行評估，實現(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)線實時映射ü

在以實體工廠為模型重建的三維虛擬數(shù)字空間中，對正在運行的

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)動將現(xiàn)場生產(chǎn)活動數(shù)據(jù)推送至數(shù)字孿生三維場景中，建立生產(chǎn)線數(shù)字孿生體對實體的實時動作、行為和狀態(tài)的映射，通過數(shù)字孿生虛實融合實現(xiàn)產(chǎn)線運行的實時

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)備的運行狀態(tài)（運行、異常、停止）。當設(shè)備處于異常時，可以迅速從MES/PLC系統(tǒng)獲取到設(shè)備異常在線報警信號，并在三維界面上通過指向性漂浮窗來提示設(shè)備報警信號。主要包括：報警信息彈出顯示，報警模型鏡頭定位，報警故障現(xiàn)象記錄，報警完善記錄查詢等，從而實現(xiàn)異常報警信息管理。生產(chǎn)線虛擬演練生產(chǎn)線預(yù)測性維護ü 利用智能傳感技術(shù)實時采集產(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)測性維護產(chǎn)線故障,岀具故障分析報告。通過對生產(chǎn)線物理實體實時狀態(tài)和歷史狀態(tài)的真實反饋，實現(xiàn)孿生體的自主學習、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)控數(shù)據(jù)類型及展示需求，通過鳥瞰視圖，全局展示當前線體上的工單數(shù)據(jù)、料框分布、料框同態(tài)、輸送裝置運動狀態(tài)及加工設(shè)備運動狀態(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地顯示該料框具體的工單數(shù)據(jù)，從而實現(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 在實時映射功能基礎(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，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)備切換到實際產(chǎn)線；為了分析、驗證和調(diào)整正運行的生產(chǎn)線上的問題，可以隨時切換到虛擬環(huán)境。虛擬生產(chǎn)仿真環(huán)境能夠在設(shè)備不運行情況下，驗證生產(chǎn)線控制程序，避免長時間且昂貴的生產(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)的實時運行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)，對數(shù)理模型進行修正、更新以及補充。通過融合運行數(shù)據(jù)和系統(tǒng)機理，更好地進行實時動態(tài)評估。ü

系統(tǒng)通過同步讀取歷史信號數(shù)據(jù)、信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及視頻監(jiān)控數(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)時間，調(diào)取對應(yīng)時間的現(xiàn)場視頻監(jiān)控；結(jié)合實時信號和信息系統(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，可以進行基于虛擬工廠的生產(chǎn)系統(tǒng)巡檢，實現(xiàn)各車間生產(chǎn)管理人員的高效安全生產(chǎn)巡檢。同時結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和AR技術(shù)，實現(xiàn)基于三維增強現(xiàn)實進行生產(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)備運行數(shù)據(jù)、預(yù)警數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、責任人數(shù)據(jù)。生產(chǎn)線虛擬演練實施方案規(guī)劃PART

04實施路徑階段劃分通過改造、升級、研發(fā)、新增等方式實現(xiàn)車間關(guān)鍵重大工藝節(jié)點制造設(shè)備的自動化、數(shù)字化、可視化。建設(shè)工廠數(shù)據(jù)支撐平臺、可視化管理平臺。以某車間作為試點，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)標準化、數(shù)字化的業(yè)務(wù)管理體系。在關(guān)鍵重大工藝節(jié)點應(yīng)用智能傳感的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)物物相連。逐步實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)制造全流程的物料、物流信息化。最終實現(xiàn)單位工業(yè)增加值能耗、物耗及污染物排放達標，在企業(yè)全業(yè)務(wù)流程、研發(fā)設(shè)計流程、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、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、運維管理等智慧應(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)先進及運行穩(wěn)定的智能工廠數(shù)字化平臺。第一階段：強化自動化、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)智能裝備升級工藝\質(zhì)量數(shù)據(jù)采集計劃排產(chǎn)信息碼應(yīng)用生產(chǎn)可視化自動化物流精細化成本工藝\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)計智能優(yōu)化柔性制造深度協(xié)同智能決策遠程運維供應(yīng)鏈優(yōu)化遠程服務(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)信息化實施方案及規(guī)劃信息化實施方案及規(guī)劃大數(shù)據(jù)云平臺仿真優(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1基礎(chǔ)信息平臺數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)分析云計算云服務(wù)產(chǎn)品仿真生產(chǎn)仿真PDMCRM財務(wù)計劃工藝制程產(chǎn)品設(shè)計圖紙管理生產(chǎn)管控客戶管理銷售管理運行監(jiān)控倉儲管理WMS2數(shù)字化制造信息平臺基于數(shù)據(jù)共享及信息安全平臺智能服務(wù)遠程診斷協(xié)同制造智能運營廣度實施路徑具體措施具體措施緊密圍繞重點制造領(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