数字化工厂
“数字化工厂”贯穿整个工艺设计、规划、验证、直至车间生产工艺整个制造过程,在实施过程需要注意系统集成方面的问题,“数字化工厂”不是一个独立的系统,规划时,需要与设计部门的CAD/PDM系统进行数据交换,并对设计产品进行可制造性验证(工艺评审),同时,所有规划还需要考虑工厂资源情况。所以,“数字化工厂”与设计系统CAD/PDM和企业资源管理系统ERP的集成是必须
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数字化工厂
“数字化工厂”贯穿整个工艺设计、规划、验证、直至车间生产工艺整个制造过程,在实施过程需要注意系统集成方面的问题,“数字化工厂”不是一个独立的系统,规划时,需要与设计部门的CAD/PDM系统进行数据交换,并对设计产品进行可制造性验证(工艺评审),同时,所有规划还需要考虑工厂资源情况。所以,“数字化工厂”与设计系统CAD/PDM和企业资源管理系统ERP的集成是必须的。同时,“数字化工厂”还有必要把企业已有的规划“知识”(如工时卡、焊接规范等)集成起来,整个集成的底部是PLM构架。
同时,类似于PDM系统和ERP系统,每个企业都有自己的流程和规范,考虑到很多人都在一个环境中协同工作(工艺工程师、设计工程师、零件和工具制造者、外包商、供应商以及生产工程师等),随时会创建大量的数据,所以,“数字化工厂”规划系统也存在客户化定制的要求,如操作界面、流程规范、输出等,主要是便于使用和存取等。
数字化工厂的优势
数字化工厂利用其工厂布局、工艺规划和仿真优化等功能手段,改变了传统工业生产的理念,给现代化工业带来了新的技术革命,其优势作用较为明显。
预规划和灵活性生产:利用数字化工厂技术,整个企业在设计之初就可以对工厂布局、产品生产水平与能力等进行预规划,帮助企业进行评估与检验。同时,数字化工厂技术的应用使得工厂设计不再是各部门单一地流水作业,各部门成为一个紧密联系的有机整体,有助于工厂建设过程中的灵活协调与并行处理。此外,在工厂生产过程中能够很大程度地关联产业链上的各节点,增强生产、物流、管理过程中的灵活性和自动化水平。
缩短产品上市时间、提高产品竞争力:数字化工厂能够根据市场需求的变化,、方便地对新产品进行虚拟化仿真设计,加快了新产品设计成形的进度。同时,通过对新产品的生产工艺、生产过程进行模拟仿真与优化,保证了新产品生产过程的顺利性与产量的可靠性,加快了产品的上市时间,在企业间的竞争中占得先机。
节约资源、降低成本、提高资金效益:通过数字化工厂技术方便地进行产品的虚拟设计与验证,很大程度地降低了物理原型的生产与更改,从而有效地减少资源浪费、降低产品开发成本。同时,充分利用现有的数据资料(客户需求、生产原料、设备状况等)进行生产仿真与预测,对生产过程进行预先判断与决策,从而提高生产收益与资金使用效益。
提升产量水平:利用数字化工厂技术,能够对产品设计、产品原料、生产过程等进行严格把关与统筹安排,降低设计与生产制造之间的不确定性,从而提高产品数据的统一性,方便地进行质量规划,提升质量水平。
智能工厂的成功之道
1、进行智能工厂整体规划
智能工厂的建设需要实现IT系统与自动化系统的信息集成;处理来源多样的异构数据,包括设备、生产、物料、质量、能耗等海量数据;应当进行科学的厂房布局规划,在满足生产工艺要求,优化业务流程的基础上,提升物流效率,提高工人工作的舒适程度。智能工厂的推进需要企业的IT部门、自动化部门、精益推进部门和业务部门的通力合作。
2、建立明确的智能工厂标准
在智能工厂的建设中,企业往往会忽视管理与技术标准的建立,容易造成缺少数据标准,一物多码;作业标准执行不到位;缺失设备管理标准,不同的设备采用不同的通讯协议,造成设备集成难度大;管理流程复杂,职权利不匹配;质检标准执行不到位,导致批次质量问题多等问题。
3、重视智能加工单元建设
目前,智能加工单元在我国制造企业的应用还处于起步阶段,但必然是发展的方向。智能加工单元可以利用智能技术将CNC、工业机器人、加工中心以及自动化程度较低的设备集成起来,使其具有更高的柔性,提高生产效率。
4、强调人机协作而不是机器换人
智能工厂的目标并不是要建设成无人工厂,而应追求在合理成本的前提下,满足市场个性化定制的需求。因此,人机协作将成为智能工厂未来发展的主要趋势。
5、积极应用新兴技术
未来,AR(Augmented Reality,增强现实)技术将被大量应用到工厂的设备维护和人员培训中。工人带上AR眼镜,就可以“看到”需要操作的工作位置。例如,需要拧紧螺栓的地方,当拧到位时,会有相应提示,从而提高作业人员的工作效率;维修人员可以通过实物扫码,使虚拟模型与实物模型重合叠加,同时在虚拟模型中显示出设备型号、工作参数等信息,并根据AR中的提示进行维修操作;AR技术还可以帮助设备维修人员将实物运行参数与数字模型进行对比,尽快定位问题,并给予可能的故障原因分析。
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