数字化工厂的产生与发展
虽然CAD与PDM等专注于产品设计的软件自诞生至今已有二三十年的历史,但在相当长的时间里,由于缺乏科学有效的数据协同管理手段,研发设计阶段所产生的产品数据与信息,无法实现与后续生产规划、生产执行环节同步共享,仅能通过负责生产的工作人员的经验判断安排生产,由信息不对称而造成的一切问题,只能进行被动的应对与处理,不但严重影响实际生产效率,而且还需承担由
产线自动化设计
数字化工厂的产生与发展
虽然CAD与PDM等专注于产品设计的软件自诞生至今已有二三十年的历史,但在相当长的时间里,由于缺乏科学有效的数据协同管理手段,研发设计阶段所产生的产品数据与信息,无法实现与后续生产规划、生产执行环节同步共享,仅能通过负责生产的工作人员的经验判断安排生产,由信息不对称而造成的一切问题,只能进行被动的应对与处理,不但严重影响实际生产效率,而且还需承担由此产生的额外成本损失。这种由于产品设计与制造环节的数据与信息脱节所引发的种种问题,是制造业的一大痛点。
随着制造业竞争的日益激烈,客户需求的多样化、制造工艺的复杂程度、市场对于质量与效率的诉求不断提升,传统制造业面临巨大挑战。制造企业需要以更短的产品设计制造周期、更快的产品迭代速度、更高的生产效率与更灵活的生产方式来应对这种变革。
数字化工厂技术在飞机制造业的应用
在飞机制造业,数字化工厂技术的性也得到了充分体现。如美国的洛克希德马丁公司在F35研制过程中,采用数字化工厂技术缩短了2/3的研制周期,降低了50%的研制成本,打开了航空数字化制造的先河。有如波音787飞机在研制过程中采用数字化工厂技术,实现其产品的虚拟样机发布。空客A380飞机采用虚拟装配方案,实现整机的三维虚拟装配仿真和验证。不仅国外飞机制造企业在其产品的研制、生产过程中使用数字化工厂技术,国内的飞机制造企业也是如此。如上海飞机制造厂利用数字化工厂技术在三维环境中进行人工装配操作的数字化模拟,提高了人工操作的标准化。而西安航空动力控制公司则采用数字化工厂软件对其异型件生产线进行仿真和优化,进行技术改造探索。
何谓数字化工厂?
数字化工厂(Digital factory)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。
同时也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。
不过,数字化工厂也不等于全自动化。数字化工厂的价值,并不是完全用自动化设备取代人,而是用来帮助人。此外,数字化工厂另一个重要价值是提高了效率。当前制造企业更多地是考虑如何控制成本、提高了效率。通过效率的提高,可以在人工成本不增加的同时增加产能。
数字化工厂的来源
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。
现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物,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。
“数字化工厂”提供了全方面的制造过程管理,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。
简而言之,“数字化工厂”的出现,可以概括为以下四点:
00001. 数字化工厂是制造信息化的需求;
00002. 数字化工厂是并行工程的体现;
00003. 数字化工厂是是虚拟制造的发展趋势;
00004. 数字化工厂是是计算机辅助工程发展的高阶段。
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