案例展示

/CASE PRESENTATION

山东济南某化工厂

发布时间:2020-04-03 作者:无锡哈特计算机技术有限公司 点击次数:566

内容概要:数字化工厂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。

数字化工厂(DF)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。

在设计部分,CAD 和 PDM系统的应用已相当普及;在生产部分,ERP等相关的信息系统也获得了相当的普及,但在解决“如何制造→工艺设计”这一关键环节上,大部分国内企业还没有实现有效的计算机辅助治理机制,“数字化工厂”技术与系统作为新型的制造系统,紧承着虚拟样机(VP)和虚拟制造(VM)的数字化辅助工程,提供了一个制造工艺信息平台,能够对整个制造过程进行设计规划,模拟仿真和治理,并将制造信息及时地与相关部分、供应商共享,从而实现虚拟制造和并行工程,保障生产的顺利进行。

“数字化工厂”规划系统通过同一的数据平台,通过具体的规划设计和验证预见所有的制造任务,在进步质量的同时减少设计时间,加速产品开发周期,消除浪费,减少为了完成某项任务所需的资源数目等,实现主机厂内部、生产线供给商、工装夹具供给商等的并行工程。

数字化工厂(DF)是企业数字化辅助工程新的发展阶段,包括产品开发数字化、生产准备数字化、制造数字化、管理数字化、营销数字化。除了要对产品开发过程进行建模与仿真外,还要根据产品的变化对生产系统的重组和运行进行仿真,使生产系统在投入运行前就了解系统的使用性能,分析其可靠性、经济性、质量、工期等,为生产过程优化和网络制造提供支持。

主流市场观点认为,数字化工厂主要涉及产品设计、生产规划与生产执行三大环节,数字化建模、虚拟仿真、虚拟现实/加强现实(VR/AR)等技术包含在其中。

产品设计环节——三维建模是基础

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,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。

例如,美国波音公司在其737-NX和787的设计制造中,利用数字化建模技术,不但有效缩短了研制周期,大幅降低了研制成本,而且通过PDM/cPDM,有效实现了产品设计与制造环节的信息协同,从而大幅提高了生产效率。

生产规划环节——工艺仿真是关键

在生产规划环节,基于PDM/cPDM中所同步的产品设计环节的数据,利用虚拟仿真技术,可以对于工厂的生产线布局、设备配置、生产制造工艺路径、物流等进行预规划。

虚拟仿真技术广泛应用于汽车、船舶及其他大型设备制造过程中。例如,大众汽车公司旗下斯柯达捷克工厂,即采用西门子的Tecnomatix,利用虚拟仿真工艺路径规划,来减少实际生产线调整改进所需要花费的成本。

生产执行环节——数据采集实时通

这个环节的数字化,体现在制造执行系统(MES)与其他系统之间的互联互通上。MES与ERP、PDM/cPDM之间的集成,能够保证所有相关产品属性信息从始至终保持同步,并实现实时更新。

玛莎拉蒂的Bertone工厂即采用上述技术实现Quattroporte与Ghibli两款不同车型的全自动生产与组装,据不完全统计,产能提升幅度高达两倍以上。

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