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数字化工厂的主要环节

时间:2021-05-25   访问量:89

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一、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产品数据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。

经历了三十余年的发展,数字化建模技术已经相当成熟,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。

二、生产规划环节—工艺仿真是关键

在生产规划环节,基于PDM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,并在仿真模型“预演”的基础之上,进行分析、评估、验证,迅速发现系统运行中存在的问题和有待改进之处,并及时进行调整与优化,减少后续生产执行环节对于实体系统的更改与返工次数,从而有效减低成本、缩短工期、提高效率。

三、生产执行环节—数据采集实时通

早期的数字化工厂,其实并不包含生产执行环节,但随着制造业企业具体实践与应用的发展,数字化工厂的概念开始向覆盖产品整个生命周期的全价值链拓展与延伸,作为将产品从设计意图转化为实体产品的关键环节,生产执行无疑应该是数字化工厂的关键一环。这个环节的数字化,体现在MES制造执行系统与其他系统之间的互联互通上。MES与ERP、PDM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。

如果某一款产品的零部件或原材料发生变化,PDM和MES中的数据信息会同步变化,MES会自动调整制造解决方案,有效避免了传统制造企业由于信息无法及时传递和同步所造成的误工。借助RFID(无线射频识别技术),MES还能够对生产线上的产品零配件进行识别和路径规划,从而实现柔性化的混线生产,大幅提高生产效率。


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四、数字化工厂未来畅想与智能制造

数字化工厂解决方案,不但以其快速、高效和柔性化等特点为制造业企业创造价值,而且帮助制造业企业打通信息孤岛,有效实现集成与互联互通,为未来企业走向智能化奠定了良好的基础。据不完全统计,采用数字化工厂技术后,企业能够将产品上市时间缩短30%,减少60%以上的设计修改与返工作业,生产工艺规划时间减少40%,产能提高15%以上,同时节约15%左右的生产成本。

在未来,随着市场竞争的日益加剧和市场需求的加速变革,制造业将面临更大的挑战,这些趋势将不断推进制造业的发展和进步,也将对数字化技术与解决方案提出更高的要求,数字化工厂的概念将进一步丰富与深化,并引领企业逐渐向未来的智能制造与愿景中的工业4.0不断迈进。


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