数字孪生工厂建设方案（25页 PPT）

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数字孪生工厂建设方案 目录 目 录 数字化工厂概述 数字孪生在数字化工厂的应用实践 01 02 01 PART 数字化工厂概述 我们理解的数字孪生 产品孪生 生产孪生 运维孪生 我们理解的数字孪生 Lil - 虚拟产最开发 E$ - 物塑产晶制造 全集成自动化 单板测试分析 数字化产品、虚拟制造规划、智能模型 制造运营管理 组装 组装 机器人仿真 测试 装 TIA /WinCC / SCADA 组装 数字样机设计 公差优化分析 单板工艺设计 装配工艺设计 试验 Prof inet 入 Profbus 物流规划 结构分析 工厂规划 人机分析 单板设计 CMM 测量 NX MW NX PDW 测试验证 产品数字孪生 4 — FEA / CFD 仿真分析 形成实时的从虚拟到实物的闭环 灵活的设计与三维仿真 Test.Lab VA / DPV 产品仿真分析 产品设计 产品验证 数字化看板与分析 报表、报警、实时看板 以及运作看板 全程质量追溯与分析 基于产品的全生产周期的追溯分析， 监控并及时发现缺陷，提高质量 设备状态监控与数据采集 底层工业控制网络实现设 生产数字孪生 备联网和状态监控、数据 采集 数字化质量检验 标准工艺约束的检验指标完成 单件产品的数字化检验和质量 数据采集 无纸化制程执行 , 流程跟踪 , 数据收集 / 分析对 SMT 、手 工插件、微组装加工过程监控 管理 智能物流配送 优化及管理由库房到产 线及回仓的物料发放， 设计工艺系统集成 产品设计数据和工艺数据 将车间级作业计划导入 MOM 系统，进行任务安 排 自动下发 MOM 执行系 统，虚拟生产系统与 MOM 整合 作业计划导入和高级排产 无纸化生产过程控制 RFID 、条 码 运维数字孪生 满足个性化需求的大规模个性化定 制生产 数字化企业 PLM+MES+TIA ＝ Dig ital Twins 平台＋数字样机＋虚拟制造＝ Digital Twin 平台＋数字样机 以前 工业 2.x 工业 3.x 工业 4.0 数字化企业的发展之路 智能化工厂 复 杂 程 度 工业 4.0 2015 2025 。。。 非标设备 / 夹具设计与制造 机器人系统集成与调试 一自、动化 与物调试联 工厂布局与产线规划仿真 配盘 & 电装设计与安装 设备数字化（ CNC/ 激光打标机 / 三坐标测量 /CCD/ 立体仓库 /AGV/…… ） PLC/HMI/DCS/SCADA/OPC 数字化整体解决方案 地理信息管理 数字资产管理 设备监控管理 生产调度 管理 大数据管理 巡检管理 安全管理 远程运维管理 仿真 培训管理 服务模式管理 服务数据管理 MRO 过程管理 MRO 配置管理 产品跟踪服务 工艺规范化 设计工艺一体化 结构化工艺设计 工艺流程 工艺知识管理 工艺文件管理 MBOM 管理 分析规范化 结构静力分析 结构模态分析 设计仿真模型迭代 设计参数优化 零部件刚度 分析 无参数设计更改 三维设计规范化 MBD 协同设计 模块化设计 产品设计模板 机电一体化 数字样机 仿真规范化 工厂布局产线规划 装配工艺仿真 生产线性能仿真 人机工程仿真 机器人编程仿真 物流仿真 服务规范化 服务 BOM 维修 BOM 备品备件管理 维修计划 维修 BOM 维修工艺 企业产品生命周期管理解决方案 企业装备数字化 / 全集成自动化 / 物流数字化 主数据管理 -MDM 企业资源管理 -ERP 生产制造管理 -MOM 营销服务管理 -CRM 服务管理系统 -CSM 人力资源管理 -OA 供应链管理 -SRM 数 字化 企 业 3.0 数 字化 企 业 4.0 数 字化 企 业 1.0 数 字化 企 业 2.0 企业服务数字化 企业运营数字化 企业研发数字化 企业管理数字化 数字化分析 数字化设计 数字化服务 数字化工艺 数字化制造 AT R S7-400 PLC 及通讯网络 Database Host interface User interface Rout ing EBC ETC LCM-Base TIM 智慧物联解决方案 现场操作 SCADA / MES System Status MAP PLC-System HOST-System Scanne r RFID G110/120D + SIMOGEAR LDP PCM PDP Customer SAP/ERP Level of SIMATIC IT 现场检测设备 监控中心 急停系统 主控系统 Mobi le MP1 70 一、投资咨询和预算评估 成功的项目需要很好的控制预算，并能达到预期 进度 目标和质量标准。通过成 本预估管理系统完 成了多项成本估算。该系统为实时更新数据库 , 包括 所有从过去项目中获得的财务 - 技术相关信 息。慧之辰对提供这类服务具有丰富的经验； 详细设计是对基础设计的进一步细化和深化，即 施工图设计。经过多年的积累和沉淀，慧之辰建 立了丰富的物料数据库和大量的经验数据，在工 艺计算、图纸设计和设备选型中采用 AutoCAD 、 AutoPlant 、 COMOS 、 AutoPIPE 等 设 计 软 件 进 行 辅助设计，并可进行设计成 果的模拟防真； 六、个性化服务 慧之辰自控技术的专家，精通各工艺单元的工作 原理和工艺流程，胜任各种工艺单元的电仪系统 集成和装置成套。我们在不同工业领域都具有丰 富经验，并熟悉国际、国内的工程设计标准及规 范，如工艺、管道、土建、仪表、电气等； 五、施工管理，确保项目质量、降低成本 先进的管理理念、丰富的管理手段、多年工程建设的经验和众多项目实践的锤炼，使慧之辰在项目管理方面独树一帜。慧之辰深悉工期、质量、成本、资源、 合同、安全、风险、信息等项目管理的每一个要素，可以帮助用户以最佳的工期、最优的质量、最少的费用、最低的风险建设最可信赖的工程，为用户创造 最 大化的价值。近年来，慧之辰成功为工业领域客户提供了工厂工程及实施的服务，运用我们丰富的工程经验为 客户提供了 “交钥匙”式的项目管理服 基础设计用于确立整体项目的工作范围。它同样 为下一阶段项目执行打下坚实的设计基础。与项 目的预算目标相同， BEP 建立项目的基础结构。 卓越的 BEP 可在项目结束时 确保达成质量目标； 公司员工大多数来自生产和工程一线，在设备运 行和保障方面积累了丰富的经验。同时，一整套 规范有序的试车方案可以确保从员工招募、安全 保障、工艺培训、 I/O 测试、单机试车、联动水 试、带料试车等一系列工作有条不紊地进行； 基于智慧物联的最佳业务实践 交钥匙工程 土建及结构、机械、 管道、仪器和电气控 制 及自动化 三、详细设计 四、工厂试车和启动 二、基础设计 务； 营销服务管理 -CRM 数字化设计 数字化分析 三维设计规范化 MBD 协同设计 模块化设计 产品设计模板 机电一体化 数字样机 分析规范化 结构静力分析 结构模态分析 设计仿真模型迭代 设计参数优化 零部件刚度 分析 无参数设计更改 结构化工艺设计 装配工艺仿真 维修 BOM 数字化工艺 数字化制造 数字化服务 工艺规范化 仿真规范化 服务规范化 设计工艺一体化 工厂布局产线规划 服务 BOM 工艺文件管理 机器人编程仿真 维修 BOM MBOM 管理 物流仿真 维修工艺 供应链管理 -SRM 人力资源管理 -OA 企业产品生命周期管理解决方案 企业装备数字化 / 全集成自动化 / 物流数字化 企业资源管理 -ERP 主数据管理 -MDM 生产制造管理 -MOM 服务管理系统 -CSM 数字化整体解决方案 地理信息管理 数字资产管理 设备监控管理 生产调度 管理 大数据管理 巡检管理 安全管理 远程运维管理 仿真 培训管理 服务模式管理 服务数据管理 MRO 过程管理 MRO 配置管理 产品跟踪服务 设备数字化（ CNC/ 激光打标机 / 三坐标测量 /CCD/ 立体仓库 /AGV/…… ） 非标设备 / 夹具设计与制造 机器人系统集成与调试 自动化系统集成与调试 工厂布局与产线规划仿真 配盘 & 电装设计与安装 PLC/HMI/DCS/SCADA/OPC 。。。 二 工 、艺流业程务平 产 性 真与系统备品集备件 理工艺 知识管理 人机工程仿真 维修计划 数 字化 企 业 3.0 数 字化 企 业 4.0 数 字化 企 业 1.0 数 字化 企 业 2.0 企业服务数字化 企业运营数字化 企业研发数字化 企业管理数字化 概 念设计 数字 样机 数字化设计 VR/AR 虚拟现实 / 增强现 实 IETM 交互式电子图册 生物 / 化学 / 材 料建模与仿真 基于知识工程的 快速产品设计 工业设计与逆向工程 复 合 材料设计和制造 三维规范化 设计导入 工装夹具与模具设计 管路与线束设计 CAE 多学科仿真分 析 基于 MBD 技术的 设计 电气、 设计自 电子 动化 数字化制造 工艺规划 生产制造 DNC/MDC 车间联网 / 数据采 集 数字化工厂布 局与物流仿真 CMM 三坐标测 量编程与在机检 测 复 杂 机 床 后置处理与调试 CAM 数控加工 与编程自动 化 基于 MBD 技 术的工艺与 制造 尺寸工程与公差仿真 数字化工艺过程仿真 虚拟调试与试生产 虚拟机床加工仿真 人机工程仿真 制造执行 图文档管理 BOM 管理 电子流程管理 CAX 软件集成 数字样机 产品数据管理（ PDM ） 企业产品生命周期管理解决方案 SRM 供应商设计协同管理 MBSE 基于模型的系统工程 CAPA/Q IS 问题和质量管理 基于 MBD 技 术的工艺与 制造 产品平台化与 配置管理 MRO/SLM 综合保障管理 IMDS 材料数据管理 SDM 仿真数据管理 TDM 试验数据管理 RM 资源分类管理 多站点协同研制管理 SM 项目管理 配方、包装管理 产品成本管理 02 PART 可视化技术在数字化工厂的 应用实践 企业产品生命周期管理解决方案 可视化装备 / 可视化集成 / 可视化物流 。。。 非标设备 / 夹具设计与制造 机器人系统集成与调试 自动化系统集成与调试 数字孪生技术在数字化中的应用领域 可 计工 仿理 真人 线工性程能 造、 务、 R营 P - A 备 产 生 E O 业资 力资 企 人 维修 品备 识管 流程 、知 艺 艺 工 产品设计模板 模块化设计 地理信息管理 数字资产管理 设备监控管理 生产调度 管理 服务模式管理 服务数据管理 安全管理 远程运维管理 仿真培训管理 MRO 配置管理 产品跟踪服务 PLC/HMI/DCS/SCADA/OPC 设备数字化（ CNC/ 激光打标机 / 三坐标测量 /CCD/ 立体仓库 / AGV/…… ） 数字化制造 仿真规范化 工厂布局产线规划 装配工艺仿真 数字化设计 三维设计规范化 MBD 协同设计 数字化工艺 工艺规范化 设计工艺一体化 结构化工艺设计 营销服务管理 - CRM 生产制造管理 - MOM 供应链管 理 -SRM 可视化研发 可视化管理 数字化分析 分析规范化 结构静力分析 结构模态分析 数字化服务 服务规范化 服务 BOM 维 修 BOM 大数据管理 可视化服务 MRO 过程管 理 主数据管理 -MDM 服务管理系统 - CSM 工厂布局与产线规划仿真 配盘 & 电装设计与安装 机器人编程仿真 物流仿真 零部件刚度 分析 无参数设计更改 工艺文件管理 MBOM 管 理 机电一体化 数字样机 维修 BOM 维修工艺 数 字化 企 业 3.0 数 字化 企 业 4.0 数 字化 企 业 1.0 数 字化 企 业 2.0 可视化运营 巡检管理 一、汽车制造业（最为广泛） 研发中心 整车制造厂（国内主机厂已经广泛使用） 汽车零部件企业 汽车线体制造商（机器人、传输设备等供应商） 二、航空航天 航空航天相关研究院、设计部门 相关制造工厂 三、机械加工 自动化程度 高的机 械加工企业； 产量高的加工企业 四、装配制造业 白色家电制造业：海尔 人员密集的装配企业：富士康 自动化设备广泛使用的装配行业 数字孪生技术应用行业 5 、虚拟调试， 自动化设备和 PLC 程序验证，提前发现和改进 PLC 程序； 6 、可以进行线平衡分析，消除 瓶颈，优化节拍，保证工位之间 的平衡 ; 9 、多产品管理，可以随时便捷 查看不同类型产品所对应的制造 信息和工艺参数 ; 2 、机器人路径规划，消除干涉，优 化节拍，广泛用于机器人搬运、焊 接、 涂胶、加工、离线编程等； 4 、人机工程学分析，在产品设 计和制造阶段，提高人体工学标 准符合性； 数字孪生应用领域：面向制造的规划与仿真 1 、生产线和工厂的布局验证， 通过仿真确定关重设备或者工位 的位置，给现场安装提供依据； 8 、将产品涉及的工艺、设备关 联，通过客户化定制可以输出工 艺卡片 ; 3 、分析包含装配环境的装配过 程、分析动态过程中的干涉、创 建无干涉路径； 应用场景：装配仿真领域应用 √ 装配顺序是否合适 √ 装配是否存在干涉 √ 路径如何设定 √ 评价在工装，设备，人员等 影响下的装配工艺和装配方法 √ 操作空间检查 √ 装配路径规划，自动计算无 干涉路径 √ 装配工序规划与验证 √ 可与人机仿真结合 主要功能 解决的问题 应用场景：装配仿真领域应用 产品级装配仿真，可 以根据产品 BOM 结构自动 生成产品拆分和装配工艺 流程，动态展示装配过程。 应用场景：装配仿真领域应用 - 汽车装配座椅仿真 创建虚拟人，定义人体 形状和参数 把人加入虚拟环境中 给虚拟人指派任务 对于虚拟人进行工效学 评价（视域、疲劳度 、 腰 背部受力、可达性等分 析） 人体视域