智能設(shè)備數(shù)字孿生應用 課件 22、智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)

智能設(shè)備的數(shù)字孿生授課教師：卞化梅智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)智能制造與智能工廠數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價值智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)6.16.26.36.4應用場景6.5典型案例6.6智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)6.1學習目標●掌握智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)構(gòu)成●了解智能工廠的工廠數(shù)字模型●了解數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價值●了解智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)●能正確的描述智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)的構(gòu)成●能描述國內(nèi)智能制造的發(fā)展趨勢●能描述智能工廠建設(shè)標準●培養(yǎng)學生對知識的聯(lián)想能力●培養(yǎng)學生自學的方法與途徑●了解國內(nèi)智能制造的發(fā)展趨勢和智能工廠建設(shè)標準●能列舉2-3個國內(nèi)的智能制造數(shù)字孿生應用場景和典型案例知識目標能力目標素養(yǎng)目標6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)智能制造中對象與系統(tǒng)主要包括智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)系統(tǒng)、智能生產(chǎn)運行過程，與其相關(guān)的數(shù)字孿生系統(tǒng)可以包括產(chǎn)品數(shù)字孿生系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)和供應鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)。三維可視化實時監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導設(shè)備管理能耗管控安全防護6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)運行過程的數(shù)字孿生主要功能三維可視化實時監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導設(shè)備管理能耗管控安全防護生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)具有高保真度、高擬實性的特點，結(jié)合3R(VR/AR/MR）技術(shù)能將可視化模型從傳統(tǒng)的二維平面過渡到三維實體，車間的生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、人員管理、質(zhì)量數(shù)據(jù)、能源管理、安防信息等均能以更為直觀、完整的方式呈現(xiàn)給用戶。6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)主要功能三維可視化實時監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導設(shè)備管理能耗管控安全防護6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)，從生產(chǎn)計劃的制定、仿真、實時優(yōu)化調(diào)整等均基于實際工廠（車間）數(shù)據(jù)，使得生產(chǎn)調(diào)整具有更高的準確性與可執(zhí)行性。生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度有：初始生產(chǎn)計劃的制定；生產(chǎn)計劃的調(diào)整優(yōu)化；生產(chǎn)過程的實時優(yōu)化。主要功能三維可視化實時監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導設(shè)備管理能耗管控安全防護6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)利用數(shù)字孿生技術(shù)可以有效支持生產(chǎn)和裝配過程的指導；生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)，可以對生產(chǎn)過程參數(shù)進行模擬優(yōu)化，同時可以借鑒類似產(chǎn)品的加工數(shù)據(jù)進行遷移學習，推廣到新產(chǎn)品加工過程的參數(shù)優(yōu)化中；對質(zhì)量數(shù)據(jù)的在線分析也能為生產(chǎn)、裝配的結(jié)果進行評估，及時反饋到生產(chǎn)現(xiàn)場，減少不合格品的數(shù)量；生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)所擁有的運維過程數(shù)據(jù)，可以為類似產(chǎn)品的生產(chǎn)過程參數(shù)設(shè)定提供參考，為提高產(chǎn)品加工質(zhì)量提供量化依據(jù)。主要功能三維可視化實時監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導設(shè)備管理能耗管控安全防護6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)建立在虛實設(shè)備精準映射的基礎(chǔ)上，由于虛實設(shè)備的實時交互及全要素、全數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，可以方便地對相關(guān)的設(shè)備進行全方位的分析，及故障的預測性診斷；同時基于虛擬設(shè)備模型及歷史運行數(shù)據(jù)可以進行故障現(xiàn)象的重放，有利于更加準確地定位故障原因，從而制定更合理的維修策略；當設(shè)備發(fā)生故障時，專家無需到達現(xiàn)場即可實現(xiàn)對于設(shè)備的準確維修指導。主要功能三維可視化實時監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導設(shè)備管理能耗管控安全防護6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)的能耗智能管控指通過傳感器技術(shù)對能耗相關(guān)信息、生產(chǎn)要素信息和生產(chǎn)行為狀態(tài)等的感知，通過感知得到的實時能耗信息對生產(chǎn)過程的參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化。一方面利用能耗模型來指導產(chǎn)品設(shè)計過程，采用低碳環(huán)保的方案；另一方面通過調(diào)整生產(chǎn)計劃、降低不必要的能耗等方法來減少加工過程的能源消耗。主要功能三維可視化實時監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導設(shè)備管理能耗管控安全防護6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)主要功能車間人員行為的觀測正逐步從“機械式”的人工觀測方式向基于深度視覺的智能人員行為理解的模式轉(zhuǎn)變。車間人員行為智能識別的本質(zhì)在于人員行為特征的提取并進行分類與深層次分析深度學習算法有助于人員行為特征的自動、多層次的提取，數(shù)字孿生技術(shù)則為智能人員行為理解模式的實現(xiàn)提供了實現(xiàn)框架。什么是供應鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)？6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)供應鏈中的節(jié)點就是最小的智能體單元，對智能體單元進行建模和仿真，將這些智能體單元通過接口將模型串聯(lián)起來，就可以在虛擬空間將整個供應鏈的網(wǎng)絡(luò)運轉(zhuǎn)起來，這樣既為現(xiàn)實世界的供應鏈提供信息，又能從現(xiàn)實世界的供應鏈中獲取信息。供應鏈數(shù)字孿生不僅能體現(xiàn)供應鏈的歷史和當前狀態(tài)的實時信息，還能體現(xiàn)著未來的規(guī)劃和決策。6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)5.供應鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)供應鏈主要包括倉儲、樞紐、運輸、配送等節(jié)點和各個節(jié)點的業(yè)務環(huán)節(jié)供應鏈供應鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)的構(gòu)建供應鏈

供應鏈涉及供應商、制造商、經(jīng)銷商和零售商之間的物流活動，目的是確保產(chǎn)品和服務能夠按時提供給消費者。

通過供應鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)，用于監(jiān)控和管理整個供應鏈的運作。通過實時數(shù)據(jù)的監(jiān)測和分析，可以及時發(fā)現(xiàn)和解決供應鏈中的問題，提高整體運營效率和靈活性。例如，當某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，供應鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)可以快速定位問題所在，并提供相應的解決方案，從而減少供應鏈中斷的時間和風險。6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)運輸管理供應鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)在運輸和倉儲管理中也發(fā)揮著重要作用。智能制造行業(yè)需要管理大量的運輸和倉儲活動，包括貨物的裝卸、運輸路線的規(guī)劃和優(yōu)化、倉庫空間的利用等。

通過供應鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)，虛擬模擬來模擬不同運輸和倉