智能設(shè)備數(shù)字孿生應(yīng)用 課件 24、智能制造的核心價(jià)值、關(guān)鍵技術(shù)及案例

智能設(shè)備的數(shù)字孿生授課教師：卞化梅數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值6.3課前思考請同學(xué)們思考：智能工廠的標(biāo)準(zhǔn)有哪些？6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值圍繞制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用幫助生產(chǎn)制造企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)制造流程，通過滿足制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)需求，制定全方位數(shù)字孿生服務(wù)，形成生產(chǎn)流程可視化、生產(chǎn)工藝可預(yù)測優(yōu)化、遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷在生產(chǎn)管控中高度集成，提升企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，提高對生產(chǎn)制造的管控水平。6.3.1實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程可視化提高生產(chǎn)管控智能工廠是以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)的工廠管理模式，其核心是數(shù)字化生產(chǎn)流程、智能化設(shè)備和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測?？梢暬夹g(shù)可以將工廠內(nèi)的物理設(shè)備和生產(chǎn)流程等信息呈現(xiàn)為逼真的三維圖像，更好地支持工廠的管理和決策。提高生產(chǎn)管控實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)可視化技術(shù)可以在數(shù)字孿生模型中實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障或異常，管理者可以在虛擬場景中檢查原因以及進(jìn)行維修操作。這可以有效降低生產(chǎn)停留時(shí)間和管理成本，并提高生產(chǎn)效率和客戶滿意度。虛擬仿真進(jìn)行虛擬仿真，在三維可視化數(shù)字孿生模型中，工廠管理者可以對生產(chǎn)流程和工藝進(jìn)行虛擬仿真和實(shí)驗(yàn)，使生產(chǎn)流程更加優(yōu)化和高效，減少生產(chǎn)成本，并有效降低產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。生產(chǎn)過程可視化可視化技術(shù)可以將生產(chǎn)過程可視化，以及實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測。這樣可以更好地組織和調(diào)配生產(chǎn)過程，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的瓶頸，提高工廠的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值智能工廠可視化技術(shù)主要應(yīng)用6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值6.3.2建設(shè)企業(yè)數(shù)字業(yè)務(wù)化降本增效數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動決策。通過數(shù)字化管理，整合企業(yè)內(nèi)外部數(shù)據(jù)，企業(yè)可以更深入洞察自身的經(jīng)營、管理情況，一方面可以促進(jìn)流程優(yōu)化，另一方面可以驅(qū)動智能化決策。通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，完成企業(yè)由個(gè)人經(jīng)驗(yàn)到智能決策的轉(zhuǎn)變，提升決策的質(zhì)量和效率。降本增效6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值6.3.3打造高度協(xié)同生產(chǎn)制造價(jià)值鏈釋放價(jià)值數(shù)字孿生技術(shù)促進(jìn)上下游企業(yè)間數(shù)據(jù)集成和端到端匯聚，打造高度協(xié)同的上下游企業(yè)間生產(chǎn)制造鏈條，優(yōu)化資源配置，提高企業(yè)效率，協(xié)同研發(fā)制造，推動企業(yè)釋放更大的增值。釋放價(jià)值6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值轉(zhuǎn)型升級數(shù)字孿生深入設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、服務(wù)等活動環(huán)節(jié)，貫穿產(chǎn)品的全生命周期，滲透到設(shè)備、車間、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)層級應(yīng)用，創(chuàng)造以產(chǎn)業(yè)升級、業(yè)務(wù)創(chuàng)新、全數(shù)字化個(gè)性化定制為導(dǎo)向的新的運(yùn)營模式。擺脫舊商業(yè)模式束縛，觸發(fā)新型生產(chǎn)模式和商業(yè)模式的演進(jìn)，助力企業(yè)升級改造，為傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)型升級賦能。6.3.4構(gòu)筑數(shù)字孿生運(yùn)營模式賦能轉(zhuǎn)型升級智能制造孿生的關(guān)鍵技術(shù)6.46.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)1.模型和數(shù)據(jù)來源產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)

供應(yīng)鏈

2.產(chǎn)品、生態(tài)系統(tǒng)、供應(yīng)鏈數(shù)字孿生的關(guān)系三個(gè)相對獨(dú)立、又互相關(guān)聯(lián)的數(shù)字孿生系統(tǒng)6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)3.產(chǎn)品數(shù)字孿生系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段制造階段

使用和運(yùn)維階段

4.生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)●生產(chǎn)系統(tǒng)的定義：生產(chǎn)系統(tǒng)是將原材料變?yōu)楫a(chǎn)品，它是信息、能量流和物流相交匯的系統(tǒng)?！裆a(chǎn)系統(tǒng)的全生命周期:規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段、施工建造階段、運(yùn)營與維護(hù)階段、報(bào)廢或者回收階段。●生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字模型中三維幾何模型：廠房（車間）基礎(chǔ)設(shè)施模型、生產(chǎn)線設(shè)備模型、物流設(shè)施模型等。6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃過程的數(shù)字孿生生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過程的數(shù)字孿生

4.生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)廠房（車間）基礎(chǔ)設(shè)施模型生產(chǎn)線設(shè)備模型物流設(shè)施模型生產(chǎn)過程的核心：通過協(xié)調(diào)管理企業(yè)的人員、設(shè)備、物料和能源等資源，把原材料或零件轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的活動。6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)請同學(xué)們思考：多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)的特點(diǎn)？6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)6.4.1多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成是指將來自不同數(shù)據(jù)源、不同數(shù)據(jù)格式、不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、清洗、轉(zhuǎn)換、映射等操作，以滿足特定的應(yīng)用需求。這種數(shù)據(jù)集成面臨著數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)一致性、數(shù)據(jù)沖突等挑戰(zhàn)，需要采用多種技術(shù)手段來解決。其中包括數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)映射、數(shù)據(jù)匹配、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)存儲等方面的技術(shù)。6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)請同學(xué)們思考：多模型構(gòu)建及互操作技術(shù)的特點(diǎn)？6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)多模型構(gòu)建互操作技術(shù)數(shù)字孿生中的互操作是指數(shù)字孿生中的物理對象和數(shù)字空間可以雙向映射、動態(tài)交互和連接，數(shù)字孿生具有將物理實(shí)體映射到各種數(shù)字模型的能力，并且具有在不同數(shù)字模型之間相互轉(zhuǎn)換和融合的能力。建模型組裝模型模型融合模型驗(yàn)證模型校正模型管理6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)請同學(xué)們思考：多動態(tài)高實(shí)時(shí)交互技術(shù)各自的特點(diǎn)？6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)多動態(tài)高實(shí)時(shí)生產(chǎn)流程

實(shí)時(shí)監(jiān)控

預(yù)測和預(yù)警機(jī)制

數(shù)據(jù)分析

自主學(xué)習(xí)技術(shù)交互技術(shù)通過人機(jī)交互界面來真實(shí)仿真的過程，使得操作員能夠直觀感受到設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)效果，從而讓操作員能更好的掌握生產(chǎn)知識和技能，提高生產(chǎn)效率。應(yīng)用場景6.5課前思考請同學(xué)們討論：完成其中一個(gè)應(yīng)用場景，并匯報(bào)。6.5應(yīng)用場景6.5.1設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷在智能制造行業(yè)中設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)是一種通過使用傳感器、數(shù)據(jù)分析和算法等手段對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、故障診斷和預(yù)測的技術(shù)。6.5應(yīng)用場景6.5.2設(shè)備工藝培訓(xùn)設(shè)備是各項(xiàng)勞動過程中工藝和設(shè)備的合成，完成一項(xiàng)產(chǎn)品所必備的條件。在工藝過程中用于產(chǎn)品零件，部件或者組合件的制造以及產(chǎn)品裝配，精整，試驗(yàn)等所有工作機(jī)器，機(jī)床和裝置。6.5應(yīng)用場景6.5.3設(shè)備全生命周期管理設(shè)備全生命周期管理涵蓋了資產(chǎn)管理和設(shè)備管理雙重概念，它包含了資產(chǎn)和設(shè)備管理的全過程，從投入期、產(chǎn)出期、衰退期一系列過程，包括了設(shè)備管理，也滲透了全過程的價(jià)值變動過程。6.5應(yīng)用場景6.5.4設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維數(shù)探索基于工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境下的預(yù)測性維護(hù)與遠(yuǎn)程運(yùn)維管理，通過收集智能設(shè)備產(chǎn)生的原始信息，經(jīng)過后臺的數(shù)據(jù)積累，以及專家?guī)?、知識庫的疊加復(fù)用，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和智能分析。6.5應(yīng)用場景6.5.5工廠實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控通過車間實(shí)體與虛體的雙向真實(shí)映射與實(shí)時(shí)交互，在數(shù)據(jù)模型的驅(qū)動下，實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控、生產(chǎn)要素、生產(chǎn)活動計(jì)劃、生產(chǎn)過程等虛體的同步運(yùn)行。典型案例6.6課前思考

請同學(xué)們討論：完成其中一個(gè)典型案例，并匯報(bào)。應(yīng)用背景為加強(qiáng)醫(yī)藥集團(tuán)總部為具體業(yè)務(wù)管控力度和提高生產(chǎn)的整體靈活性6.6典型案例應(yīng)用成效生產(chǎn)效率提高20%；通過資源優(yōu)化，運(yùn)營成本降低20%方案簡介實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生體與實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程管控、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)管控、過程質(zhì)量管控和物料管控同步6.6.1數(shù)字孿生助力醫(yī)藥生產(chǎn)制造異地協(xié)同管控應(yīng)用背景隨著全球能源需求的不斷增長，新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)也在迅速發(fā)展6.6典型案例應(yīng)用成效目前經(jīng)過項(xiàng)目實(shí)施已實(shí)現(xiàn)了新能源鋰電池生產(chǎn)裝備的智能化升級方案簡介本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了人－產(chǎn)品－設(shè)備－數(shù)據(jù)之間互聯(lián)互通和全方位集成與貫通6.6.2數(shù)字孿生助力新能源裝備制造智能化升級6.6.3數(shù)字孿生助力汽車制造全流程數(shù)字化管理汽車組成：機(jī)艙前地板（機(jī)艙和前地板合稱機(jī)艙前地板）、后地板、左右側(cè)圍、頂蓋、五門一蓋。打通汽車制造焊接和總裝車間中物料、產(chǎn)品、設(shè)備、產(chǎn)線等每一個(gè)環(huán)節(jié)的信息瓶頸，將汽車車間中的數(shù)據(jù)在信息空間進(jìn)行全要素重建，構(gòu)建物理實(shí)體信息虛體生產(chǎn)線融合映射交互制造，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)場巡檢。6.6典型案例

方案簡介6.6典型案例沖壓沖壓是指通過對板材、帶材、管材、型材等施加外力，形成和加工所需形狀和尺寸的工件或沖壓件的方法涂裝當(dāng)沖壓車間的車體沖壓件在焊裝車間焊接合拼后，白車身就要進(jìn)入噴漆焊裝零散的車體會被運(yùn)往焊裝車間，經(jīng)過焊接，拼接成一個(gè)完整的白車身6.6.3數(shù)字孿生助力汽車制造全流程數(shù)字化管理總裝總裝是指將已經(jīng)焊接好的車身、發(fā)動機(jī)、變速器等各種零部件進(jìn)行組裝和調(diào)試的過程6.6.3數(shù)字孿生助力汽車制造全流程數(shù)字化管理通過數(shù)字孿生進(jìn)行生產(chǎn)線可視化工藝仿真，能夠?qū)﹃P(guān)鍵設(shè)備的健康狀況進(jìn)行管理，對車間能耗進(jìn)行多維分析與