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根據主流市場的看法,數字化工廠主要包括產品設計、生產計劃和生產執行三個主要部分,包括數字建模、虛擬仿真、虛擬現實/增強現實(VR/AR)等技術。
1.產品設計鏈接——三維建模是基礎
在產品研發設計過程中,利用數字建模技術構建產品的三維模型,可以有效地減少物理實體原型制造和人力重復工作的成本。同時,3D模型涵蓋產品的所有幾何信息和非幾何制造信息,這些屬性信息通過產品數據管理/聯合產品定義管理(PDM/cPDM)等集成數據平臺涉及產品的整個生命周期。這是從產品共同開發、設計到制造的產品集成的重要保證。
例如,美國波音公司在737-NX和787的設計和制造中使用數字建模技術,不僅縮短了開發周期,大大降低了開發成本,還通過PDM/cPDM有效地實現了產品設計和制造過程中的信息協作,大大提高了生產率。
2.生產計劃鏈接——工藝模擬是關鍵
在生產計劃階段,可以根據PDM/cPDM同步的產品設計鏈接中的數據,利用虛擬仿真技術提前規劃工廠的生產線布局、設備配置、生產制造過程路徑、物流等。
虛擬仿真技術在汽車、船舶和其他大型設備制造過程中被廣泛使用。例如,大眾汽車公司下屬斯科達克捷克工廠Siemens的Tecnomatix利用虛擬模擬過程路徑計劃,減少了改善實際生產線調整所需的成本。
生產執行鏈接——數據收集實時通過
這一部分的數字化反映在制造執行系統(MES)和其他系統之間的相互連接中。MES與ERP、PDM/cPDM之間的集成使所有相關產品屬性信息從頭到尾同步,并實時更新。
瑪莎拉蒂的Bertone工廠采用這些技術,以實現Quattroporte和Ghibli兩種不同車型的全自動生產和組裝,據不完全統計,生產能力增加了一倍以上。
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