基于数字孪的智慧工厂解决方案 -基于数字孪生的制造企业生产过程智能化解决方案（39页 PPT）

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基于数字孪生的制造企业生产过程智能化解决方案 定制、智能、创新助力企业实现数字化转型升级 降本增效 佛山市南菱技术有限公司 目标： 以虚拟空间和现实空间联动为主要 手段，通过在虚拟空间的协同工作 、模拟运行达成实体工业高效运转 , 赋能工业各环节、场景，助力工 业高质量发展，实现智能制造的进 一步升级 ，为工业软件国产化替代 贡献力量。 王德权教授（右一）作为主宾城市科技创新成果代表向国务院总理李强， 时任上海市委书记汇报自主可控工业软件成果 中央领导对智能制造自主知识产权工业软件之关怀 深耕自主研发 走好工业软件国产化之路 助力企业真正实现产品全生命周期管理和以数字孪生、虚拟调试、过程追踪、故障诊断、可预测性维护和能源管理为特征的智能制造， 以满足客户对信息采集、数据分析、虚实互动、精益生产、敏捷供应等的迫切需求。 智能制造系统总体框架 一汽大众 E311 数字孪生智能生产 线 一汽解放桥壳智能生产线 一汽解放桥壳智能生产线数字孪生监控平台 虚 实 痛点： 若结构干涉返工整改，增加生产成本， 延长交付期。电气在装配完成后进行，效率低。停机检修，降低生产效率。设备和信息孤岛式分布。 需求： 离散型制造业迫切需要解决“人 - 机 - 物”的感知交互和数实融合“生产 - 制造 - 运行 - 优化”闭环管理。向数据驱动转变，实现智能制造降本增效。 测 生产设备 控制系统调试 设备 投产 装配 （ 20 % ） 交付 运行 智能产线设计生产的痛点和需求 数字孪生 3D 可视化 （实现设备数字孪生可视化 100% ） 虚拟调试 控制系统 （ 80 % ） 虚拟数字化工厂设计方式（并行） 结构、控制系统 功能验证与性能优化 传统设计方式（串行） 重构、迭代，虚实联动、不断优化 控制系统优化后 结构性能优化后 控制系统 调试 生产设备 装配 创建虚拟 智能设备 虚拟装配 由虚到实 由实到虚 设计 蓝图 虚拟 运行 设计 蓝图 设备 交付 投产 运行 测 机 机 法 料 法 料 环 环 人 人 平台基本数字孪生体 解决方案与产品 ——数字孪生的虚拟数字化工厂平台由虚到实 虚拟物联平台 平台虚拟调试 平台实现了由虚到实——以仓储物流系统的机器人、 AGV 、立体仓库等设备虚拟调试为例 AI 引擎 销售 业务 渠道 设计 生产 采购 现实工厂 虚拟工厂 以虚优实 由虚映实 真实 工厂 立库孪生体 设备孪生体 刀具孪生体 输送线孪生体 机器人孪生体 AGV 孪 生 体 节拍调试 工艺仿真 布局规划 虚拟调试 机器人调试 CNC 调 试 设备定义 AGV 调 试 干涉检查 路径规划 机器视觉 姿态传感器 位置传感器 知识库 深度学习 机器人虚拟 反向控制 NC 虚 拟 PLC 虚 拟 伺服传感器 料 人 法 测 环 机 虚 平台实现了由实到虚 —— 以创建 EA211 发动机产线为 例 数据采集 数据主线 数据驱动 迭代优化 虚拟设 备物联 数据映射 数据优化 解决方案与产品——数字孪生的虚拟数字化工厂平台由实到虚 以实际工厂为原型 1:1 构建虚拟工厂 映射与交互 数字孪生 设备物联 数字世界映射现实世界 DNC 机加工 机器人上下料 AGV 物 流 智能产线 … AGV 孪 生 体 机器人孪生体 立库孪生体 设备孪生体 ... 虚拟工厂 现实工厂 实 解决方案与产品——数字孪生的虚拟数字化工厂平台虚实共生 实施优化 数据主线 设备物联 从底层自主研发， 具有完全知识产权， 实现自主可控和国产化替代， 解决工业软件“卡脖子”问题 平台实现了虚实共生——以 EA211 发动机产线为例 数据闭环 虚实协同 透明可视 以虚促实 虚拟调试 数字场景 数字孪生 现实世界 数字孪生的虚拟数字化工厂平台产品功能 由虚到实 由实到虚 虚实共生 数字孪生驾驶舱 工艺仿真 虚拟调试 生产过程预测 数字化回放 产品功能 技术亮点 智能设备库 布局规划 通过“数字孪生的虚拟数字化工厂平台” 实施的项目可以缩短设计周期 30% ， 减少电气工程师现场调试时间 50% ， 交付时间提前 40% ，实现关键设备数字孪生可视化 100% 。 一汽红旗 VR 发动机智能产线 中车（浦镇）涂装线数字化车间 徐工转台后尾单元智能车间 无人化智能产线 浙江圣龙数字孪生生产线 临工集团壳体焊装智能单元 部分实施案例 智能生产单元实施案例 智能产线 PLC 、数控系统、机器人联调 工厂布局与规划 工厂生产过程仿真 虚拟调试 PLC 信号联调 通过虚拟调试创建虚拟工厂 工艺流程仿真优化 、设备生产过程虚拟化 AGV 搬运虚拟调试 立体仓库虚拟调试 CNC 设备机器人工件上下料虚拟调试 智能产线中控解决方案 智能产线中控解决方案 对传感器采集的数据进行算法分析优化，实现预测性维护。 通过数字孪生采集的大数据来做预判，在有问题的部分，设 备三维模型通过高亮显示，来提示需要维护保养的内容。并 通过知识库指示维修人员进行维护。典型零件寿命预测。 企业精益生产管理 一汽大众动力总成生产线 基于数字孪生智能制造工厂实施过程基本流程 （潍柴股份） 导入模型 模型轻量化 设备工艺规划 工件物流规划 零件输送规划 机器人规划 工厂布局规划 数字化仿真 虚拟调试 数字孪生 全生命周期管理 机器人接口 设备 PLC 通讯 现场发布实施 立库规划 数字孪生软件 数字孪生创建 数据库接口 码垛机规划 PLC 接口 联调实施发布 与 MES 相融合 数字化交付 虚拟工厂与真实工厂相结合（潍柴股份） 智能设备 - 智能专机（浙江景耀） 智能制造工厂案例 - 智能化专用机床（浙江双正） 徐工项目案例 基于数字孪生智能工厂平台产品 徐工重型转台 后尾单元数字 孪生智能控制 系统通过数字 孪生技术实现 了真实设备与 虚拟设备同步 显示，管理人 员可以通过办 公室电脑，远 程查看工件加 工信息、设备 运行状态，加 强对生产现场 的管控水平； 数字孪生可视化案例——徐工重型全自动焊接生产线项目案例 基于 WEB 方式发布， 可通过 PC 、手机端 浏 览器打开； 可在办公室远程访问 可与 MES 集成显示 • 生产数据 • 设备 OEE • 刀具数据 数字孪生可视化案例——徐工重型全自动焊接生产线项目案例 徐工项目案例 智能制造工厂案例 - 三一加工无人化生产单元（三一重工） 1 、智能工厂规划 与布局 2 、虚拟智能设备 定义 3 、工厂生产过程 仿真 4 、虚拟调试 5 、 WEB 方式数 字孪生发布 6 、基于数字孪生 的 MES 系统 7 、与企业已有的 信息系统无缝连 接 8 、解决工业设计 制造软件卡脖子 问题 基于数字孪生的智能制造工厂平台（山东临工） 基于数字孪生的航空发动机产品装配 员工按工艺标准流程作业，作 业过 程可控 全闭环质量管控，防止不良产 品流 入产线 制程信息实时获取，计划和品 质实 时可控 实时准确的工厂运营数据，提 高经 营管理决策效率 利用有效的追溯管理工具，提 高制 造运营管理水平 消除信息孤岛，提高各部门协 作能 力，实现轻松管理 助力企业真正实现产品全生命周期管理和以数字孪生、虚拟调试、过程追踪、故障诊断、可预测性维护和能源管理为特征的智能制造， 以满足客户对信息采集、数据分析、虚实互动、精益生产、敏捷供应等的迫切需求。 解决方案与产品 ——生产过程智能化 产品生产制程、品质的全过程追 溯 物料投入、员工作业记录准确追 溯 快速报表统计，实现历史信息追 溯 生产信息实时采集和共 享 通过电子看板、界面监 控 实时反馈生产进度 可控 可视 可调 可追 目 标 实时掌控生产 帮助您实时掌握各订单进度，随时知悉 生产进度及不良品率、返工情况；可对 生产工序和责任人进行及时追溯。 吸引高质客户 重要客户可以实时查看相关订单在产线上各个 环节的生产进展、质量检测等详细数据。帮助 您回复客户质询，大大提高按期交货率。 高效管理工人 实时呈现产线工人产量、计划完成情况等 数据，帮助您进行产线工人绩效分析（包 括生产效率、废品率等各项排名）。为工 人提供每日完工情况，提高工人积极性。 大数据分析 让您掌握企业各关键 KPI 指标， 如 PPM 、人 均 产出、人均成本、人均能耗、不良品率、设 备使用率、故障率和订单制造周期等。并为 您反馈该指标在行业内的排名和差异。 助力企业真正实现产品全生命周期管理和以数字孪生、虚拟调试、过程追踪、故障诊断、可预测性维护和能源管理为特征的智能制造， 以满足客户对信息采集、数据分析、虚实互动、精益生产、敏捷供应等的迫切需求。 解决方案与产品 ——生产过程智能化的价值 愿景： 通过《数字孪生虚拟数字化工厂设计平台》 ，实现对复杂工业场景的全域感知、孪 生建模和深度仿真， 达成对工业系统和生产过程的全要素协同管控和全局优化运行，形 成人机协同、虚实互控、数实融合的新型生产方式。 定制、智能、创新，助力企业实现 数字化转型升级降本增效。 联系人：李维力 联系电话： 17665681972