..........................................................................................42 基于模型的三维产品设计解决方案 ....................................................................43 1．业务挑战 ........... 实现工艺设计模式创新 ..........162 案例五：北京动力机械研究所实施 MBD 创新航天行业最佳流程 ......................165 案例六：首都航天机械公司利用 TC 实现三维装配工艺设计和管理的模式创新 ..168 案例七：沃尔沃航空发动机公司利用 NX 知识驱动自动化来打造产品优势 ........170 案例八：ATK 通过标准化的 PLM 战略推进 MBE 能力建设 NGMTI）”是美国军方和重 要制造企业合作发展制造技术的计划，旨在加 速制造技术突破性发展，以加强国防工业的基 础和改善美国制造企业在全球经济竞争中的地 当前，国内外大型装备制造企业的数字 化技术发展迅速，三维数字化设计技术得到 了广泛的应用，基于模型定义（Model-Based Definition，简称 MBD）的数字化设计与制造 技术已经成为制造业信息化的发展趋势。MBD 是产品数字化定义的先进方法，它是指产品定

康景辉科技有限公司 青岛康景辉数字科技有限公司隶属于青岛康景辉环境科技集团 ，位于 青岛高新区 ，致力于为用户提供数据“ 3D 可视化 ”技术服务 ，为工 厂和企业提供数字孪生三维可视化应用 ，利用物联网技术对人、设备、 环境全面感知 ，通过数据挖掘、人工智能等帮助工厂企业提高安全环 保管理 ，降低生产损耗 ，为企业的科学决策提供支持。 pain point 02· 数字孪生工厂系统 • 解决方案 • 主要包括 • 包括内容 数字孪生工厂解决方案是通过三维可视化技术、物联网技术、视频监控、图像识别等技术，对产品的设计、工艺、制造乃至整个工厂进行虚拟仿真，实现 三维数字孪生工厂的整体管理。直观地展示生产车间的工艺流程，实现车间生产的远程控制管理，提高车间的运营管理效率，实现工厂的智能化与精细化 06 人员车辆管理 05 安全生产管理 / Safety production management 数字孪生工厂通过三维可视化技术集成特殊作业、风险管控、隐患排查、巡检管理等。针对工厂中的风险点、风险区域 ，实现风险的“分类管控 ，分级管控” ， 让工厂园区管理更直观、无死角。集成危险源的上报、在线监测、视频监控 ，实现及时预警、报警

的离散现象普遍存在，致使模块或专业之间衔接松散， 没有构建机电软一体化的设计 BOM ， BOM 数据不完整。 目前由于设计图纸与 BOM 分开审批且部分情况下 分 开维护，难以保障 BOM 数据、图纸数据和三维 模型 的一致性。 没有专用的检验工序卡，检验信息表达不完整，没有 结构化，导致 MES 系统缺乏检验指标。 初样机阶段设计部门不提供 BOM ， ERP 中无法直接 获 取 BOM 数据不准确影响下游生产组织的风险。 协同研发业务现状梳理与核心需求分析 以三维模型为中心开展产品研制 以二维图纸为依据组织产品研制，忽 视三维模型的有效性，模型图纸很难 保持一致性。 缺少三维维建模标准和规范， 三维应用与推广受到限制 提供三维模型检查工具和规则 缺少三维模型检查工具支撑，难以 保障模型质量。 制定三维建模标准规范 缺少高效的基于模型的机电协 作手段，造成专业之间重复迭 代，影响研发设计效率。 代，影响研发设计效率。 引入基于模型的机电协同研 发模式 5 3 4 2 1 推动三维模型的有效协同应用 三维模型不完整不规范，致使模型 利用率不高，重复建模问题突出。 Page 5 6/27/2022 工艺规划业务现状梳理与核心需求分析 优化分配作业任务 建立制造过程中监控体系真正实现透明化 提前生产准备管理 构建统一平台的制造过程管理 以数据包为基础建立追溯机制

27 PART 05 智能应用的建设 智能应用 28 基础设备层 实时控制层 预测控制 模糊控制 神经网络控制 遗传算法 系统优化层 数字化视频监控 数据资产智能化管理 三维地理信息系统 生产运行层 智能化燃 料 管理 主辅机全流程智能优化 环保智能优化系统 电厂智能监控和巡检 设备全流程智能诊断 智能应用分布式建设 智能应用主要分为电厂端的应用建设和集团端的应用建设两部分，前 锅炉智能诊断系统 通过锅炉的三维可视化建模，以 KKS 编码为基本图元，以真实尺寸为基准比例， 将锅炉的结构、运行流程、布置方式进行真实表现，并在三维环境下实现现场数据 与三维模型的关联对应，实现设备部件的三维定位、跟踪和管理；实现锅炉模型在 网页环境中放大、缩小、旋转、定位、透视、漫游等操作；实现对锅炉泄露事故、 隐患信息的三维空间定位与表达，在三维环境中实现事故的分析与诊断；通过与现 场数据相集成，对泄露及隐患部位进行状态跟踪，划分隐患预警等级、开展风险预 警监测，从而实现对隐患部位有效、及时的预防治理。 电厂端 35 汽机智能诊断系统 通过汽机三维可视化建模和 透视功能，可以方便使用者查看 设备的内部情况，及时找到故障 位置，对复杂部件进行快速诊断。 例如：一是汽轮机调速汽门在线 监测和故障预警功能，不仅能够 对高调门的喷嘴配汽特性故障进 行预警，保证机组的安全稳定性；

和分析，科学地指导车间系统设计调整；  在生产执行阶段，建立实时数据驱动的仿真机制，实现同步仿真运动和三维虚拟监控。 工厂数字孪生 - 功能 工厂数字孪生平台 基于离散事件理论的工厂仿真分析 与优化 基于三维的工厂建模 与仿真 侧重于产线 性能量化分 析与优化 侧重于三维 建模、物流 与虚实映射 1 、产线建 模 2 、布局规 划 3 、节拍分 析 4 、物流设 计 训周期、提高培训质量、降低培训成本、提 升培训效率、强化培训深度、降低安全风险。 对物理车间进行三维建模，包括产线、立库、物流、电子看板、操作人员、中央控制室等，定义设备仿 真交互属性，采用轻量化技术保证大规模场景的流畅显示，从而建立一个与实际环境 1:1 的虚拟工厂环境。 在 三维虚拟工厂环境中，动画模拟产品从订单接收到产品交付的全套生产流程，并支持：  关键工序的细节展示、干涉检验 关键工序的细节展示、干涉检验  人机交互和虚拟现实漫游  全方位展现数字化、智能化技术的应用效果 2. 三维虚拟工厂规划 基于产线工艺设备布局、节拍、故障等数据，构建产线仿真模型，模拟生产与物流过程，计算分析仿 真数据，获得反映车间系统效能指标，定位改善生产瓶颈，从而科学定量分析车间规划方案，并基于仿真试 验和优化算法寻找更优的资源配置和生产策略等方案。  产能仿真评估与分析  瓶颈识别与改善

4 5 1 服务 现 实 世 界 数 字 化 世 界 生产实施 生产工程 生产规划 三、智能制造技术—数字孪生 3 2 产品设计 4 5 1 服务 设计模型 三维工艺 数字化机床 虚拟装配模型 数字化 虚拟车间 现 实 装配实体 生产实施 生产工程 生产规划 三、智能制造技术—数字孪生 3 2 字 化 世 界 生产车间 工艺资源 数字孪生技术案例 3. 数字孪生技术案例 3. 数字孪生技术案例 智能装配工艺设计软件原型系统 • 三维装配工艺设计与仿真优 化 模块 ——基于零件实测模 型 • 三维装配工艺现场演示应用 模 块 ——基于现场实物驱动 • 装配精度分析与可装配性预 测 模块 ——基于数字孪生模 型 > 面向信息物理融合的装配现场硬 基于装配现场实物驱动 > 的三维装配工艺展示技 术 • 零件信息编码与识 别 • 三维装配工艺文件 轻量化 • 三维装配工艺现场 展示 • 激光投影装配工艺 信息 131 > 多源异构辅助装 配硬件测量系统 解决装配过程中 实测数据来源的 问题； > 建立基于实测数 据的三维数字孪 生装配模型是实

化；能够应用三维 CAD 完成零件设计和装配设计， 实现三维 CAD 与二维 CAD 全相关设计。 产品设计以三维设计为主； 三维 CAD 能够生成符合国 标的二维工程图；应用针 对行业的 CAD 工具包， 如 标准件 库 、模具、管路、 线缆、钣金、焊接等的专 业设计；关键产品和核心 零部件建立三维数字化模 型，在部门内实现共享； 企业建立统一的三维产品设 计平台，实现总装、零部件 的协同设计；三维模型集成 了产品信息（尺寸、公差、 工程说明、材料需求等） ； 三维数字化模型在部门间实 现共享；建立产品设计知识 库，实现设计知识和数据匹 配； 全面应用参数化三维设计 系统，实现产品的全参数 化设计；建立企业级三维 产品设计协同平台，实现 设计、工艺、仿 真 、制造

《智慧化工园区建设指南》 （ GB/T 39218-2020 ） • 全国范围内经过认定公布的化工园区智能化 管控平台的设计、建设 与应用； • 系统功能基于二 / 三维地理引擎等技术构建园区地理信息场景构建； • 平台建设基本内容包括 GIS 地理信息平台等；提升内容中包括数字 孪 生平台等。 • 要求已经认定公布的化工园区要参照文件，全面开展平台建设。 应急预防措施 应急处置手段传统 应急演练缺乏三维数字孪生 仿真模拟能力，不够直观、 高效 安全性要求高 专业性强 巡检设施庞大，结构复杂 科学决策缺少 抓手 安全生产保障 能力待提高 应急响应能力 待提升 设备设施管理 难度大 缺乏有效的设计协同、 成果质量把控、数据安 全与共享机制 缺乏三维可视化效果， 无法直观表达设计成果 效果 统管理模式，为业务数据接入提供虚实映射载体； 如基 于孪生场景可查看企业厂界图、风险热力图、设 施设备 线上监管等 • 结合生产算法模型，对生产安全事件进行模拟仿真 （泄 露分析三维模拟） 敏捷应急管理 • 数字孪生（二三维一体化 GIS 平台能力 - 可视化 + 分析、 IoT-VMS 视频管理系统） • 应急模拟演练（泄漏、爆炸、气体扩散等） • 事前评估、事中处置、事后复盘、灾害后果模拟分析

云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理  实现智能化水泥工厂整体架构及功能设计  实现工厂的数字化设计  实现网络联通、数据互通及业务打通，消 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理 智能控制结合了工艺设计、电气自动化设 计、水、暖通等专业设计要求，实现了多 种技术的综合应用，涵盖了质量控制要 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理 信息化管理 + 智能分析 = 智能生产 涵盖采购、销售、生产管理、能源管理、 质量管理、设备管理、库存管理、备品备

主要设备与系统 • 移动变电站 • 破碎设备 • 制砂设备 • 选矿设备 • 采矿机 • 运输设备 • 二维 / 三维 GIS 平台 • 安全生产监测、监控系统 • 综采工作面的设备自动化 • 运输机自动控制 • 液压支架跟机自动化 • 矿井提升设备的机电一体化 • 综合集成平台 • (355826) 大数据 知识沉淀 自动化调度 自动驾驶运输 © 亿欧智库 - 叶子 (355826) 云网融合技术 © 亿欧智库 - 叶子 (355826) 虚拟现实 三维模拟 © 亿欧智库 - 叶子 (355826) 空间信息技术 事故仿真研究 安全检查评价 © 亿欧智库 - 叶子 (355826) 元数据 生产管理 技术规范 空间基准 © © 亿欧智库 - 叶子 (355826) 智能矿山 云计算 射频识别 物联网 红外感应器 虚拟仿真技术 矿山技术规范和标准 网络通讯技术 灾害预警 地理信息系统 无人采矿 三维建模 大数据技术 VR/AR 技术 人工智能 大数据 智能化决策 空间数据库 动态运筹学 资源评价 AI 听觉辨别 AI 视觉识别 自动驾驶技术 资料来源：公开资料、亿欧智库 事故预测预报