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数字孪生智能制造(智改数转)数字化架构设计及应用场景规划方案
发布日期:2024-08-22 11:07    点击次数:61

原文《数字孪生智能制造(智改数转)数字化架构设计及应用场景规划方案》PPT格式,主要从智能制造定义、目的、手段、使能;系统架构(工业体系、总体架构、应用场景);系统设计(智能生产、智能仓储物流、智能设备、数字孪生)、成功案例等进行建设。

一、背景与目标

随着工业4.0和智能制造的深入发展,数字孪生技术作为连接物理世界与数字世界的桥梁,正逐渐成为企业实现智能化转型的关键技术。本方案旨在通过构建数字孪生智能制造平台,实现企业的数字化转型,提高生产效率,降低运营成本,优化产品质量,并为企业创造更大的价值。

二、发展趋势

数字孪生技术正在逐步从概念验证阶段向广泛应用阶段过渡。未来,随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展,数字孪生技术将在智能制造领域发挥更加重要的作用。企业需要紧跟技术发展趋势,积极拥抱数字孪生技术,以提升企业竞争力。

三、行业痛点

当前,智能制造领域存在诸多痛点,如设备数据孤岛、生产流程不透明、产品质量难以追溯等。这些问题严重影响了企业的生产效率、产品质量和运营成本。数字孪生技术能够打破数据孤岛,实现生产流程的全面数字化和可视化,为企业解决这些问题提供了有效的途径。

四、系统架构

数字孪生智能制造平台采用分层架构,包括数据采集层、数据处理层、数字孪生模型层、应用服务层等。数据采集层负责收集生产现场的各种数据;数据处理层对采集到的数据进行清洗、整合和存储;数字孪生模型层基于处理后的数据构建数字孪生模型;应用服务层提供各类应用服务,如实时监控、预测性维护、智能决策等。

五、业务场景

1. 生产实时监控:通过数字孪生模型,实时监控生产现场的设备状态、生产进度等信息,确保生产过程的顺利进行。

2. 预测性维护:基于数字孪生模型,对设备进行预测性维护,提前发现潜在故障,减少设备停机时间,提高设备利用率。

3. 智能决策:结合数字孪生模型和大数据分析,为企业提供智能决策支持,如生产计划优化、产品质量分析等。

六、降本增效

通过数字孪生智能制造平台,企业可以实现以下降本增效的效果:

1. 提高生产效率:实时监控生产现场,及时发现并解决生产过程中的问题,提高生产效率。

2. 降低运营成本:通过预测性维护,减少设备停机时间和维修成本;通过智能决策,优化生产计划,降低库存成本。

3. 提升产品质量:基于数字孪生模型,实现产品质量的全程追溯,提升产品质量和客户满意度。

七、数字建模

数字建模是数字孪生技术的核心。在数字孪生智能制造平台中,需要构建多种类型的数字模型,如设备模型、生产流程模型、产品模型等。这些模型需要准确反映实际生产环境的物理属性和动态特性,以支持各种应用场景的仿真和验证。

八、智能决策

智能决策是数字孪生智能制造平台的重要应用之一。通过结合数字孪生模型和大数据分析技术,平台可以为企业提供智能决策支持。例如,基于历史生产数据和实时生产数据,平台可以预测未来一段时间内的生产需求,并据此优化生产计划;基于产品质量数据和用户反馈数据,平台可以分析产品质量问题,并提出改进方案。智能决策有助于提高企业的生产效率和产品质量,降低运营成本,提升企业竞争力。

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四、智能制造智改数转系统架构

1、智慧运营

生产计划、派工、产能平衡、供应预测、拉式生产、全局优化

2、智慧生产

任务令、生产、工艺、设备、物料、操作、环境等管理

3、智慧控制

数据收集、设备控制 、工艺、能源、警报等设备级控制 管理

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五、智能生产

1、生产管理

1)物料管理

实现物料精细化管理,物料来料二维码绑定订单及库位等信息,实现物料先进先出管理

2)计划排程

根据产品工时、交期等信息实现订单计划排产

3)生产过程

实时监测生产全过程数据,包括原料投入、成品产出、过程不良报废、人员及设备产出等数据,作为后续绩效管理评价依据

4)质量管理

采集生产过程各个检测站别的过程质量数据

5)成品管理

成品出入库管理,与第三方物流TMS系统对接,实现成品配送物流及订单签收的过程管控

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2、制造执行

使用自动化技术、工业机器人、输送设备和软件技术等技术,构建起自适应生产线,满足客户的定制化要求,同时实现车间生产组织方式的透明化、有序化、智能化。

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3、数据产出

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4、系统产出

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六、智能仓储物流

1、智能仓储

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