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数字化工厂实现了产品设计与生产过程无缝集成,打通纵向集成和横向集成。
个性化批量生产模式颠覆了传统的制造模式,不仅需要制造系统能够支持自适应生产任务、资源和环境等制造要素的动态变化,而且需要制造系统能够实现企业内部管理的纵向集成和面向供应链的横向集成(工业4.0目标)。
MES(制造企业生产过程执行管理系统)和SCADA(数据采集与监视控制系统)是数字化智能制造的核心工业软件。
PLM(产品全生命周期管理)紧紧围绕产品,对用户需求、订单信息、产品开发、工艺规划、生产制造、使用维护和回收再利用等全生命周期各个阶段产品数据的生成、变化进行科学高效的管理,以达到缩短产品上市周期、保证产品质量、降低产品成本等目的。从地域上横跨企业和供应链,从时间上覆盖从产品的概念阶段一直到产品结束的全生命周期。
PLM将分散的“产品信息孤岛”进行无缝集成,对产品全生命周期各个阶段的历史数据、现用数据、实验数据、规范文档等进行管理,为企业提供支持产品快速设计、制造优化、顺畅销售和方便使用维护等的集成化协同系统,是一种战略性的思想方法。
数字化工厂具有自动化、信息化、一体化、精益化、集成化的特点。
1)自动化:高度的自动化设备、生产区域的自动化、数据采集自动化、物流自动化、生产管理的自动化;2)信息化:把所有的工厂、生产线、产品设计、文档、图像、声音、管理、流程进行数字化;3)一体化:从产品研发到生产制造的闭环生产过程,保证工艺的标准化,将设计要求引入到生产过程;4)精益化:在生产过程对人、设备、物流、质量、能源的精益化管理,保证资源利用的最佳效率;5)集成化:工厂生产管理系统、企业管理系统、产品研发系统的集成,保证了人、物、设备、系统的集成。
二、工业4.0
工业4.0以智能制造为主导的第四次工业革命(革命性的生产方法)。通过信息物理系统CPS实现全生命周期中制造单元间相互独立地自动交换信息、触发动作和实现控制,将制造业向智能化转型。
工业4.0主要内涵是:产品方面,用户需求的功能性能数字仿真及快速实体化“虚拟”实现;生产方面,从材料选择到工厂生产资源配置的全数字仿真与实现;实现手段是云计算、大数据、物联网......;实现跨企业、行业、地域的生产链整合来高效满足用户个性化需求,重构价值链。
八个优先行动计划:标准化和参考架构;为工业建立宽频的基础设施;安全和保障(物理安全、功能安全、信息安全);管理复杂系统;工作的组织和设计;培训和持续的专业发展;监管框架;资源利用效率。
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