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如何利用數字化建技術提供一種具有沉浸性、交互性和構想性的多維信息空間，方便實現人機交互設計？如何將數字化工具嵌入到產品設計、研發、生產規化、生產管理以及整個價值鏈，給制造業帶來改變，利用互聯網技術實現數據監測追蹤、操作流程可視化？


數字孿生是綜合運用感知、計算、建模等信息技術，通過軟件定義，對物理空間進行描述、診斷、預測、決策，進而實現物理空間與虛擬空間的交互映射。


智能制造：是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。智能制造系統架構從生命周期、系統層級和智能特征三個維度描述智能制造所涉及的活動、裝備、特征等內容。



1、智慧工廠3D可視化的優勢


智慧工廠3D可視化優勢是整合資源在互聯網領域技術，一體化項目智能化設備的管理系統。3D構建的智慧工廠、3D可視化管理系統，工廠外部建筑和內部設備的可視性，1：1還原真實工廠的外部建筑和環境以及內部產線。通過可視化運行數據實時顯示，還原真實的生產場景。


實現生產運行監室3D模型視角和場景切換時，可自動切換附加的信息。意見導航至特定視角。工廠生產線采集的實時生產數據為基礎，得到生產執行部位的實時定位與速度，實現工廠狀態的實時同步。


2、智慧工廠三維建?；庸芾硐到y的特點


智慧工廠三維建模互動管理系統的特點，采用不同的狀態觀測器模型，過程狀態設備執行部件運動狀態、生產成品變形狀態和生產溫度狀態等。在工廠線上安裝藍牙設備可提供人員定位，以及人員相關信息在線上三維互動場景中進行展示。


隨時3D可視化技術的運用越來越廣泛，不光可以運用在工廠的數字化轉型當中，能夠協助政府部門/機關事業單位、產業園、企業等制作出更加直觀清楚的數據可視化展現、數據可視化管理方法、數據運營管理。


3、以恒大新能源汽車智慧工廠構建與運營的實踐為例


以恒大新能源汽車智慧工廠構建與運營的實踐為例，對數字化信息技術與傳統制造產業創新融合應用實例展開研究，分析了構建數字化工廠的目的、數字化工廠總體設計、數字化工廠建設路徑要素，以期為我國制造業的轉型升級之路提供參考。


數字化工廠模型的設計與應用


規劃以智慧園區為基礎，以IT技術和OT技術為支撐，以前瞻技術為引導，通過構建支撐應用場景的IOT架構。


廣州工廠投入了大量的自動化設備和信息化應用系統，包含工廠級MES生產執行系統，設備管理系統，質量管理系統，SAP系統，供應商管理系統，WMS系統，AGV智能調度系統，可視化監控系統等。以往各個系統因為基礎軟件的不同，相互之間都是孤島，數據需經過離線人為格式轉換從系統導入另外一個系統。


因此，針對不同工業基礎軟件的面向業務需求的接口二次開發至關重要。通過MES結合智能識別RFID系統，從制造的角度、從生產計劃與生產過點動態角度把所有不同模塊從業務的角度串聯起來。



產品數字化


為了加快新產品開發的步伐，通過建立高效的PLM協同集成平臺，實現計算機輔助設計CATIA和研發設計管理軟件PDM的系統集成，建立企業級中央集成BOM系統，對EBOM、MBOM、SBOM進行統一管理。


基于PDM系統的全球數字化協同研發平臺、結合CAD、CAE等數字化技術、利用CA PDS的研發數據管控及高性能計算系統，有效支撐了分布于全球多地的造型與總布置能力、結構設計與性能開發能力、仿真分析能力、樣車制作與工藝能力及試驗驗證與評價等能力。


采用西門子最先進的“數字雙胞胎”智能制造系統。真實工廠與虛擬工廠同步運行，真實工廠生產時的數據參數、生產環境等都會通過虛擬工廠反映出來，虛擬與現實結合，并利用三維可視化技術將生產場景真實展現出來，生產數據實時驅動三維場景中的設備，使其狀態與真實生產場景一致，從而更充分了解整個生產場景中各設備的運行狀況，達到監測、分析的目的。


通過大數據與分析平臺，將云端中匯集的海量數據轉化、分析、挖掘，幫助工廠制定更明智的決策，快速提高生產效率、降低成本和實現質量目標


工藝一體化平臺


基于3D的數字化工藝規劃、仿真和優化平臺來幫助恒大新能源汽車建立高效的、高質量的產品生產工藝規劃水平，通過工藝一體化平臺，實現產品設計數據向制造的同步，工裝和工藝派生數據的在線設計，以及工裝與產品數據的關聯設計。


建立以結構化數據方式整合在一起的產品、工藝、工廠、制造信息，實現制造、過程數據信息化和精細化管理。以產品數據、工藝資源數據為基礎，在數字化環境內，進行工藝布局、工藝設計、工藝仿真驗證。提高工藝文件編制效率，實現工藝經驗積累、有效重用，最終實現設計面向制造


生產數字化


恒大汽車廣州工廠聯合世界一流的西門子智能制造信息系統，實現數據互聯互通；匯聚德國舒勒、庫卡、杜爾，日本發那科等全球頂級汽車工藝裝備；實現技術頂級，品質一流，成本最優，打造中國汽車工業“新智造”。


車身黑燈工廠


車身車間自動化率達到100%，各生產線上的智能機器人協同工作，不但能輕松完成白車身的焊接、定型等工序，還可實現24小時全自動作業，是名副其實的高端智能“黑燈工廠”。KA生產線，采用六車型柔性生產線技術，隨機切換生產。


共611臺機器人，244個NC定位機構，148臺AGV，全力打造滿足多種車型、多種工藝、鋼鋁混合的自動化、柔性化、生態化、數字化、智能化生產車間。



總裝智慧云工廠


總裝車間采用世界頂級德國杜爾裝配生產線，集成ABB自動化及西門子全球首創底盤自動合裝虛實匹配技術，融合西門子全球智能MES系統，實現高度的“智慧”工廠（HEAD-Factory）。


融合工業4.0、物聯網、云計算等前沿技術，實現車間及工序間數據互聯互通，300多套智能擰緊工具及全流程電檢診斷系統，實現關鍵信息追溯及大數據管理；


運用數字雙胞胎技術助力產品全生命周期價值鏈整合，并通過西門子數字化仿真軟件進行虛擬仿真，建立虛擬與現實映射的工廠環境。實現從設計、工藝、生產一體化，生產、質量和管理的縱向集成。


智能匹配


總裝是所有尺寸偏差最終累積的集合點，新工廠新產品導入時尺寸配合有超出機器識別范圍的風險，易導致高停線率，為此南沙工廠總裝車間投入機器人75臺，規劃整體自動化率達到20%以上，處于行業領先水平。


并對自動裝配涉及的尺寸實測數據進行虛擬匹配，可預知和處理尺寸匹配風險，提高設備開動率，并對不良數據進行大數據分析，根據變化趨勢，找到根因，提前對策鎖定（設計問題、車身工藝、總裝托盤、裝配因素…..）。


廣州工廠首先以底盤全自動合裝為項目試點，開發了一套數據互聯互通應用方案。車身車間布置在線藍光檢測設備，測量每臺車的尺寸數據；總裝在前后橋區域布置在線測量工作站，測量每臺前后橋總成的安裝孔位尺寸；


托盤緩存區布置藍光檢測設備，測量托盤定位銷尺寸數據；測量數據經過編碼標識后，通過MES系統上傳至智能匹配系統中，與質量數據管理系統上傳來的來料數據一起，通過匹配算法，虛擬計算自動合裝尺寸匹配狀態，將結果輸出至工位上，提前應對解決。


工廠實時監控


恒大汽車廣州工廠引入SIEMENS智能制造標桿方案，開發具有恒大特色的生產制造執行系統，采取SCADA集中數據采集方式，打通上下游系統，實現四大生產車間、質量、物流、工藝數據的一體化控制和管理，實現了訂單至交付全流程數據實時互通，滿足客戶查詢訂單的實時位置的需求。


MES系統追溯模塊實現了將精益生產粒度下沉到分總成件，通過上下位系統的信息互通和分總成件單件標識化管理，提升了車輛生產過程數據細化管理的程度，為車輛全過程信息追溯和分析提供了數據支持。分總成工藝數據的采集，也為下游智能裝配的精準化定位提供數據支撐。