數(shù)字化工廠-工程建模課件

數(shù)字化工廠小組成員：

胡登軍

胡亮

毛啟航

宋李新數(shù)字化工廠小組成員：1主要內(nèi)容總結(jié)問題的提出、現(xiàn)狀分析數(shù)字化工廠其他應(yīng)用數(shù)字化工廠在本項目的應(yīng)用數(shù)字化工廠基本理論2主要內(nèi)容總結(jié)問題的提出、現(xiàn)狀分析數(shù)字化工廠其他應(yīng)用數(shù)字化工廠2問題的提出、現(xiàn)狀分析現(xiàn)代制造需求現(xiàn)狀解決方案問題的提出、現(xiàn)狀分析現(xiàn)代制造需求現(xiàn)狀解決方案3問題的提出、現(xiàn)狀分析產(chǎn)品生命周期縮短用戶需求多樣化大市場和大競爭交貨期成為競爭的第一要素信息化和智能化人的知識、素質(zhì)和需求的變化環(huán)境保護意識的增強與可持續(xù)發(fā)展知識經(jīng)濟時代制造業(yè)呈現(xiàn)新特點現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)外現(xiàn)狀問題的提出、現(xiàn)狀分析知現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)外現(xiàn)狀4問題的提出、現(xiàn)狀分析產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)制造工廠布局設(shè)計生產(chǎn)線設(shè)計加工單元優(yōu)化工藝規(guī)劃人機工程現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)外現(xiàn)狀問題的提出、現(xiàn)狀分析產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)制造工廠布局設(shè)計生產(chǎn)線設(shè)計加5問題的提出、現(xiàn)狀分析現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)外現(xiàn)狀問題的提出、現(xiàn)狀分析現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)外現(xiàn)狀6問題的提出、現(xiàn)狀分析VR-LayoutDMVA汽車裝配船舶焊接現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)外現(xiàn)狀問題的提出、現(xiàn)狀分析VR-LayoutDMVA汽車裝配船舶焊7問題的提出、現(xiàn)狀分析西門子PLM達索系統(tǒng)現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)外現(xiàn)狀問題的提出、現(xiàn)狀分析西門子PLM達索系統(tǒng)現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)8問題的提出、現(xiàn)狀分析現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)外現(xiàn)狀汽車航空能源電力問題的提出、現(xiàn)狀分析現(xiàn)代制造解決方案國內(nèi)外現(xiàn)狀汽車航空能源電9主要內(nèi)容總結(jié)問題的提出、現(xiàn)狀分析數(shù)字化工廠其他應(yīng)用數(shù)字化工廠在本項目的應(yīng)用數(shù)字化工廠基本理論10主要內(nèi)容總結(jié)問題的提出、現(xiàn)狀分析數(shù)字化工廠其他應(yīng)用數(shù)字化工廠10數(shù)字化工廠產(chǎn)生的產(chǎn)生數(shù)字化工廠的定義虛擬制造及數(shù)字化工廠實施數(shù)字化工廠的意義數(shù)字化工廠基本理論功能定位功能分析系統(tǒng)架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)數(shù)字化工廠的體系框架數(shù)字化工廠的概念及內(nèi)涵數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計與仿真工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化數(shù)字化工廠產(chǎn)生的產(chǎn)生數(shù)字化工廠基本理論功能定位數(shù)字化工廠的體11數(shù)字化工廠的概念及內(nèi)涵產(chǎn)生定義虛擬制造意義NOCAD2D設(shè)計3D設(shè)計數(shù)字模型數(shù)字化設(shè)計數(shù)字化工廠數(shù)字化工廠的概念及內(nèi)涵產(chǎn)生定義虛擬制造意義NOCAD2D設(shè)12數(shù)字化工廠的概念及內(nèi)涵產(chǎn)生定義虛擬制造意義廣義數(shù)字化工廠供應(yīng)方核心企業(yè)協(xié)作/合作方銷售方虛擬采購虛擬訂貨虛擬定制……虛擬管理虛擬制造……虛擬協(xié)同…..虛擬銷售虛擬服務(wù)……設(shè)計性虛擬制造生產(chǎn)性虛擬制造控制性虛擬制造結(jié)構(gòu)設(shè)計熱力學(xué)分析動力學(xué)分析應(yīng)力分析工藝分析工藝規(guī)劃工藝審查生產(chǎn)計劃生產(chǎn)線規(guī)劃物流仿真生產(chǎn)線優(yōu)化虛擬儀器狹義數(shù)字化工廠數(shù)字化工廠的概念及內(nèi)涵產(chǎn)生定義虛擬制造意義廣義數(shù)字化工廠供應(yīng)13數(shù)字化工廠的概念及內(nèi)涵14產(chǎn)生定義虛擬制造意義時間設(shè)計時間工藝規(guī)劃生產(chǎn)周期質(zhì)量規(guī)劃質(zhì)量優(yōu)化配置統(tǒng)一數(shù)據(jù)成本物理原型減少更改設(shè)備人員數(shù)字化工廠的概念及內(nèi)涵14產(chǎn)生定義虛擬制造意義時間設(shè)計時間工14數(shù)字化工廠的體系框架15功能定位功能分析硬件架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)數(shù)字工廠CAD/PDM做什么產(chǎn)品？What?產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)ERP/MES何時做？在哪里做？When/Where資源材料清單怎樣制造？How工藝設(shè)計模擬仿真過程管理電子化的工藝過程表操作資源零件數(shù)字化工廠的體系框架15功能定位功能分析硬件架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)數(shù)字15數(shù)字化工廠的體系框架功能定位功能分析硬件架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)工廠布局工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)生產(chǎn)大綱設(shè)備幾何模型生產(chǎn)線，模型工藝參數(shù)，操作錯誤記錄資源數(shù)字模型技術(shù)要求設(shè)備加工性能設(shè)備參數(shù)工藝要求工藝文檔仿真結(jié)果廠房設(shè)備工裝夾具布局圖客戶化分析報告工藝文件PERT圖GANIT圖加工指令物流、加工、操作動畫、軌跡軌跡數(shù)字化工廠的體系框架功能定位功能分析硬件架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)工廠布局16數(shù)字化工廠的體系框架功能定位功能分析系統(tǒng)架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)產(chǎn)品虛擬裝配工藝規(guī)劃零件制造設(shè)計與分析產(chǎn)品設(shè)計與分析材料成型仿真仿真檢驗虛擬計劃調(diào)度工廠車間生產(chǎn)線加工單元加工操作數(shù)字化工廠的體系框架功能定位功能分析系統(tǒng)架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)產(chǎn)品虛擬17數(shù)字化工廠的體系框架功能定位功能分析系統(tǒng)架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)ProductProcessResourcePPR

Hub控制信息作用對象企業(yè)資源數(shù)字化工廠的體系框架功能定位功能分析系統(tǒng)架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)Prod18數(shù)字化工廠的體系框架功能定位功能分析系統(tǒng)架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)表示層應(yīng)用控制層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層常規(guī)交互可視化虛擬現(xiàn)實工藝規(guī)劃物流規(guī)劃規(guī)劃類布局仿真裝配仿真工程類加工仿真機器人仿真人機工程布局規(guī)劃公差分析檢測仿真質(zhì)量類安全管理流程管理管理類文檔管理協(xié)同管理產(chǎn)品建模資源建模工藝過程知識庫數(shù)字化工廠的體系框架功能定位功能分析系統(tǒng)架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)表示層應(yīng)19數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化區(qū)域裝配線工作單元緩沖區(qū)庫存區(qū)GIS配套設(shè)備操作區(qū)域數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化區(qū)域裝配線工作單元緩20數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化組件管理庫廠房布局設(shè)計設(shè)備布局工裝夾具布局資源數(shù)據(jù)組件規(guī)范組件導(dǎo)出文檔廠區(qū)面積數(shù)據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)工廠規(guī)劃綱要廠區(qū)地理信息模型設(shè)備規(guī)劃綱要設(shè)備布局圖工裝夾具布局圖設(shè)備數(shù)字模型工裝夾具數(shù)字模型廠房布局圖生產(chǎn)線分部信息工藝規(guī)劃VR、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化組件管理庫廠房布局設(shè)21數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化基本內(nèi)容

設(shè)施設(shè)計

信息系統(tǒng)設(shè)計布置設(shè)計物料搬運系統(tǒng)設(shè)計建筑設(shè)計公用工程設(shè)計

設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計

廠址選擇基本原則整體綜合性原則移動距離最小原則流動性原則空間利用原則安全原則數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化基本內(nèi)容設(shè)施設(shè)計22數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化布局形式流水線布局機群布局項目布局成組布局基本原則數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化布局形式流水線布局基23數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化VR車間布局實體的三維表達沉浸式交互布局支持布局的輔助功能虛擬環(huán)境的布局約束虛擬環(huán)境的仿真動畫人機工程學(xué)校驗物流分析數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化VR車間布局實體的三24數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化項目說明工藝設(shè)計項目報告預(yù)規(guī)劃數(shù)據(jù)導(dǎo)入操作數(shù)據(jù)生產(chǎn)大綱設(shè)備分布信息項目配置文件工藝要求工具、零件、設(shè)備、產(chǎn)品、操作資源數(shù)據(jù)模型設(shè)備加工性能PERT、GANT、工作計劃工藝文件加工指令產(chǎn)品、設(shè)備、工具數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化項目說明工藝設(shè)計項目25數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化層次性（生產(chǎn)線層、作業(yè)區(qū)、單元層單個資源層）。多資源（加工設(shè)備、人員、機器人、AGV、夾具）多輸出（工藝流程圖、工序工位公步、PERT圖、GANTT圖）可優(yōu)化

（FuzzySet、Rough

Set、ANN、GA）數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化層次性（生產(chǎn)線層、作26數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化27數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化生產(chǎn)線仿真人機工程仿真單元仿真粗略仿真（物流、工時、線平衡）生產(chǎn)線模型工藝設(shè)計工廠規(guī)劃設(shè)備參數(shù)操作錯誤記錄仿真結(jié)果加工單元、裝配單元物物流、加工、操作動畫、軌跡記錄、錯誤日志生產(chǎn)大綱人際學(xué)原理生產(chǎn)線數(shù)據(jù)數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化生產(chǎn)線仿真人機工程單28數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化生產(chǎn)線仿真模塊生產(chǎn)線物流仿真(SCM)工時分配仿真(工作設(shè)計）線平衡仿真（節(jié)拍）數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化生產(chǎn)線仿真模塊生產(chǎn)線29數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化單元仿真模塊加工單元裝配單元數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化單元仿真模塊加工單元30數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化人機工程仿真模塊動作時間評估工作姿態(tài)評估疲勞強度評估數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化人機工程仿真模塊動作31數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化優(yōu)化功能制造系統(tǒng)目標(biāo)具體參數(shù)約束優(yōu)化算法控制策略評價模型系統(tǒng)建模不同方案仿真實施模型（系統(tǒng)模型、離散排隊、事件驅(qū)動）算法（GA、啟發(fā)式搜索）目標(biāo)函數(shù)（通過時間、在制品數(shù)、設(shè)備利用率、等待隊長）數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化優(yōu)化功能制造系統(tǒng)目標(biāo)32數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化優(yōu)化功能例.船臺吊裝三項設(shè)備組進行組合優(yōu)化之后花費時間減少到原來的80%。數(shù)字化工廠的功能布局設(shè)計工藝規(guī)劃仿真優(yōu)化優(yōu)化功能例.船臺吊裝33主要內(nèi)容總結(jié)問題的提出、現(xiàn)狀分析數(shù)字化工廠其他應(yīng)用數(shù)字化工廠在本項目的應(yīng)用數(shù)字化工廠基本理論34主要內(nèi)容總結(jié)問題的提出、現(xiàn)狀分析數(shù)字化工廠其他應(yīng)用數(shù)字化工廠34數(shù)字化工廠在本項目的應(yīng)用項目簡介造船工藝簡介基于DELMIA的制造過程仿真Humantasksimulation&DPM數(shù)字化工廠在本項目的應(yīng)用項目簡介造船工藝簡介基于DELMIA35項目簡介項目名稱：分段造船總段分段建造方案及作業(yè)流程設(shè)計分析技術(shù)總段分段劃分方案與分道作業(yè)平衡技術(shù)多分段多資源約束下的大型艦船作業(yè)排序與規(guī)劃技術(shù)分段快速搭載與吊裝作業(yè)流程優(yōu)化技術(shù)總段制造的全流程數(shù)字化模擬及虛擬制造技術(shù)總段裝配現(xiàn)場數(shù)字化模型構(gòu)建總段運輸、吊裝與裝配過程模擬總段作業(yè)過程人機工程分析項目簡介項目名稱：分段造船總段分段建造方案及作業(yè)流程設(shè)計分析36造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段日本：以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的總裝造船（三井千葉、住友追濱、日立有明）韓國：重視學(xué)習(xí)國外先進造船技術(shù)（現(xiàn)代、大宇、三星、漢津和海拉）中國：學(xué)習(xí)國外造船技術(shù)（大連造船廠、廣船國際、南通中遠川崎）造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段日本：以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的總裝37造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段船臺合攏平面分段制作曲面分段制作上建分段制作艏艉分段制作部件裝配零件加工分段舾裝總段組合總段舾裝造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段平面分段制作曲面分段制作上建38造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段部件裝配零件加工造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段部件裝配零件加工39造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段平面分段制作曲面分段制作造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段平面分段制作曲面分段制作40造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段上建分段制作艏艉分段制作造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段上建分段制作艏艉分段制作41造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段舾裝涂裝造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段舾裝涂裝42造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段船臺合攏造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段船臺合攏43造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段由平直的板列與相應(yīng)的骨材裝配組合而成的單層船體分段。拼板焊接縱骨安裝縱骨焊接肋板縱桁裝配肋板縱桁焊接預(yù)舾裝涂裝造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段由平直的板列與相應(yīng)的骨材裝配44造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段拼板：將從門式切割機上切割的板材拼接在一起焊接：將板材固結(jié)在一起?？v骨安裝：吊裝縱骨，將其分布開來，同時手工搭焊?？v骨焊接：門式自動焊接造船工藝簡介簡介工藝流程平面分段拼板：將從門式切割機上切割的45基于DELMIA的制造過程仿真ProcessProductResource基于DELMIA的制造過程仿真ProcessProductR46基于DELMIA的制造過程仿真ProcessProductResource基于DELMIA的制造過程仿真ProcessProductR47基于DELMIA的制造過程仿真ProcessProductResource基于DELMIA的制造過程仿真ProcessProductR48Humantasksimulation&DPM動作定義視覺分析姿態(tài)分析疲勞分析Humantasksimulation&DPM動作定49Humantasksimulation&DPM動作定義視覺分析姿態(tài)分析疲勞分析Humantasksimulation&DPM動作定50Humantasksimulation&DPMDPMAssembly，作為DELMIA系統(tǒng)中一個獨特的軟件模塊，充分利用“數(shù)字樣機”的三維數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在三維基礎(chǔ)上的3D工藝規(guī)劃，并對零件的加工過程、產(chǎn)品的裝配過程、生產(chǎn)的規(guī)劃進行3D模擬并驗證。促進工藝應(yīng)用水平的提高，及優(yōu)秀的工藝經(jīng)驗繼承，實現(xiàn)真正的設(shè)計與工藝并行工程；提高設(shè)計能力，處理ECO的能力。Humantasksimulation&DPMDPM51Humantasksimulation&DPMDPMAssembly，作為DELMIA系統(tǒng)中一個獨特的軟件模塊，充分利用“數(shù)字樣機”的三維數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在三維基礎(chǔ)上的3D工藝規(guī)劃，并對零件的加工過程、產(chǎn)品的裝配過程、生產(chǎn)的規(guī)劃進行3D模擬并驗證。促進工藝應(yīng)用水平的提高，及優(yōu)秀的工藝經(jīng)驗繼承，實現(xiàn)真正的設(shè)計與工藝并行工程；提高設(shè)計能力，處理ECO的能力。Humantasksimulation&DPMDPM52Humant