数字李生共享智能工厂研究与构建.pdf
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1、第2 6 卷第0 5期变频器世界2 0 2 3年0 5月数字李生共享智能工厂研究与构建Research and Construction of Digital Twin Shared Intelligent Factory重庆科创职业学院张郭(Zhang Guo)摘要:本项目旨在提出一种数字化工厂升级改造的一体化解决方案,采用NXMCD数字化双胞胎制造技术在产品设计阶段模拟出该产品的整个生命周期,以产品全生命周期的相关数据为基础,在计算机虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,解决产品设计和产品制造之间的鸿沟,从而更有效,更经济、更灵活的组织生产,以实现加速对小型自动化工厂的转型,工业
2、物联网融合;实现对中型企业的产品全生命周期管理,创建新的生产组织方式;以及实现整个工业云服务的构建。从而降低生产中的不确定性,缩短产品设计到生产的转化的时间,提高产品的可靠性与成功率。关键词:数字李生;互联网;智能工厂Abstract:This project aims to propose an integrated solution for the upgrading and renovation of digital chemical plants.NX MCD digital twin manufacturing technology is used to simulate the e
3、ntire lifecycle of the product during the productdesign phase.Based on the relevant data of the entire lifecycle of the product,the entire production process is simulated,evaluated,and optimized in a computer virtual environment to solve the gap between product design and manufacturing,thus becoming
4、 more effective,Organize production more economically and flexibly to accelerate the transformation ofsmall automatic chemical plants and the integration of industrial internet of things;Implement full lifecycle managementof products for medium-sized enterprises and create new production organizatio
5、n methods;And achieve the constructionof the entire industrial cloud service.Thus reducing the uncertainty in production,shortening the time from productdesign to production,and improving the reliability and success rate of the product.Key words:Digital twin;Internet;Smart factory【中图分类号】TH166【文献标识码】
6、A【文章编号】156 1-0 330(2 0 2 3)0 5-0 0 91-0 41引随着互联网技术、信息数字技术的发展,智能制造的大范围推广逐步成为一种可能。制造业强国不断推出新举措,通过政府、行业组织、企业等协同推进智能制造发展,以提升工业制造实力,培育行业竞争优势。智能制造产业升级在世界范围内逐渐扩大兴起,中国制造2025战略也应运而生。2 0 15年5月,我国发布中国制造2 0 2 5文件,提出我国指导强国建设三个十年的“三步走”战略,其以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、智能化制造为主线,指出要以推进智能制造为制造业发展主攻方向,构建以智能制造为重点的新型制造体系。2方
7、案总体设计本项目的关键技术主要是运用“数字化双胞胎”技术建立“智慧工厂”。“数字化双胞胎”由“产品数字化双胞胎”、“设备数字化双胞胎”和“生产工艺流程数字化双胞胎”三个部分组成,由统一数据进行统筹,能够形成基于模型的虚拟企业和基于自动化技术的现实企业镜像,从而提前对程序和复杂运动序列进行虚拟测试。这样,相关系统在执行程序时,就能够识别序列和程序的错误,评估运动行为,确定程序运行时间,以提高后续加工的精确度和可靠性,最大限度缩短调整时间。具体方案如图1所示。WWW.CA168.COM91伺服控制SERVOCONTROL提高设计质量,减少在真正生产过程中调试时间和生产项目工艺规划BOM性能产品概念
8、仿真设计设计设计洋细BOM设计服务维护服务数维护大据管理修执行图1产品全生命周期管理流程2.1建立MCD仿真模型机电一体化概念设计解决方案(MCD)将机械自动化与电气和软件结合起来,组包括机械、机电、传感器、驱动等多个领域部件的概念设计,工程师们可用于新产品集成管理、机械设计、电气、自动化等专业概念的3D建模和仿真,提供了机电设备设计过程中硬件在环境中仿真调试,通过虚拟设备与PLC连接,对产品可靠性进行虚拟调试。MCD可加快机械、电气和软件设计等学科产品的开发速度,是工作领域中不可或缺的工具。设计迭代产生的误差进一步降低,成为一个综合各学科领域的研发平台。本项目提供的方案创新点在于利用基于MC
9、D系统的设计理论。如图2 所示,当客户进入方案设计阶段,可以根据云端反馈的数据,进行方案的设计,也可以根据用户需求分模块设计。MCD系统与相关的电气、自动控制以及机械软件都互有接口,各个工程师设计完对应的产品模型后集成到MCD系统进行调试验证,统一进行方案的调试,直到修改通过,不需要做出实物模型,为后续的工作节约了成本。系统工程需求管理概念设计图2 基于MCD的设计原理图通过仿真验证,能够早期检测和沟通产品设计问题,92THEWORLDOFINVERTERS成本。同时,能够完成产能分析,为工厂布局和工艺提资源工艺零件管理工艺设计装配工艺质量管理控制数据采生产制造资集源制造过程监制造执控行时间与
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