1 數字化工廠的定義
數字化工廠的本質是結合產品整個生命周期的相關信息數據,對整個生產過程進行虛擬仿真、計算優化和合理重組的生產形式,采用三維GIS、虛擬仿真、大數據分析、移動應用等先進信息技術,統籌規劃建設期和運營期的數據資源建設、功能建設和業務建設。概括起來,數字化工廠的定義主要包括以下三個方面:
(1)數字化工廠是由數學模型、仿真方法和軟件工具構成的綜合系統,體現為虛擬仿真和虛擬現實兩部分,同時集成數據管理;
(2)數字化工廠以產品整個生命周期的信息數據為基礎,在計算機軟件中對整個生產過程進行計算、模擬、決策和優化;
(3)數字化工廠在產品設計和產品制造之間完成銜接,有效降低了從設計到制造之間的溝通問題和模糊性,將生產制造過程提前在虛擬環境中進行演算,使得生產節拍和生產結果得以評估與檢驗,從而減少從產品設計到投入生產之間的精力投入,并且提高產品的合格率與可靠性。

2 數字化工廠的優勢
(1)生產過程靈活化:整個工廠在規劃設計之初就可以利用數字化工廠技術對車間布局、產線水平與生產能力等進行預判,幫助企業進行風險評估與實施檢驗。另一方面,數字化工廠技術有助于工廠各部門的協作作業,成為一個緊密聯系的整體,有助于工廠建設過程中的靈活調配和協調處理;
(2)產品質量優質化:數字化工廠技術通過對設計、原料、生產等環節進行實時有效的監控把關與統籌調度,有效降低了產品設計與生產制造之間的溝通障礙,從而提高產品參數的一致性,為產品的質量和穩定性提供保障;
(3)生產成本有效化:數字化工廠技術能夠有效地對產品進行設計與性能驗證,降低了實際產品的更改和模具的更換風險,從而有效地避免原材料浪費、降低產品研發成本。另一方面,對現有的數據資料進行充分分析和模擬仿真,對生產過程中可能發生的風險進行預先判斷與處理,從而降低生產事故損失,提高生產效益;
(4)制造周期高效化:通過數字化工廠,企業可以根據市場需求的變化,高效快捷地對新產品進行仿真設計,加速產品的設計和生產。另一方面,數字化工廠能夠仿真與優化新產品的生產工藝和流程,保證了新產品順利實現生產,提高了產品質量的可靠性,提高了產品的出廠效率,從而在企業競爭中取得優勢。
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