數(shù)字化工廠以產(chǎn)品全生命周期的相關數(shù)據(jù)為基礎,在計算機虛擬現(xiàn)實環(huán)境中,對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化,并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。數(shù)字化工廠主要解決產(chǎn)品設計和產(chǎn)品制造之間的“鴻溝”,實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的設計;制造;裝配;物流等各個方面的功能,降低設計到生產(chǎn)制造之間的不確定性,在虛擬環(huán)境下將生產(chǎn)制造過程壓縮和提前,并得以評估與檢驗,從而縮短產(chǎn)品設計到生產(chǎn)的轉化的時間,并且提高產(chǎn)品的可靠性與成功率。
虛擬數(shù)字化工廠建設包含以下三個部分:
(1) 工廠布局規(guī)劃與仿真
工廠布局規(guī)劃與虛擬仿真使用國外最新三維交互虛擬演示布局平臺,以三維沉浸式虛擬環(huán)境取代傳統(tǒng)的二維環(huán)境進行布局規(guī)劃,建立廠房結構、行車、設備、工裝、機器人、物流容器、標識線、輸送線等生產(chǎn)資源的三維數(shù)字模型,并實現(xiàn)交互式設施布置與漫游,大大提高布局規(guī)劃的效率。
(2)物流過程仿真
基于商品化物流真工具,對生產(chǎn)車間物流規(guī)劃進行建模與仿真,模擬生產(chǎn)過程中車間內加工設備、物料緩沖區(qū)、物流設備等運行情況,分析物料阻塞、節(jié)拍不平衡、設備等待等問題,提交分析報告,包括產(chǎn)能分析、物流路徑的評估與優(yōu)化、物料輸送系統(tǒng)的選擇與控制方案的評估、加工工序的評估、物流路徑的流量和瓶頸分析、加工設備的利用率等。
(3)裝配工藝過程仿真
裝配工藝過程仿真在三維虛擬環(huán)境中,模擬產(chǎn)品或部件的裝配操作,包含裝配順序定義、裝配路徑定義以及人機操作模擬等過程。裝配工藝過程仿真通過合理地進行工位內部的設備布局來盡量減少操作時間,滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求;同時要對工人的裝配操作進行人機工程學分析,使得操作者不致因疲勞而導致意外的發(fā)生。
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