智能設備的數字孿生授課教師：卞化梅數字孿生賦能智能制造的核心價值6.3課前思考請同學們思考：智能工廠的標準有哪些？6.3數字孿生賦能智能制造的核心價值圍繞制造業數字化轉型，數字孿生技術應用幫助生產制造企業優化產品生產制造流程，通過滿足制造業企業的生產需求，制定全方位數字孿生服務，形成生產流程可視化、生產工藝可預測優化、遠程監控與故障診斷在生產管控中高度集成，提升企業生產質量，提高對生產制造的管控水平。6.3.1實現生產流程可視化提高生產管控智能工廠是以數字化技術為基礎的工廠管理模式，其核心是數字化生產流程、智能化設備和實時數據監測。可視化技術可以將工廠內的物理設備和生產流程等信息呈現為逼真的三維圖像，更好地支持工廠的管理和決策。提高生產管控實時監測設備狀態可視化技術可以在數字孿生模型中實現對設備的實時狀態監測。一旦發現設備出現故障或異常，管理者可以在虛擬場景中檢查原因以及進行維修操作。這可以有效降低生產停留時間和管理成本，并提高生產效率和客戶滿意度。虛擬仿真進行虛擬仿真，在三維可視化數字孿生模型中，工廠管理者可以對生產流程和工藝進行虛擬仿真和實驗，使生產流程更加優化和高效，減少生產成本，并有效降低產品開發時間。生產過程可視化可視化技術可以將生產過程可視化，以及實施實時監測。這樣可以更好地組織和調配生產過程，并及時發現生產過程中的瓶頸，提高工廠的生產效率和產品質量。6.3數字孿生賦能智能制造的核心價值智能工廠可視化技術主要應用6.3數字孿生賦能智能制造的核心價值6.3.2建設企業數字業務化降本增效數字化轉型實現數據驅動決策。通過數字化管理，整合企業內外部數據，企業可以更深入洞察自身的經營、管理情況，一方面可以促進流程優化，另一方面可以驅動智能化決策。通過數字化轉型，完成企業由個人經驗到智能決策的轉變，提升決策的質量和效率。降本增效6.3數字孿生賦能智能制造的核心價值6.3.3打造高度協同生產制造價值鏈釋放價值數字孿生技術促進上下游企業間數據集成和端到端匯聚，打造高度協同的上下游企業間生產制造鏈條，優化資源配置，提高企業效率，協同研發制造，推動企業釋放更大的增值。釋放價值6.3數字孿生賦能智能制造的核心價值轉型升級數字孿生深入設計、生產、物流、服務等活動環節，貫穿產品的全生命周期，滲透到設備、車間、企業、產業鏈各個層級應用，創造以產業升級、業務創新、全數字化個性化定制為導向的新的運營模式。擺脫舊商業模式束縛，觸發新型生產模式和商業模式的演進，助力企業升級改造，為傳統制造轉型升級賦能。6.3.4構筑數字孿生運營模式賦能轉型升級智能制造孿生的關鍵技術6.46.4智能制造數字孿生的關鍵技術1.模型和數據來源產品生態系統

供應鏈

2.產品、生態系統、供應鏈數字孿生的關系三個相對獨立、又互相關聯的數字孿生系統6.4智能制造數字孿生的關鍵技術3.產品數字孿生系統設計階段制造階段

使用和運維階段

4.生產系統數字孿生系統●生產系統的定義：生產系統是將原材料變為產品，它是信息、能量流和物流相交匯的系統。●生產系統的全生命周期:規劃與設計階段、施工建造階段、運營與維護階段、報廢或者回收階段。●生產系統的數字模型中三維幾何模型：廠房（車間）基礎設施模型、生產線設備模型、物流設施模型等。6.4智能制造數字孿生的關鍵技術生態系統規劃過程的數字孿生生產系統運行過程的數字孿生

4.生產系統數字孿生系統廠房（車間）基礎設施模型生產線設備模型物流設施模型生產過程的核心：通過協調管理企業的人員、設備、物料和能源等資源，把原材料或零件轉化為產品的活動。6.4智能制造數字孿生的關鍵技術請同學們思考：多源異構數據集成技術的特點？6.4智能制造數字孿生的關鍵技術6.4.1多源異構數據集成技術多源異構數據集成是指將來自不同數據源、不同數據格式、不同數據結構的數據進行整合、清洗、轉換、映射等操作，以滿足特定的應用需求。這種數據集成面臨著數據質量、數據安全、數據一致性、數據沖突等挑戰，需要采用多種技術手段來解決。其中包括數據抽取、數據清洗、數據轉換、數據映射、數據匹配、數據融合、數據存儲等方面的技術。6.4智能制造數字孿生的關鍵技術請同學們思考：多模型構建及互操作技術的特點？6.4智能制造數字孿生的關鍵技術多模型構建互操作技術數字孿生中的互操作是指數字孿生中的物理對象和數字空間可以雙向映射、動態交互和連接，數字孿生具有將物理實體映射到各種數字模型的能力，并且具有在不同數字模型之間相互轉換和融合的能力。建模型組裝模型模型融合模型驗證模型校正模型管理6.4智能制造數字孿生的關鍵技術請同學們思考：多動態高實時交互技術各自的特點？6.4智能制造數字孿生的關鍵技術多動態高實時生產流程

實時監控

預測和預警機制

數據分析

自主學習技術交互技術通過人機交互界面來真實仿真的過程，使得操作員能夠直觀感受到設備運行和生產效果，從而讓操作員能更好的掌握生產知識和技能，提高生產效率。應用場景6.5課前思考請同學們討論：完成其中一個應用場景，并匯報。6.5應用場景6.5.1設備的實時監控和故障診斷在智能制造行業中設備狀態監測與故障診斷技術是一種通過使用傳感器、數據分析和算法等手段對設備的運行狀態進行實時監測、故障診斷和預測的技術。6.5應用場景6.5.2設備工藝培訓設備是各項勞動過程中工藝和設備的合成，完成一項產品所必備的條件。在工藝過程中用于產品零件，部件或者組合件的制造以及產品裝配，精整，試驗等所有工作機器，機床和裝置。6.5應用場景6.5.3設備全生命周期管理設備全生命周期管理涵蓋了資產管理和設備管理雙重概念，它包含了資產和設備管理的全過程，從投入期、產出期、衰退期一系列過程，包括了設備管理，也滲透了全過程的價值變動過程。6.5應用場景6.5.4設備遠程運維數探索基于工業設備現場復雜環境下的預測性維護與遠程運維管理，通過收集智能設備產生的原始信息，經過后臺的數據積累，以及專家庫、知識庫的疊加復用，進行數據挖掘和智能分析。6.5應用場景6.5.5工廠實時狀態監控通過車間實體與虛體的雙向真實映射與實時交互，在數據模型的驅動下，實現設備監控、生產要素、生產活動計劃、生產過程等虛體的同步運行。典型案例6.6課前思考

請同學們討論：完成其中一個典型案例，并匯報。應用背景為加強醫藥集團總部為具體業務管控力度和提高生產的整體靈活性6.6典型案例應用成效生產效率提高20%；通過資源優化，運營成本降低20%方案簡介實現數字孿生體與實時生產過程管控、設備運行狀態管控、過程質量管控和物料管控同步6.6.1數字孿生助力醫藥生產制造異地協同管控應用背景隨著全球能源需求的不斷增長，新能源裝備制造產業也在迅速發展6.6典型案例應用成效目前經過項目實施已實現了新能源鋰電池生產裝備的智能化升級方案簡介本項目實現了人－產品－設備－數據之間互聯互通和全方位集成與貫通6.6.2數字孿生助力新能源裝備制造智能化升級6.6.3數字孿生助力汽車制造全流程數字化管理汽車組成：機艙前地板（機艙和前地板合稱機艙前地板）、后地板、左右側圍、頂蓋、五門一蓋。打通汽車制造焊接和總裝車間中物料、產品、設備、產線等每一個環節的信息瓶頸，將汽車車間中的數據在信息空間進行全要素重建，構建物理實體信息虛體生產線融合映射交互制造，實現遠程現場巡檢。6.6典型案例

方案簡介6.6典型案例沖壓沖壓是指通過對板材、帶材、管材、型材等施加外力，形成和加工所需形狀和尺寸的工件或沖壓件的方法涂裝當沖壓車間的車體沖壓件在焊裝車間焊接合拼后，白車身就要進入噴漆焊裝零散的車體會被運往焊裝車間，經過焊接，拼接成一個完整的白車身6.6.3數字孿生助力汽車制造全流程數字化管理總裝總裝是指將已經焊接好的車身、發動機、變速器等各種零部件進行組裝和調試的過程6.6.3數字孿生助力汽車制造全流程數字化管理通過數字孿生進行生產線可視化工藝仿真，能夠對關鍵設備的健康狀況進行管理，對車間能耗進行多維分析與