智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)智能制造與智能工廠數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)6.16.26.36.4應(yīng)用場(chǎng)景6.5典型案例6.6智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)6.1學(xué)習(xí)目標(biāo)●掌握智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)構(gòu)成●了解智能工廠的工廠數(shù)字模型●了解數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值●了解智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)●能正確的描述智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)的構(gòu)成●能描述國(guó)內(nèi)智能制造的發(fā)展趨勢(shì)●能描述智能工廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)●培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的聯(lián)想能力●培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的方法與途徑●了解國(guó)內(nèi)智能制造的發(fā)展趨勢(shì)和智能工廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)●能列舉2-3個(gè)國(guó)內(nèi)的智能制造數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景和典型案例知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)智能制造中對(duì)象與系統(tǒng)主要包括智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)系統(tǒng)、智能生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程，與其相關(guān)的數(shù)字孿生系統(tǒng)可以包括產(chǎn)品數(shù)字孿生系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)和供應(yīng)鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)。三維可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導(dǎo)設(shè)備管理能耗管控安全防護(hù)6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的數(shù)字孿生主要功能三維可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導(dǎo)設(shè)備管理能耗管控安全防護(hù)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)具有高保真度、高擬實(shí)性的特點(diǎn)，結(jié)合3R(VR/AR/MR）技術(shù)能將可視化模型從傳統(tǒng)的二維平面過(guò)渡到三維實(shí)體，車間的生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、人員管理、質(zhì)量數(shù)據(jù)、能源管理、安防信息等均能以更為直觀、完整的方式呈現(xiàn)給用戶。6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)主要功能三維可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導(dǎo)設(shè)備管理能耗管控安全防護(hù)6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)，從生產(chǎn)計(jì)劃的制定、仿真、實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)整等均基于實(shí)際工廠（車間）數(shù)據(jù)，使得生產(chǎn)調(diào)整具有更高的準(zhǔn)確性與可執(zhí)行性。生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度有：初始生產(chǎn)計(jì)劃的制定；生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整優(yōu)化；生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)優(yōu)化。主要功能三維可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導(dǎo)設(shè)備管理能耗管控安全防護(hù)6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)利用數(shù)字孿生技術(shù)可以有效支持生產(chǎn)和裝配過(guò)程的指導(dǎo)；生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行模擬優(yōu)化，同時(shí)可以借鑒類似產(chǎn)品的加工數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)，推廣到新產(chǎn)品加工過(guò)程的參數(shù)優(yōu)化中；對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的在線分析也能為生產(chǎn)、裝配的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)反饋到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，減少不合格品的數(shù)量；生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)所擁有的運(yùn)維過(guò)程數(shù)據(jù)，可以為類似產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)設(shè)定提供參考，為提高產(chǎn)品加工質(zhì)量提供量化依據(jù)。主要功能三維可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導(dǎo)設(shè)備管理能耗管控安全防護(hù)6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)建立在虛實(shí)設(shè)備精準(zhǔn)映射的基礎(chǔ)上，由于虛實(shí)設(shè)備的實(shí)時(shí)交互及全要素、全數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，可以方便地對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行全方位的分析，及故障的預(yù)測(cè)性診斷；同時(shí)基于虛擬設(shè)備模型及歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)可以進(jìn)行故障現(xiàn)象的重放，有利于更加準(zhǔn)確地定位故障原因，從而制定更合理的維修策略；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，專家無(wú)需到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備的準(zhǔn)確維修指導(dǎo)。主要功能三維可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導(dǎo)設(shè)備管理能耗管控安全防護(hù)6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)的能耗智能管控指通過(guò)傳感器技術(shù)對(duì)能耗相關(guān)信息、生產(chǎn)要素信息和生產(chǎn)行為狀態(tài)等的感知，通過(guò)感知得到的實(shí)時(shí)能耗信息對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。一方面利用能耗模型來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，采用低碳環(huán)保的方案；另一方面通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃、降低不必要的能耗等方法來(lái)減少加工過(guò)程的能源消耗。主要功能三維可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)和裝備指導(dǎo)設(shè)備管理能耗管控安全防護(hù)6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)主要功能車間人員行為的觀測(cè)正逐步從“機(jī)械式”的人工觀測(cè)方式向基于深度視覺(jué)的智能人員行為理解的模式轉(zhuǎn)變。車間人員行為智能識(shí)別的本質(zhì)在于人員行為特征的提取并進(jìn)行分類與深層次分析深度學(xué)習(xí)算法有助于人員行為特征的自動(dòng)、多層次的提取，數(shù)字孿生技術(shù)則為智能人員行為理解模式的實(shí)現(xiàn)提供了實(shí)現(xiàn)框架。什么是供應(yīng)鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)？6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)供應(yīng)鏈中的節(jié)點(diǎn)就是最小的智能體單元，對(duì)智能體單元進(jìn)行建模和仿真，將這些智能體單元通過(guò)接口將模型串聯(lián)起來(lái)，就可以在虛擬空間將整個(gè)供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，這樣既為現(xiàn)實(shí)世界的供應(yīng)鏈提供信息，又能從現(xiàn)實(shí)世界的供應(yīng)鏈中獲取信息。供應(yīng)鏈數(shù)字孿生不僅能體現(xiàn)供應(yīng)鏈的歷史和當(dāng)前狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息，還能體現(xiàn)著未來(lái)的規(guī)劃和決策。6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)5.供應(yīng)鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)供應(yīng)鏈主要包括倉(cāng)儲(chǔ)、樞紐、運(yùn)輸、配送等節(jié)點(diǎn)和各個(gè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)供應(yīng)鏈供應(yīng)鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)的構(gòu)建供應(yīng)鏈

供應(yīng)鏈涉及供應(yīng)商、制造商、經(jīng)銷商和零售商之間的物流活動(dòng)，目的是確保產(chǎn)品和服務(wù)能夠按時(shí)提供給消費(fèi)者。

通過(guò)供應(yīng)鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)，用于監(jiān)控和管理整個(gè)供應(yīng)鏈的運(yùn)作。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決供應(yīng)鏈中的問(wèn)題，提高整體運(yùn)營(yíng)效率和靈活性。例如，當(dāng)某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，供應(yīng)鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)可以快速定位問(wèn)題所在，并提供相應(yīng)的解決方案，從而減少供應(yīng)鏈中斷的時(shí)間和風(fēng)險(xiǎn)。6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)運(yùn)輸管理供應(yīng)鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)在運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)管理中也發(fā)揮著重要作用。智能制造行業(yè)需要管理大量的運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)活動(dòng)，包括貨物的裝卸、運(yùn)輸路線的規(guī)劃和優(yōu)化、倉(cāng)庫(kù)空間的利用等。

通過(guò)供應(yīng)鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)，虛擬模擬來(lái)模擬不同運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)方案的效果，從而優(yōu)化物流運(yùn)作。例如，可以模擬不同運(yùn)輸路線的成本和效益，選擇最優(yōu)的路線來(lái)降低運(yùn)輸成本，倉(cāng)儲(chǔ)空間的利用也可以通過(guò)供應(yīng)鏈數(shù)字孿生系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以確保貨物的高效存儲(chǔ)和管理。6.1智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)智能制造與智能工廠6.2課前思考請(qǐng)同學(xué)們思考：智能制造的數(shù)字孿生生態(tài)包括哪些內(nèi)容？6.2智能制造與智能工廠數(shù)字孿生作為連接物理世界和信息世界虛實(shí)交互的閉環(huán)優(yōu)化技術(shù)，已成為推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要抓手，以數(shù)據(jù)和模型為驅(qū)動(dòng)，打通業(yè)務(wù)和管理層面的數(shù)據(jù)流，實(shí)時(shí)、連接、映射、分析、反饋物理世界行為。使工業(yè)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈達(dá)到最大限度閉環(huán)優(yōu)化，助力企業(yè)提升資源優(yōu)化配置，有助于加快制造工藝數(shù)字化、生產(chǎn)系統(tǒng)模型化、服務(wù)能力生態(tài)化。6.2.1智能制造系統(tǒng)6.2智能制造與智能工廠智能制造的實(shí)施其實(shí)是一個(gè)系統(tǒng)，涉及智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)三個(gè)方面。智能生產(chǎn)的主要載體就是智能制造系統(tǒng)，如智能生產(chǎn)線、智能車間、智能工廠。由于用戶的需求越來(lái)越個(gè)性化，對(duì)質(zhì)量越來(lái)越高，產(chǎn)品的復(fù)雜度也變得越來(lái)越高，智能制造不是一個(gè)單獨(dú)運(yùn)行的孤立系統(tǒng)，與它的上下游企業(yè)、用戶形成了一個(gè)智能生態(tài)。德國(guó)“工業(yè)4.0”工業(yè)價(jià)值鏈參考架構(gòu)（IVRA)NIST的制造系統(tǒng)中國(guó)的智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)國(guó)內(nèi)智能制造的發(fā)展趨勢(shì)6.2智能制造與智能工廠在德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略中，智能制造涉及三個(gè)集成，橫向集成、縱向集成和端到端的集成，這是智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與其他系統(tǒng)之間的關(guān)系。德國(guó)提出的工業(yè)4.0的參考架構(gòu)模型是從產(chǎn)品生命周期/價(jià)值鏈、層級(jí)和架構(gòu)等級(jí)三個(gè)維度，分別對(duì)工業(yè)4.0進(jìn)行多角度描述的一個(gè)框架模型。RAMI4.0參考模型德國(guó)“工業(yè)4.0”6.2智能制造與智能工廠面向工業(yè)需求多樣性和個(gè)性化的復(fù)雜系統(tǒng)，IVRA首先定義智能制造單元（SMU），來(lái)表示智能制造的一個(gè)自主單元，SMU也由三個(gè)維度組成，但分別對(duì)應(yīng)資產(chǎn)、活動(dòng)和管理三個(gè)視角。不同SMU之間可進(jìn)行互聯(lián)互通，并實(shí)現(xiàn)物、信息、數(shù)據(jù)、價(jià)值等傳遞，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力和效率的極大提高。日本工業(yè)價(jià)值鏈參考架構(gòu)（IVRA)德國(guó)“工業(yè)4.0”工業(yè)價(jià)值鏈參考架構(gòu)（IVRA)6.2智能制造與智能工廠智慧制造生態(tài)系架構(gòu)，分為三個(gè)主軸：Business（商業(yè)），Product（產(chǎn)品），Production（生產(chǎn)），由這三個(gè)主軸之間進(jìn)行更緊密的串聯(lián)互動(dòng)，形成更快的產(chǎn)品創(chuàng)新周期，更高效的商業(yè)鏈，并讓生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生更大的靈活性。其中產(chǎn)品生命周期、生產(chǎn)周期和商業(yè)周期聚集和交互的核心為制造金字塔。金字塔包括四層構(gòu)成，描繪出現(xiàn)實(shí)制造現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)與設(shè)備間互動(dòng)關(guān)系。NIST的制造系統(tǒng)NIST的制造系統(tǒng)6.2智能制造與智能工廠智能制造是基于先進(jìn)制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等特征，旨在提高制造業(yè)質(zhì)量、效率效益和柔性的先進(jìn)生產(chǎn)方式。我國(guó)的《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2018年）》對(duì)智能制造系統(tǒng)架構(gòu)通過(guò)生命周期、系統(tǒng)層級(jí)和智能功能三個(gè)維度構(gòu)建完成，主要解決智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和框架的建模研究。智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中國(guó)的智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課堂活動(dòng)請(qǐng)同學(xué)們思考：德國(guó)“工業(yè)4.0”、工業(yè)價(jià)值鏈參考架構(gòu)（IVRA)、NIST的制造系統(tǒng)、中國(guó)的智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各自的特征6.2智能制造與智能工廠制造業(yè)數(shù)字孿生基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)待提升探索基于數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)和模型驅(qū)動(dòng)型工藝系統(tǒng)變革新路徑，促進(jìn)集成共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿跨企業(yè)、跨領(lǐng)域、跨產(chǎn)業(yè)的廣泛互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源和服務(wù)資源更大范圍、更高效率、更加精準(zhǔn)的優(yōu)化拓展更深層的應(yīng)用場(chǎng)景通過(guò)跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的全面互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的全面連接，為制造領(lǐng)域帶來(lái)巨大轉(zhuǎn)型變革國(guó)內(nèi)智能制造的發(fā)展趨勢(shì)6.2智能制造與智能工廠6.2.2智能工廠智能工廠是利用各種現(xiàn)代化的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工廠的辦公、管理及生產(chǎn)自動(dòng)化，達(dá)到加強(qiáng)及規(guī)范企業(yè)管理、減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率、進(jìn)行安全生產(chǎn)、提供決策參考、加強(qiáng)外界聯(lián)系、拓寬國(guó)際市場(chǎng)的目的。智能工廠實(shí)現(xiàn)了人與機(jī)器的相互協(xié)調(diào)合作，其本質(zhì)是人機(jī)交互。智能工廠是智能制造的載體。為了提高智能制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，建設(shè)智能工廠是重要的著力點(diǎn)。6.2智能制造與智能工廠智能化工廠制造標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)包括三方面內(nèi)容分別為基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。其中基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)主要包括通用、安全、可靠性、檢測(cè)、評(píng)價(jià)、人員能力等6個(gè)部分。關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵技術(shù)主要指智能裝備、智能工廠、智慧供應(yīng)鏈、智能服務(wù)、智能賦能技術(shù)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等6個(gè)部分。智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系標(biāo)準(zhǔn)6.2智能制造與智能工廠智能工廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)主要包括智能工廠設(shè)計(jì)、智能工廠交付、智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能管理、工廠智能物流、集成優(yōu)化等7個(gè)部分。主要規(guī)定智能工廠設(shè)計(jì)和交付等過(guò)程，以及工廠內(nèi)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、物流及系統(tǒng)集成等內(nèi)容。智能工廠標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)重點(diǎn)有智能工廠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、智能工廠交付標(biāo)準(zhǔn)、智能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、智能生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、集成優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)智能化工廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)6.2智能制造與智能工廠隨著產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜、知識(shí)含量越來(lái)越豐富，制造系統(tǒng)的復(fù)雜程度也越來(lái)越高，智能工廠需要滿足集成化和智能化的要求。主要包括：智能工廠規(guī)劃①開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)②敏捷性③柔性④跨組織的集成⑤異構(gòu)環(huán)境⑥協(xié)同工作能力⑦人機(jī)交互能力⑧系統(tǒng)容錯(cuò)性6.2智能制造與智能工廠智能工廠的全生命周期都可以應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，包括工廠設(shè)計(jì)、工廠建設(shè)、輔助設(shè)計(jì)仿真、柔性生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、產(chǎn)品運(yùn)維服務(wù)、培訓(xùn)等。工廠數(shù)字模型是整改工廠從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、到施工、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的全生命周期相關(guān)數(shù)字化文檔的綜合。它包括了工廠的三維幾何模型、各種設(shè)計(jì)文檔、施工文檔和維護(hù)信息。它的核心技術(shù)就是BIM技術(shù)。智能工廠的數(shù)字模型汽車制造工廠數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值6.3課前思考請(qǐng)同學(xué)們思考：智能工廠的標(biāo)準(zhǔn)有哪些？6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值圍繞制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用幫助生產(chǎn)制造企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)制造流程，通過(guò)滿足制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)需求，制定全方位數(shù)字孿生服務(wù)，形成生產(chǎn)流程可視化、生產(chǎn)工藝可預(yù)測(cè)優(yōu)化、遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷在生產(chǎn)管控中高度集成，提升企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，提高對(duì)生產(chǎn)制造的管控水平。6.3.1實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程可視化提高生產(chǎn)管控智能工廠是以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)的工廠管理模式，其核心是數(shù)字化生產(chǎn)流程、智能化設(shè)備和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。可視化技術(shù)可以將工廠內(nèi)的物理設(shè)備和生產(chǎn)流程等信息呈現(xiàn)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(chǎn)管控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)可視化技術(shù)可以在數(shù)字孿生模型中實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障或異常，管理者可以在虛擬場(chǎng)景中檢查原因以及進(jìn)行維修操作。這可以有效降低生產(chǎn)停留時(shí)間和管理成本，并提高生產(chǎn)效率和客戶滿意度。虛擬仿真進(jìn)行虛擬仿真，在三維可視化數(shù)字孿生模型中，工廠管理者可以對(duì)生產(chǎn)流程和工藝進(jìn)行虛擬仿真和實(shí)驗(yàn)，使生產(chǎn)流程更加優(yōu)化和高效，減少生產(chǎn)成本，并有效降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間。生產(chǎn)過(guò)程可視化可視化技術(shù)可以將生產(chǎn)過(guò)程可視化，以及實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這樣可以更好地組織和調(diào)配生產(chǎn)過(guò)程，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的瓶頸，提高工廠的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值智能工廠可視化技術(shù)主要應(yīng)用6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值6.3.2建設(shè)企業(yè)數(shù)字業(yè)務(wù)化降本增效數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策。通過(guò)數(shù)字化管理，整合企業(yè)內(nèi)外部數(shù)據(jù)，企業(yè)可以更深入洞察自身的經(jīng)營(yíng)、管理情況，一方面可以促進(jìn)流程優(yōu)化，另一方面可以驅(qū)動(dòng)智能化決策。通過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，完成企業(yè)由個(gè)人經(jīng)驗(yàn)到智能決策的轉(zhuǎn)變，提升決策的質(zhì)量和效率。降本增效6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值6.3.3打造高度協(xié)同生產(chǎn)制造價(jià)值鏈釋放價(jià)值數(shù)字孿生技術(shù)促進(jìn)上下游企業(yè)間數(shù)據(jù)集成和端到端匯聚，打造高度協(xié)同的上下游企業(yè)間生產(chǎn)制造鏈條，優(yōu)化資源配置，提高企業(yè)效率，協(xié)同研發(fā)制造，推動(dòng)企業(yè)釋放更大的增值。釋放價(jià)值6.3數(shù)字孿生賦能智能制造的核心價(jià)值轉(zhuǎn)型升級(jí)數(shù)字孿生深入設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、服務(wù)等活動(dòng)環(huán)節(jié)，貫穿產(chǎn)品的全生命周期，滲透到設(shè)備、車間、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)層級(jí)應(yīng)用，創(chuàng)造以產(chǎn)業(yè)升級(jí)、業(yè)務(wù)創(chuàng)新、全數(shù)字化個(gè)性化定制為導(dǎo)向的新的運(yùn)營(yíng)模式。擺脫舊商業(yè)模式束縛，觸發(fā)新型生產(chǎn)模式和商業(yè)模式的演進(jìn)，助力企業(yè)升級(jí)改造，為傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)賦能。6.3.4構(gòu)筑數(shù)字孿生運(yùn)營(yíng)模式賦能轉(zhuǎn)型升級(jí)智能制造孿生的關(guān)鍵技術(shù)6.46.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)1.模型和數(shù)據(jù)來(lái)源產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)

供應(yīng)鏈

2.產(chǎn)品、生態(tài)系統(tǒng)、供應(yīng)鏈數(shù)字孿生的關(guān)系三個(gè)相對(duì)獨(dú)立、又互相關(guān)聯(lián)的數(shù)字孿生系統(tǒng)6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)3.產(chǎn)品數(shù)字孿生系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段制造階段

使用和運(yùn)維階段

4.生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)●生產(chǎn)系統(tǒng)的定義：生產(chǎn)系統(tǒng)是將原材料變?yōu)楫a(chǎn)品，它是信息、能量流和物流相交匯的系統(tǒng)。●生產(chǎn)系統(tǒng)的全生命周期:規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段、施工建造階段、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)階段、報(bào)廢或者回收階段。●生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字模型中三維幾何模型：廠房（車間）基礎(chǔ)設(shè)施模型、生產(chǎn)線設(shè)備模型、物流設(shè)施模型等。6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃過(guò)程的數(shù)字孿生生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的數(shù)字孿生

4.生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字孿生系統(tǒng)廠房（車間）基礎(chǔ)設(shè)施模型生產(chǎn)線設(shè)備模型物流設(shè)施模型生產(chǎn)過(guò)程的核心：通過(guò)協(xié)調(diào)管理企業(yè)的人員、設(shè)備、物料和能源等資源，把原材料或零件轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的活動(dòng)。6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)請(qǐng)同學(xué)們思考：多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)的特點(diǎn)？6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)6.4.1多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成是指將來(lái)自不同數(shù)據(jù)源、不同數(shù)據(jù)格式、不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、清洗、轉(zhuǎn)換、映射等操作，以滿足特定的應(yīng)用需求。這種數(shù)據(jù)集成面臨著數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)一致性、數(shù)據(jù)沖突等挑戰(zhàn)，需要采用多種技術(shù)手段來(lái)解決。其中包括數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)映射、數(shù)據(jù)匹配、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面的技術(shù)。6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)請(qǐng)同學(xué)們思考：多模型構(gòu)建及互操作技術(shù)的特點(diǎn)？6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)多模型構(gòu)建互操作技術(shù)數(shù)字孿生中的互操作是指數(shù)字孿生中的物理對(duì)象和數(shù)字空間可以雙向映射、動(dòng)態(tài)交互和連接，數(shù)字孿生具有將物理實(shí)體映射到各種數(shù)字模型的能力，并且具有在不同數(shù)字模型之間相互轉(zhuǎn)換和融合的能力。建模型組裝模型模型融合模型驗(yàn)證模型校正模型管理6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)請(qǐng)同學(xué)們思考：多動(dòng)態(tài)高實(shí)時(shí)交互技術(shù)各自的特點(diǎn)？6.4智能制造數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)多動(dòng)態(tài)高實(shí)時(shí)生產(chǎn)流程

實(shí)時(shí)監(jiān)控

預(yù)測(cè)和預(yù)警機(jī)制

數(shù)據(jù)分析

自主學(xué)習(xí)技術(shù)交互技術(shù)通過(guò)人機(jī)交互界面來(lái)真實(shí)仿真的過(guò)程，使得操作員能夠直觀感受到設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)效果，從而讓操作員能更好的掌握生產(chǎn)知識(shí)和技能，提高生產(chǎn)效率。應(yīng)用場(chǎng)景6.5課前思考請(qǐng)同學(xué)們討論：完成其中一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，并匯報(bào)。6.5應(yīng)用場(chǎng)景6.5.1設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷在智能制造行業(yè)中設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)是一種通過(guò)使用傳感器、數(shù)據(jù)分析和算法等手段對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障診斷和預(yù)測(cè)的技術(shù)。6.5應(yīng)用場(chǎng)景6.5.2設(shè)備工藝培訓(xùn)設(shè)備是各項(xiàng)勞動(dòng)過(guò)程中工藝和設(shè)備的合成，完成一項(xiàng)產(chǎn)品所必備的條件。在工藝過(guò)程中用于產(chǎn)品零件，部件或者組合件的制造以及產(chǎn)品裝配，精整，試驗(yàn)等所有工作機(jī)器，機(jī)床和裝置。6.5應(yīng)用場(chǎng)景6.5.3設(shè)備全生命周期管理設(shè)備全生命周期管理涵蓋了資產(chǎn)管理和設(shè)備管理雙重概念，它包含了資產(chǎn)和設(shè)備管理的全過(guò)程，從投入期、產(chǎn)出期、衰退期一系列過(guò)程，包括了設(shè)備管理，也滲透了全過(guò)程的價(jià)值變動(dòng)過(guò)程。6.5應(yīng)用場(chǎng)景6.5.4設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維數(shù)探索基于工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境下的預(yù)測(cè)性維護(hù)與遠(yuǎn)程運(yùn)維管理，通過(guò)收集智能設(shè)備產(chǎn)生的原始信息，經(jīng)過(guò)后臺(tái)的數(shù)據(jù)積累，以及專家?guī)臁⒅R(shí)庫(kù)的疊加復(fù)用，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和智能分析。6.5應(yīng)用場(chǎng)景6.5.5工廠實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控通過(guò)車間實(shí)體與虛體的雙向真實(shí)映射與實(shí)時(shí)交互，在數(shù)據(jù)模型的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控、生產(chǎn)要素、生產(chǎn)活動(dòng)計(jì)劃、生產(chǎn)過(guò)程等虛體的同步運(yùn)行。典型案例6.6課前思考

請(qǐng)同學(xué)們討論：完成其中一個(gè)典型案例，并匯報(bào)。應(yīng)用背景為加強(qiáng)醫(yī)藥集團(tuán)總部為具體業(yè)務(wù)管控力度和提高生產(chǎn)的整體靈活性6.6典型