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数字化制造-连接设计与制造的桥梁(二)

2016年07月15日 10:34

                                                                                                                                                                             ——虹信 张怡飞 智能制造事业部总经理

那到底什么是数字化制造?我们来看一下CIMdata对数字化制造的定义:数字化制造是用来支持工程学科之间(如设计和制造)有效的、协同的制造工艺过程规划。数字化制造是产品生命周期管理中一个关键的组成部分。可能大家还是有点不清楚,我们再来看另外一条对数字化制造的定义:数字化制造是连接数字化设计和实际制造的桥梁,通过一系列工艺、工厂的数字化设计和管理工具,在实物产品被制造出来前,用数字化、虚拟化、结构化、可视化的方式进行制造工艺规划、设计、仿真和管理,以优化产品的制造工艺方案与过程。


我们解释了什么是数字化制造,那么为什么需要数字化制造?从一个调查数据显示,在产品的研制周期中,约有40%-60%的时间是消耗在生产准备阶段,而该阶段最主要的工作又是制造工艺的规划和设计,从目前中国制造企业来看,大多数企业在产品的研发部门都实现了产品CAD设计,同时,很多企业在生产现场也大量的采用了自动化设备,但是,普遍存在的现象就是对于工程工艺部门,其工艺规划和设计的手段却相对最为落后,多数企业往往会忽视这一块,这一点是我们在长期的实践中体会较深的。而数字化制造系统正是为了提升工程工艺部门的核心能力,连接数字化设计和实际制造之间的桥梁.         

我们在前面引用IDC2016全球制造趋势预测中第一组数据时,涉及到了一个概念,那就是Digtal Twin,我们称之为数字双胞胎或者数字孪生或者数字镜像。对于Digtal Twin我们可以理解成利用虚拟制造和数字样机等技术,在虚拟的数字世界里按照真实的物理产品或者工厂产线建立的一套对应的数字化表达,在虚拟空间中完成对真实物理产品或工厂产线的映射,就好像镜子中的影像。通过传感器等手段收集真实物理产品的数据,并反馈到虚拟空间中的数字化镜像,对其进行仿真模拟,通过仿真模拟得到的真实参数又反馈给实际的产品。这样我们就能及时分析评估产品是否需要维修,做到预测性维护,并且能够不断的对产品和服务进行优化。同时,我们也可以在实际厂房没有建造之前,建立对应的数字化模型,在虚拟空间中对工厂进行仿真和模拟,并将真实参数传递给实际的工厂建设,实现两者之间的信息交互。所有的这些都是一种从虚拟到现实的演进过程,数字化制造正是打通虚拟与现实、数字与物理世界的桥梁。


我们提到数字化制造是连接数字化设计和实际制造的桥梁,从产品生命周期以及业务的关联性角度,对于制造企业而言,我们应该打造的是一体化的设计制造管理平台,如图1所示。在这个平台中还应加入对于维护服务的支持,实现从产品研发设计到工艺规划到生产制造再到维护服务,贯穿产品的生命周期价值链。在该平台中,企业级BOM作为核心,贯穿整个生命周期,从设计BOM到工艺BOM到制造BOM到试验BOM最后到维护BOM,建立了一条以BOM为中心的主干。在这个一体化的平台中把虚拟世界同物理世界有机的融合在了一起。


1 一体化设计制造管理平台

       一体化设计制造强调设计与制造的协同和并行,如图2所示,在产品设计的早期阶段就要考虑产品的工艺性,及早发现问题,而不是等到实际产品生产出来后再发现问题。同时,利用数字化手段,建立Digital Twin,实现实际产品同数字化镜像之间的信息交互,从而不断的优化产品和服务。在数字化制造技术的帮助下,设计人员和工艺人员可以在一个统一的虚拟平台上对自己设计的产品及工艺进行设计和验证,使得企业的设计、工艺、制造能力相互匹配相互验证。


2 一体化设计制造工作模式

未完待续。。。。

 

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