1 数字化工厂的定义
数字化工厂的本质是结合产品整个生命周期的相关信息数据,对整个生产过程进行虚拟仿真、计算优化和合理重组的生产形式,采用三维GIS、虚拟仿真、大数据分析、移动应用等先进信息技术,统筹规划建设期和运营期的数据资源建设、功能建设和业务建设。概括起来,数字化工厂的定义主要包括以下三个方面:
(1)数字化工厂是由数学模型、仿真方法和软件工具构成的综合系统,体现为虚拟仿真和虚拟现实两部分,同时集成数据管理;
(2)数字化工厂以产品整个生命周期的信息数据为基础,在计算机软件中对整个生产过程进行计算、模拟、决策和优化;
(3)数字化工厂在产品设计和产品制造之间完成衔接,有效降低了从设计到制造之间的沟通问题和模糊性,将生产制造过程提前在虚拟环境中进行演算,使得生产节拍和生产结果得以评估与检验,从而减少从产品设计到投入生产之间的精力投入,并且提高产品的合格率与可靠性。

2 数字化工厂的优势
(1)生产过程灵活化:整个工厂在规划设计之初就可以利用数字化工厂技术对车间布局、产线水平与生产能力等进行预判,帮助企业进行风险评估与实施检验。另一方面,数字化工厂技术有助于工厂各部门的协作作业,成为一个紧密联系的整体,有助于工厂建设过程中的灵活调配和协调处理;
(2)产品质量优质化:数字化工厂技术通过对设计、原料、生产等环节进行实时有效的监控把关与统筹调度,有效降低了产品设计与生产制造之间的沟通障碍,从而提高产品参数的一致性,为产品的质量和稳定性提供保障;
(3)生产成本有效化:数字化工厂技术能够有效地对产品进行设计与性能验证,降低了实际产品的更改和模具的更换风险,从而有效地避免原材料浪费、降低产品研发成本。另一方面,对现有的数据资料进行充分分析和模拟仿真,对生产过程中可能发生的风险进行预先判断与处理,从而降低生产事故损失,提高生产效益;
(4)制造周期高效化:通过数字化工厂,企业可以根据市场需求的变化,高效快捷地对新产品进行仿真设计,加速产品的设计和生产。另一方面,数字化工厂能够仿真与优化新产品的生产工艺和流程,保证了新产品顺利实现生产,提高了产品质量的可靠性,提高了产品的出厂效率,从而在企业竞争中取得优势。
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