一、智能工厂解决方案介绍

       智能工厂是指建立一个与物理工厂布局一致的虚拟工厂三维模型，并将物理工厂的运行数据映射到虚拟工厂，从而驱动虚拟工厂运行，工作人员只需要面对三维虚拟工厂就能全面地掌控整厂信息。

       系统总体框架和功能模块：

三维柔性化车间仿真系统框架

       CNC钻攻中心虚拟数字化车间软件系统基于自主知识产权的三维可视化引擎构建，包括虚拟车间设计及虚拟生产仿真两部分。

       虚拟车间设计：通过获取物理车间、产线及物流等装备资料，利用三维设计工具对车间进行三维整体建模，建设智能制造数字化虚拟车间；根据产品加工工艺特性，建立车间规划仿真数学模型，在数字化虚拟车间中动态模拟产品工艺、加工、物流等相关过程，对产线设计方案进行规划仿真验证及优化，并建立工艺/物流过程仿真规则库及参数化仿真模型；

       虚拟生产仿真：运用仿真规则库及仿真模型，运用数据集成平台，建立数字化虚拟车间与现场设备系统之间的实时数据驱动，实现虚拟车间仿真模型与实际工厂生产信息的交互及车间生产动态的实时模拟，在虚拟车间仿真系统实时显示、监控和评估加工、物流信息和机台设备等信息，支持人机交互及后台数据驱动，通过中控室LED（Light Emitting Diode）大屏，实现制造过程实时监控与可视化。

二、实施技术路线

       PostEngineer平台获取CNC/机器人/皮带/AGV等参数建立数字化虚拟车间模型，提取仿真规则建立仿真模型；根据仿真模型对计划排程进行仿真验证；建立数据驱动引擎，获取数据仓库实时数据，采用轻量化、LOD（Levels of Detail），实现虚拟车间可视化监控，并输出至PCC（Programmable Computer Controller）大屏。

       智能制造车间整体建模：CNC钻工中心虚拟数字化车间总体建模包括车间实景、钻攻中心、机器人、RGV（Rail Guided Vehicle）、工件、夹具、料盘、线边双层传送带、AGV物料小车、电子看板、操作人员、中央控制室、物料车间等。PostEngineer采用轻量化、LOD等技术以保证大规模场景的流畅显示，定义设备仿真交互属性及数据驱动算法，建设数字化虚拟车间。

       车间规划仿真优化：建立工艺参数、物流参数、制造资源布局等的数据逻辑模型，包括其包含生产计划、资源模型、工艺参数、工艺逻辑、物流参数、仿真结果等内容，对数字化虚拟车间进行规划仿真，用三维动态仿真模拟产品工艺、加工、物流等相关过程，缩短产线设计检讨周期，识别设计缺陷及瓶颈，提出最优化建议，提高车间综合效率，实现车间规划模拟仿真及优化，指导产线设计/建设，提取钻工中心工艺及物流过程仿真规则库并建立仿真模型。

       智能制造车间可视化监控：三维仿真平台构建虚拟数字化车间模型库和动画库，同时定义模型/动画的属性及运动部件与模型之间的映射关系，指令库定义生产指令与模型之间的映射关系，数据交换插件完成实时数据与三维仿真平台的数据映射。根据条件触发向三维仿真平台发送实时指令，三维仿真平台解析生产指令，驱动模型矩阵的变化，实现三维模型的运动。虚拟数字化车间采用轻量化、LOD等技术以保证大规模场景的流畅显示。根据生产状况实时推送各工序加工、物流指令，同时获取现场采集装置如各类传感器、智能装备/终端反馈信息，形成实时高效信息流。三维仿真平台通过与现场数据采集、MES系统交互获取必要的实时信息，以此驱动虚拟数字化车间所有模型依规则运动，实现车间生产动态的实时模拟，并将仿真信息推送至各智能终端及中央控制室LED大屏，同时还可显示车间/CNC/工件/物料的实时/历史统计数据及能源监控等信息，实现车间的三维可视化监控。

三、意义

       针对3C行业加工生产模式的特点，在单元制造、物流装备的国产化和升级改造基础上，劲胜精密将围绕车间层开展整体自动化提升工作，采用工作单元柔性化改造提升对制造需求变化的响应能力，通过对仓储、物流等环节的自动化和协同化提高生产效率。

       同时通过仿真系统对劲胜精密CNC钻工中心虚拟数字化车间整体建模，实现车间工艺/物流规划的仿真；运用仿真模型实现工艺/物流过程的仿真验证；通过与数据集成的实时数据交换，实现制造过程的可视化实时监控。

       预期实施目标如下：

       虚拟车间建模：建设三维数字化虚拟车间，实现物理车间与虚拟车间深度融合；

       车间规划仿真优化：实现车间规划模拟仿真及优化，指导产线设计/建设/改造；

       物流仿真验证：实现作业/物流计划的模拟仿真及验证；

       智能制造车间可视化监控：支持人机交互及后台数据驱动，实现制造过程实时监控与可视化。