数字化工厂技术及应用实践

第一单元：数字化工厂的出现背景

² 数字化工厂的定义

u 狭义数字化工厂技术

u 广义数字化工厂技术

² 数字化工厂的特点

² 产品设计数字化

² 工艺设计数字化

² 制造过程数字化

u 虚拟样机-VP

u 虚拟制造-VM

² 数字化工厂主体内容

u 产品开发数字化

u 生产准备数字化

u 制造数字化

u 管理数字化

u 营销数字化

u 劳动力资源需求分析数字化

u 工厂运营绩效数字化

² 生产系统重组与运行仿真

u 生产系统运行可靠性

u 生产系统运行经济性

u 产品质量控制等

第二单元：工厂数字化转型准备与实施

² 数字化转型的客观趋势

² 企业数字化转型要素与管理角色变化

² 数字化工厂运营管理特点

² 数字化技术支撑智能制造

² 工业数据采集与分析

u 工业数据的价值

u 工业数据类型

u 为什么要采集工业数据

u 采集何种类型工业数据

Ø  协议数据采集-ProfiNet、ProfiBus

Ø  传感数据采集

u 如何采集数据

Ø  设备控制器数据采集

Ø  OPC协议数据采集

第三单元：数据传输与处理-IOT

² 物联网简介

² 物联网工作步骤

² 物联网六层架构

u 感知层介绍

Ø 静态信息采集-RFID，QR Code

Ø 动态信息采集-传感数据采集

u 传输层介绍

Ø 核心网与接入网

Ø 接入网：NB-IOT，LORA等

u 应用层

Ø 智能物流

Ø 智能制造

² 工业互联网的规划与实施

u 感知层设计规划

u 传输层设计规划

u 标准层设计规划

u 数据层设计规划

u 支撑平台层设计规划

u 应用层设计规划

第四单元：数字化工厂功能及核心技术

² 数字化工厂的主体功能

u 提高企业盈利能力

u 提高工厂规划质量

u 缩短产品开发及投产时间

u 工厂各级沟通透明化

u 规划过程标准化

² 数字化工厂的五大核心系统

² 狭义数字化工厂的核心技术

u 产品设计环节-三维建模

u 生产规划环节-工艺仿真

² 广义数字化工厂包含：

u 数字化技术用于产品设计-三维建模

u 数字化技术用于生产规划-数字孪生

u 数字化技术用于生产运营-数据采集

分析与应用-生产决策、工艺参数拟合

² 数字化工厂技术应用：

u 全面制造过程管理

u 数字化工厂技术应用的工作流程

Ø 产品数模用于工艺审查、公差分析

Ø 从设备、工装、产线获取制造资源数据

Ø 生产工艺规划：导入工艺部门已有数据，进行规划模型协同设计

Ø 生产工艺验证：工厂布局与物流规划仿真、线体平衡、动态装配、工时分析、人机工程仿真、机器人仿真等

Ø 客户化输出：通过系统集成与客户化开发（工业4.0中的端到端集成），输出采购、生产、发运信息

² 数字化工厂技术（仿真）应用模块及案例：

u 产品设计-三维建模与仿真案例

u 产品设计-增材制造案例

u 生产规划: 数字化仿真技术

Ø 布局设计仿真案例

Ø 物流规划仿真案例

Ø 生产线设计仿真案例

Ø 机器人复杂运动仿真案例

案例：数字化工厂技术在汽车总装线设计应用

² 数字化工厂技术-数字孪生技术：

u 规划模型与解释模型

u 数字孪生技术

u 数字孪生与规划、解释模型的关系

u 数字孪生技术在生产规划环节应用

Ø 数字孪生在生产流程规划中应用案例

Ø 数字孪生在生产流程调整中应用案例

Ø 数字孪生在工位设计中的应用

u 数字孪生技术在生产运营环节应用

Ø 数字孪生在生产运营过程中的应用

Ø 生产过程虚拟现实制造

Ø 数字孪生在风电站运行中的应用

案例1：工厂布局设计仿真案例

案例2：工厂物流规划仿真案例

案例3：数字孪生技术用于生产线设计

案例4：定制化产品装配过程数字化

第五单元 数字化工厂核心系统-MES系统

² MRP(Manufacture Resource Plan)

u MRP运作逻辑

u MRP对生产的管控缺陷

² MES(Manu. Execution System)

u MES包含的业务运作模块

u MES软件提供商

u MES弥补MRP对生产管控不足

² MES系统-订单管理模块

u 订单管理模块功能

u 订单管理模块操作界面

² MES系统-计划排程模块

u 提高排程效率

u 提升排程准确性

u 实时反馈计划执行情况

u 计划排程模块工作流程

u 计划排程方法-甘特图

² MES系统-设备管理模块

u 设备管理模块操作界面

u 设备管理模块功能

Ø 监控设备状态

Ø 采集设备数据，计算OEE

Ø 记录设备运行状况，追溯故障原因

Ø 建立设备维护日历，并提醒

Ø 设备状态可视化、数据化

² MES系统-资源管理模块

u 资源管理模块操作界面

u 资源管理模块功能

Ø 资源清单管理

Ø 资源状态管理

² MES系统-质量管理模块

u 质量管理模块功能-SPC

u 质量管理模块用于批次质量管理

案例：某企业MES系统介绍（视频）

第六单元：数字化工厂运营

² 数字化工厂的外延

u  生产运行实时数据

u  设备运行实时数据

u  质量实时数据

u  能耗实时数据

u  工厂其它运营数据

u  工厂实时运营数据供管理者分析与决策(实现完全智能制造前)

² 数字化工厂的内涵

u  生产节点获取数据, 自我决策

u  生产节点通过工业物联网交换数据

u  生产节点数据向工厂智能控制中心输送, 提供最优决策

² 数字化工厂与智能制造关系

u 工厂数字化是智能制造基础

u 工厂数字化是智能制造的技术之一

u 物联网是数字化工厂的桥梁

² 数字化工艺参数拟合

u 通过专家知识库，设定工艺参数

u 通过数字化拟合获取最佳工艺参数

u 数字孪生技术对比实际工艺参数与拟合的最佳工艺参数，再次修正工艺参数。

² 工艺参数管理

u 设定工艺参数随订单下达至设备

u 实际工艺参数上传给MES系统

案例1： 数字化技术在光纤生产过程中工艺

参数拟合（工艺参数优化）

案例2： 某企业数字化工厂运营监控

第七单元：数字化工厂的核心技术详解

² 全面的制造过程管理

u 模拟并验证生产过程

u 生成经验证的工艺数据及文件

² 工作流程

u 从设计部门获取产品数据

Ø 产品3D数模

Ø 产品装配关系

Ø 工艺审查和公差分析

u 从工装工具、生产部门获取数据

u 工艺规划

Ø 总工艺计划

Ø 子工艺计划

Ø 生产计划及产品

Ø 工艺、资源、工时等信息

u 客户化输出

Ø 通过系统集成和客户化开发，输出生产、采购、维护、培训等计划

² 规划模块

第八单元：数字化工厂应用案例探索

² 总装解决方案

u 工艺规划

u 多车型混线生产数字化设计

u 复杂物流仿真

u 订单排产计划和总装线布局

² 某电子工厂数字化工厂案例

Ø 生产过程数字化及可视化

Ø 生产运行关键指标可视化

综合讨论：结合数字化工厂技术与企业实际情况，讨论推进本企业数字化工厂建设

张斌老师：

教育及资格认证：

u IE改善高级讲师

u 东南大学硕士

u 高级工程师，并拥有一项国家专利局颁布的实用新型发明专利

讲师经历及专长： 

u 张老师曾任多家著名外资企业工业工程部经理、生产质量经理以及工艺工程师等职务；

u 曾赴瑞典总公司、欧美等多家分公司深造工业工程（IE）和精益生产方面的技术；

u 在近二十年工作中，张老师积累了有丰富的工业工程（IE）技术、精益生产、精益价值流等方面的实践经验；

u 张老师结合自己丰富的工业工程知识体系，精心设计并主讲的课程有：工业工程技术、全景式精益生产、精益价值流分析等精品课程。

培训客户及培训风格：

u 张老师曾培训过多家知名企业，其中有其中有：武汉东本、广州东本、北京北汽李尔汽车系统，北京万源翰德汽车密封系统、北京燕东微电子、康迈斯机电、壳牌石油、赛莱默水处理系统、富维伟世通、欧派家居、海纳川汽车零部件、首钢日电电子、联合汽车电子、莱姆电子、发那科机电、拉法基、京磁强磁、阿法拉伐、福斯油品、上海庄臣、三得利、眼力健、华阳-科斯达、夏新股份、哈尔滨啤酒、东芝变压器公司、金发科技、东风汽车、广州东本、一汽大众、宇通客车、铁科科诺尔、万家乐集团、西蒙电器、升德升电子、美的集团、吉斯特药业、喜之郎食品、福斯油品、太古可口可乐、北京空港配餐、华峰氨纶、北京博维航空设施、安斯泰来制药、永康制药、盘山发电、宜宾纸业、渤海能克、佶缔纳士机械、浙江移动、长飞光纤、北京通美晶体技术、中钞防伪、奥托立夫、北京四维图新、诺康医药、北京博格华纳汽车传动器、升德升电子、元六电子等上百家知名企业、东风本田发动机、湖北良品铺子、海尔大学、北京金风科创风电等。

u 张老师具有丰富的授课经验，注重理论知识与丰富的生产实践案例相结合，通俗易懂，易于学员掌握知识要点，帮助学员将所学知识应用于企业的生产实践及项目改进。使科学知识真正转化为生产力。全程案例研习、角色演练、小组讨论、游戏感悟、头脑风暴、工作实务模拟并同时伴以咨询式培训等形式，引导学员参与，并注重其丰富的企业实践改进案例的分享，深得企业高层和学员的一致好评！