數字化工廠技術及應用實踐

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課程大綱：
第一單元：數字化工廠的出現背景
-數字化工廠的定義
-狹義數字化工廠技術
-廣義數字化工廠技術
-數字化工廠的特點
-產品設計數字化
-工藝設計數字化
-制造過程數字化
-虛擬樣機-VP
-虛擬制造-VM
-數字化工廠主體內容
-產品開發數字化
-生產準備數字化
-制造數字化
-管理數字化
-營銷數字化
-勞動力資源需求分析數字化
-工廠運營績效數字化
-生產系統重組與運行仿真
-生產系統運行可靠性
-生產系統運行經濟性
-產品質量控制等

第二單元：工廠數字化轉型準備與實施
-數字化轉型的客觀趨勢
-企業數字化轉型要素與管理角色變化
-數字化工廠運營管理特點
-數字化技術支撐智能制造
-工業數據采集與分析
-工業數據的價值
-工業數據類型
-為什么要采集工業數據
-采集何種類型工業數據
– 協議數據采集-Profi-et、ProfiB-s
– 傳感數據采集
-如何采集數據
– 設備控制器數據采集
– OPC協議數據采集

第三單元：數據傳輸與處理-IOT
-物聯網簡介
-物聯網工作步驟
-物聯網六層架構
-感知層介紹
-靜態信息采集-RFID，QR Code
-動態信息采集-傳感數據采集
-傳輸層介紹
-核心網與接入網
-接入網：-B-IOT，LORA等
-應用層
-智能物流
-智能制造
-工業互聯網的規劃與實施
-感知層設計規劃
-傳輸層設計規劃
-標準層設計規劃
-數據層設計規劃
-支撐平臺層設計規劃
-應用層設計規劃

第四單元：數字化工廠功能及核心技術
-數字化工廠的主體功能
-提高企業盈利能力
-提高工廠規劃質量
-縮短產品開發及投產時間
-工廠各級溝通透明化
-規劃過程標準化
-數字化工廠的五大核心系統
-狹義數字化工廠的核心技術
-產品設計環節-三維建模
-生產規劃環節-工藝仿真
-廣義數字化工廠包含：
-數字化技術用于產品設計-三維建模
-數字化技術用于生產規劃-數字孿生
-數字化技術用于生產運營-數據采集
分析與應用-生產決策、工藝參數擬合
-數字化工廠技術應用：
-全面制造過程管理
-數字化工廠技術應用的工作流程
-產品數模用于工藝審查、公差分析
-從設備、工裝、產線獲取制造資源數據
-生產工藝規劃：導入工藝部門已有數據，進行規劃模型協同設計
-生產工藝驗證：工廠布局與物流規劃仿真、線體平衡、動態裝配、工時分析、人機工程仿真、機器人仿真等
-客戶化輸出：通過系統集成與客戶化開發（工業4.0中的端到端集成），輸出采購、生產、發運信息
-數字化工廠技術（仿真）應用模塊及案例：
-產品設計-三維建模與仿真案例
-產品設計-增材制造案例
-生產規劃: 數字化仿真技術
-布局設計仿真案例
-物流規劃仿真案例
-生產線設計仿真案例
-機器人復雜運動仿真案例
案例：數字化工廠技術在汽車總裝線設計應用
-數字化工廠技術-數字孿生技術：
-規劃模型與解釋模型
-數字孿生技術
-數字孿生與規劃、解釋模型的關系
-數字孿生技術在生產規劃環節應用
-數字孿生在生產流程規劃中應用案例
-數字孿生在生產流程調整中應用案例
-數字孿生在工位設計中的應用
-數字孿生技術在生產運營環節應用
-數字孿生在生產運營過程中的應用
-生產過程虛擬現實制造
-數字孿生在風電站運行中的應用
案例1：工廠布局設計仿真案例
案例2：工廠物流規劃仿真案例
案例3：數字孿生技術用于生產線設計
案例4：定制化產品裝配過程數字化

第五單元 數字化工廠核心系統-MES系統
-MRP(Ma–fact-re Reso-rce Pla-)
-MRP運作邏輯
-MRP對生產的管控缺陷
-MES(Ma–. Exec-tio- System)
-MES包含的業務運作模塊
-MES軟件提供商
-MES彌補MRP對生產管控不足
-MES系統-訂單管理模塊
-訂單管理模塊功能
-訂單管理模塊操作界面
-MES系統-計劃排程模塊
-提高排程效率
-提升排程準確性
-實時反饋計劃執行情況
-計劃排程模塊工作流程
-計劃排程方法-甘特圖
-MES系統-設備管理模塊
-設備管理模塊操作界面
-設備管理模塊功能
-監控設備狀態
-采集設備數據，計算OEE
-記錄設備運行狀況，追溯故障原因
-建立設備維護日歷，并提醒
-設備狀態可視化、數據化
-MES系統-資源管理模塊
-資源管理模塊操作界面
-資源管理模塊功能
-資源清單管理
-資源狀態管理
-MES系統-質量管理模塊
-質量管理模塊功能-SPC
-質量管理模塊用于批次質量管理
案例：某企業MES系統介紹（視頻）

第六單元：數字化工廠運營
-數字化工廠的外延
– 生產運行實時數據
– 設備運行實時數據
– 質量實時數據
– 能耗實時數據
– 工廠其它運營數據
– 工廠實時運營數據供管理者分析與決策(實現完全智能制造前)
-數字化工廠的內涵
– 生產節點獲取數據, 自我決策
– 生產節點通過工業物聯網交換數據
– 生產節點數據向工廠智能控制中心輸送, 提供最優決策
-數字化工廠與智能制造關系
-工廠數字化是智能制造基礎
-工廠數字化是智能制造的技術之一
-物聯網是數字化工廠的橋梁
-數字化工藝參數擬合
-通過專家知識庫，設定工藝參數
-通過數字化擬合獲取*工藝參數
-數字孿生技術對比實際工藝參數與擬合的*工藝參數，再次修正工藝參數。
-工藝參數管理
-設定工藝參數隨訂單下達至設備
-實際工藝參數上傳給MES系統
案例1： 數字化技術在光纖生產過程中工藝
參數擬合（工藝參數優化）
案例2： 某企業數字化工廠運營監控

第七單元：數字化工廠的核心技術詳解
-全面的制造過程管理
-模擬并驗證生產過程
-生成經驗證的工藝數據及文件
-工作流程
-從設計部門獲取產品數據
-產品3D數模
-產品裝配關系
-工藝審查和公差分析
-從工裝工具、生產部門獲取數據
-工藝規劃
-總工藝計劃
-子工藝計劃
-生產計劃及產品
-工藝、資源、工時等信息
-客戶化輸出
-通過系統集成和客戶化開發，輸出生產、采購、維護、培訓等計劃
-規劃模塊

第八單元：數字化工廠應用案例探索
-總裝解決方案
-工藝規劃
-多車型混線生產數字化設計
-復雜物流仿真
-訂單排產計劃和總裝線布局
-某電子工廠數字化工廠案例
-生產過程數字化及可視化
-生產運行關鍵指標可視化
綜合討論：結合數字化工廠技術與企業實際情況，討論推進本企業數字化工廠建設