“ 欢迎添加下方微信进行数字化转型交流,高效工作工具交流沟通”
首先看工厂数字化规划设计。一家汽车制造工厂,它想新建一个生产车间。过去,车间布局、设备摆放、物流运输路线这些设计工作费时费力,还很难做到最优。但现在不一样了,他们搭建起工厂数字化设计与交付平台,用上了建筑信息模型(BIM)等技术,这就像是给工厂建设计划装上了“智慧大脑”。通过这个平台,可以对工厂的规划和空间布局进行数字化模拟,提前看到不同设计方案的效果,还能针对设备和产线布局、物流路径规划等进行仿真,找出最优解。同时,把工厂规划过程中积累的经验知识整理成库,之后搞建设、改造时,直接借鉴这些知识,就能大大缩短建设周期,让新车间更快投产。
再看数字基础设施建设。工厂就像一个大城市,里面的设备和系统需要强大的“神经系统”来支撑。像一些大型电子厂,设备多、数据交互频繁,对网络和计算能力要求特别高。所以他们得建设数字基础设施,把 IT(信息技术)和 OT(运营技术)深度融合起来。就好比给工厂建了个“最强大脑”,通过算力资源动态调配、负载均衡等技术,让计算机算力根据任务需求灵活分配,保证生产系统流畅运行;用上 5G、高带宽实时通信这些技术,让设备之间的信息传递更迅速、更高效;同时,部署安全防护设备,运用多层次纵深防御等手段,给工厂的数据和系统加上坚固的“保护盾”,防止网络攻击和数据泄露,保障生产安全。
最后是数字孪生工厂构建。还是以汽车制造工厂为例,厂房、设备、管网等资产数据格式不统一,整合起来费劲,数据价值也难以充分发挥。现在,工厂应用工业数据集成等技术,把这些杂乱的数据进行整合、标识、解析,把不同来源的模型融合起来,构建出数字孪生模型。这就像是在虚拟世界里“克隆”了一个一模一样的工厂。而且这个虚拟工厂不是孤立的,它能和真实工厂实时交互。工人在生产线上操作设备时,虚拟工厂里对应的设备也会同步“动”起来;设备出现故障,虚拟工厂能立刻反馈。这样生产管理人员通过虚拟工厂就能实时掌控真实工厂的运行状态,还能基于模型进行模拟分析,找出生产过程中的问题并优化,提升管控效率,让工厂运营越来越高效。
面向工厂规划与空间优化、设备与产线布局、物流路径规划、设计资料交付等业务活动,针对工厂设计建设周期长、布局优化难等问题,搭建工厂数字化设计与交付平台,应用建筑信息模型、设备/产线三维建模、工艺/物流仿真、过程模拟等技术,建立工厂规划决策知识库,开展工厂数字化设计与交付,缩短工厂建设或改造周期。

建筑信息模型(BIM)技术 :在工厂规划阶段,BIM 可创建包含建筑结构、设备、管线等所有信息的三维模型,实现各专业协同设计,通过碰撞检测发现并解决潜在冲突,避免施工过程中的返工,如上海中心大厦的建设中,利用 BIM 模型解决了超高层建筑的复杂结构设计与幕墙系统、机电布置的冲突问题。
设备 / 产线三维建模 :对工厂内的设备和产线进行精确的三维建模,能够直观展示其外观、结构和布局,为设备布局优化、操作培训等提供直观依据。例如易知微智慧工厂车间生产线数字孪生管理系统,通过三维建模实现设备运行状态回溯等功能。
工艺 / 物流仿真 :模拟生产过程中的工艺流程和物流运输,分析瓶颈环节、优化工艺参数和物流路径,提高生产效率和物流配送的合理性。比如汽车岛式总装柔性生产数字孪生平台,可模拟分析工艺流程,生成标准化作业流程,还能进行物流路径规划与优化。
过程模拟 :对工厂的设计方案、生产过程、设备运行等进行全过程模拟,提前验证方案的可行性和效果,减少物理样机的制作和现场调试的时间与成本,如 VIREAL 数字孪生平台的产线虚拟调试功能,可实现 “零实物” 调试,缩短现场调试周期。
工厂规划决策知识库 :积累和整合工厂规划相关的数据、模型、经验等知识,为规划决策提供支持,帮助快速生成和评估多种规划方案,提高决策的科学性和准确性。
某制造工厂的数字化设计与交付 :
工厂规划与空间优化 :利用 BIM 技术创建整个工厂的三维模型,包括厂房建筑、各车间布局、仓储区域等,通过模型分析不同区域的空间利用情况,发现部分区域存在空间浪费的问题。然后对设备和产线布局进行调整,优化了生产线之间的间距和物流通道的设置,提高了空间利用率。
设备与产线布局 :采用设备三维建模和工艺仿真技术,对汽车生产线上的各种设备进行建模,并模拟生产线的运行过程。根据仿真结果,对设备的布局进行了优化,减少了设备之间的干涉和物料传输的距离,提高了生产效率。
物流路径规划 :通过物流仿真,分析了原材料、零部件和成品在工厂内的物流运输情况,发现了一些物流拥堵和路径不合理的问题。针对这些问题,重新规划了物流路径,设置了专门的物流通道和缓冲区,使物流运输更加顺畅高效,降低了物流成本。
设计资料交付 :在项目的设计和建设过程中,利用工厂数字化设计与交付平台,将 BIM 模型、工艺文档、设备资料等设计资料进行集中管理和交付。施工人员和设备安装人员可以通过平台随时查阅相关的资料,确保了信息的准确性和及时性,提高了施工和安装的效率,同时也方便了后续的运维管理。
02面向数据中心、工业网络、安全基础设施建设等业务活动,针对工厂算力和网络能力不足、安全防护能力弱等问题,建设数字基础设施,推动 IT 和 OT 深度融合,部署安全防护设备,应用算力资源动态调配、负载均衡、异构网络融合高带宽实时通信、5G、动态身份验证、安全态势感知、多层次纵深防御等技术,建设高性能的算力和网络基础设施,以及全方位监测防护的安全基础设施,提升工厂算力、网络和安全防护能力。
推动 IT 和 OT 深度融合:IT 主要侧重于企业内部的信息管理和数据分析,OT 则关注生产现场的运营控制和设备监控。通过建设统一的数据集成平台,打破 IT 和 OT 之间的数据壁垒,实现数据的实时共享和交互。例如,钡铼技术的分布式 I/O 模块 BL200 通过 EtherCAT 总线协议,将生产现场的实时数据传输至 IT 系统进行分析和处理,同时接收 IT 系统的控制指令,对生产设备进行远程监控和控制,从而实现 IT 和 OT 的深度融合。
部署算力资源动态调配和负载均衡技术:根据不同任务的算力需求和优先级,实时动态地分配算力资源,提高算力资源的利用率和整体性能。例如,在汽车制造数字孪生系统中,动态负载均衡技术通过实时感知生产线数据流与算力需求波动,基于分布式计算框架与边缘节点协同机制,系统自动将 3D 建模、工艺仿真等高算力任务动态分配至空闲服务器集群,同时为传感器数据预处理、设备状态预测等轻量化计算保留本地化处理能力,使实时物理模拟算力资源利用率提升 42。
应用异构网络融合和高带宽实时通信技术:将工厂内的各种异构网络,如工业以太网、现场总线网络、无线传感器网络等进行融合,构建统一的网络架构,实现设备之间的高带宽、低延迟实时通信。例如,某工厂采用了 5G 与工业以太网融合的网络架构,通过 5G 的高带宽和低延迟特性,实现了对生产设备的远程实时控制和监控,提高了生产的灵活性和效率。
利用 5G 技术:5G 具有高速率、低时延、大连接的特点,能够满足工厂内大量设备的实时通信需求。例如,在电子制造工厂中,5G 网络被用于连接生产线上的各种设备,如机器人、自动化机床、检测设备等,实现了设备之间的实时数据传输和协同工作,提高了生产效率和产品质量。
实施动态身份验证技术:传统的静态身份验证方式容易被破解,动态身份验证通过动态生成的认证码、生物识别等多种方式,为用户提供更加可靠的身份验证服务,防止非法用户访问工厂的系统和数据。例如,某工厂采用了指纹识别与动态口令相结合的动态身份验证方式,只有通过身份验证的人员才能进入生产管理系统,有效防止了未经授权的访问和操作。
构建安全态势感知和多层次纵深防御体系:安全态势感知系统能够实时监测工厂网络和信息系统中的安全威胁和异常行为,及时发现并预警安全事件。多层次纵深防御则通过在网络的不同层次部署多种安全防护设备和技术,如防火墙、入侵检测系统、加密技术等,形成多道防线,抵御各种安全威胁。例如,某工厂构建了由防火墙、入侵检测系统、防病毒软件、加密网关等组成的安全防护体系,并部署了安全态势感知平台,对工厂的网络安全状况进行实时监测和分析,及时发现并处理了多次网络攻击事件,有效保障了工厂的生产安全。
案例分析
某汽车制造企业:该企业面临生产线上大量设备产生的数据无法及时处理和分析,导致生产效率低下、设备故障预测不准确等问题。为此,企业建设了数字基础设施,推动 IT 和 OT 深度融合,部署了算力资源动态调配和负载均衡技术,以及异构网络融合和高带宽实时通信技术。通过这些措施,实现了生产数据的实时采集、传输和分析,提高了设备的运行效率和生产质量,同时降低了设备故障率和停机时间。
某电子制造工厂:在生产过程中,对生产设备的实时控制和监控要求较高,且面临着网络攻击等安全威胁。工厂采用了 5G 与工业以太网融合的网络架构,实现了设备之间的高带宽、低延迟通信,满足了生产设备的实时控制需求。同时,实施动态身份验证技术,构建了安全态势感知和多层次纵深防御体系,有效提高了工厂的网络安全防护能力,保障了生产的稳定运行。
面向数据中心、工业网络、安全基础设施建设等业务活动,针对工厂算力和网络能力不足、安全防护能力弱等问题,建设数字基础设施,推动 IT 和 OT 深度融合,部署安全防护设备,应用算力资源动态调配、负载均衡、异构网络融合高带宽实时通信、5G、动态身份验证、安全态势感知、多层次纵深防御等技术,建设高性能的算力和网络基础设施,以及全方位监测防护的安全基础设施,提升工厂算力、网络和安全防护能力。
以下是关于面向工厂资产的数据采集存储、数字孪生模型构建等业务活动的详细解释及案例分析:
-问题背景:在工厂运营中,厂房、设备、管网等资产数据的采集和存储存在数据格式不统一、集成管控难度大、数据价值释放不充分等问题,制约了工厂的智能化管理和运营效率提升。
技术应用:
工业数据集成:通过集成学习等技术,将来自不同设备、系统和传感器的多样化数据进行整合,解决数据分散和异构性问题,形成统一的数据视图,为后续处理和分析提供基础。
数据标识解析:为工厂资产赋予唯一标识,如二维码、RFID标签等,通过解析系统快速准确地获取资产相关信息,实现资产的精准定位和信息查询,有助于设备管理和质量追溯。
异构模型融合:将不同来源、不同结构的数据模型进行融合,构建统一的数字孪生模型,打破数据孤岛,实现数据的深度整合和协同利用,更全面地反映工厂资产的实际情况。
数字主线:建立贯穿产品全生命周期的数据链,将设计、生产、运营等各环节数据有机连接,实现数据的无缝流动和共享,为工厂的决策提供实时、准确的信息支持。
工厂操作系统:作为工厂的智能化管理平台,对资产数据进行集中管理和监控,实现对设备的远程操控、生产过程的优化调度等功能,提高工厂的运营效率和管理水平。
行业垂直大模型:利用针对特定工业领域的深度学习模型,对工厂资产数据进行分析和挖掘,提取有价值的信息和知识,为工厂提供智能化的决策支持和优化建议。
业务目标:通过上述技术的应用,开展数据资源管理,构建设备、产线、车间、工厂等不同层级的数字孪生模型,实现与真实工厂的映射交互,从而提升管控效率,优化工厂运营流程,降低成本,提高产品质量和生产效率。
案例分析
汽车制造企业的数字化转型:
某汽车制造企业面临生产设备数据格式多样、信息系统孤立等问题,导致生产管理效率低下、质量追溯困难。
措施:企业引入工业数据集成平台,对生产线上的各类设备数据进行采集和集成。同时,利用数据标识解析技术为每个零部件和设备赋予唯一标识,实现生产过程的全程追溯。基于异构模型融合构建了数字孪生车间模型,直观展示生产线的运行状态和设备信息。并结合数字主线技术,将产品研发、生产计划、质量检测等环节的数据进行串联,实现产品全生命周期的管理。
结果:通过这些措施,企业实现了生产设备的集中监控和远程诊断,减少了设备停机时间;生产过程中的质量问题能够快速定位和解决,产品质量得到提升;生产计划的制定更加精准,生产效率提高了20%。
电子制造工厂的智能管控:
背景:一家电子制造工厂存在数据采集存储困难、数据价值未充分发挥的情况,难以满足日益增长的生产规模和复杂程度的需求。
措施:工厂采用边缘计算技术进行数据采集和预处理,将边缘设备与云端平台相结合,实现数据的高效存储和管理。运用工业数据集成技术将来自不同生产线、不同工艺环节的数据进行整合,并通过数据标识解析技术对产品和原材料进行标识,方便生产过程中的信息查询和管理。基于行业垂直大模型对生产数据进行分析和挖掘,预测设备故障、优化生产参数,同时构建了数字孪生模型,实现对生产过程的虚拟仿真和实时监控。
结果:工厂的设备故障停机时间减少了30%,生产良品率提高了15%,生产成本得到有效控制,企业的市场竞争力得到显著增强。
能源化工企业的资产优化管理:
背景:某能源化工企业拥有大量的设备和复杂的管网系统,传统管理模式难以实现对资产的精细化管理,数据的利用程度较低。
措施:企业利用工业数据集成技术将分散在不同部门和系统的设备数据、生产数据、能源数据等进行统一集成。通过数据标识解析技术对设备和物料进行标识,实现资产的全生命周期管理。基于异构模型融合构建了工厂级数字孪生模型,包括设备、管道、工艺流程等元素,实现对生产过程的实时监控和模拟分析。同时,借助工厂操作系统对资产进行优化调度和管理,根据实时数据调整生产计划和能源分配。
结果:企业实现了资产的精准管理和高效利用,设备维护成本降低了25%,能源消耗减少了10%,生产效率提升了18%,企业的运营效益得到显著提高。
两化融合、DCMM、数字化车间合作交流
公司主要为企业提供数字化转型的相关服务例如数据管理成熟(DCMM)、两化 融合、智能制造成熟度CMMM、数字化转型成熟度DLMM/DTMM以及数字化车间等落地实施服务公司拥有两化AAA级别咨询师,需要了解产品具体内容请查阅下方具体资料详情。
数字化转型之两化融合管理体系完整版资料零基础入门版本(含100节视频教程)
数据管理成熟度(DCMM)基础内容教程速查数字化转型交流
数字化转型成熟度标准DLMM视频讲解交流沟通收藏备查
企业数字化转型CMMM智能制造成熟度评估一册在手随时速查
两化融合、数字化车间、工业互联网场景、数据管理成熟度、智能制造成熟度、智能制造场景都要求的MES系统全文视频讲解
项目咨询公司业务需求10张图解决你的需求(政策匹配、通知自动抓取、项目成本核算、客户跟进记录、项目进度控制
同时公司注重知识的传递,推出了免费版贯标基础教程以及付费版贯标全程操作教程,您想自行学习贯标我们提供全程教程辅导,扫码添加微信获取教程信息。