工厂规划与验证应用白皮书

够了解"开展数字化工厂规划与验证"项目的推荐做法与流程，同时还能让化算法，实现高效的精益验证；利用工厂数字孪生技术，给您无限的规划创新的数字空间；通过清晰的能耗西门子数字化工业软件1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 6 7 7西门子数字化工业软件2 7 7 7 7 7 8 8 9 10 10 11 12 12 12 12 13 13 13 14 154.驱动物料在数字工厂间的流动 15 16 17西门子数字化工业软件3 18 18 18 19 20 20 20 21 21 22 22 22 23 23 25 25 26 27 27 27 28 28 28西门子数字化工业软件4 29 29 29 30 30 31 32 32 33 35 36 37西门子数字化工业软件1.新型工业化向智能、循环目标迈进新型工业化是推进中国式现代化的重要引擎，是加快构建新发展格局、着力推动高质量发展的内如何基于自身基础条件和远景目标，朝着智能试点建设和逐步推广的过程，积累了许多有益的经在新型工业化时代的市场发展趋势和技术发展背景化的需求，使得企业能够更好地满足客户多样化的循环经济：强调资源的循环利用，减少浪费，分析，提取有用信息，支持企业决策和优化生产流2.灯塔工厂是践行精益绿色智能典范伴随着越来越多的企业投身到智能制造转型的浪费在哪里？企业应该采用何种技术的组合来建设自己的新的车间？我们应该实施哪些生产制造的管理系统？类似这样的问题，企业是迫切需要得到解西门子数字化工业软件所以，企业非常需要在制造转型的过程中得到厂的评选中看到别的企业在哪些方面做出了改变，表率，为其他制造型企业揭示了在第四次工业革命次工业革命技术来提升经济和运营效益方面取得的经验可成为制造企业的指路明灯，展示如何从数字世界经济论坛官网发表的文章称，目前大多数制造业企业面临衰退危机，但仍有部分企业脱颖而尔冰箱工厂借助大数据、数字孪生和先进视觉检测箱通过实施绿色技改项目，单位产品综合能耗每年分利用柔性自动化生产、人工智能和规模化的工业进一步深入应用人工智能、物联网和柔性自动化技3.数字精益让精益贯穿工厂生命周期了积极的努力。精益方法论在这个过程中起到了重这些方法的局限性：西门子数字化工业软件问题分析和改进措施的建议，主要依靠精益专专家在某个领域的专业知识无法有效迁移到另一个在生产线上付诸实施，需要经过一段时间的运行后许多企业所不能承受的。结果往往是工厂带着缺陷术，将工厂现有的情况和未来改进方案进行量化评利用数字化技术，在精益改善对应方向的指导对于未来的改进方案和效果评估，也可在真正西门子数字化工业软件那么如何才能建立符合物理工厂实际情况的工这种仿真实验的步骤包括：画出系统的工作流动的运行程序并在计算机上执行这个程序。最后在各种流程设计策略的优缺点，选择最优最精益的方于呈现工厂生产制造过程的工厂数字孪生，在这个和流转顺序、消耗的工时等按照实际的约束条件模资源的物料就进入排队系统，等待系统按照实际的责这个过程中各个物料和资源的状态改变和相关信各产品的生产过程预测出来，同时得到各个设施和通过对不同工厂资源配置的数字孪生模型的构中获得指标表现优异的方案组合。这个方式在进行工厂精益化规划的过程中，能够不消耗实际资源的行工厂规划方案的尝试创新，并及时验证的创新的西门子数字化工业软件对于可循环经济这一目标的达成，工厂数字孪真所采用的建模、虚拟生产、数据记录和分析的方和运行两个方面进行能耗排放方面的量化计时长等相关参数纳入仿真范畴，用于分析不同方案于工厂数字孪生的仿真技术，能够模拟某个订单组疑是相当复杂的。西门子工业软件提供了成熟的商去构建这个工厂的仿真模型，人员更加专注于生产注重于工厂逻辑的开发、生产数据的搜集和整理以“生产物流和工程仿真至今其研发中心仍在德国方案中的一员。其后产品重新命名为“工厂仿真”在其母公司被西门子公司整体收购之后，字化制造系列软件中的重要成员，是集成制造工程西门子数字化工业软件估等领域的建模分析。5.工厂仿真可应用的精益改善领域物理工厂中涉及的变量因素众多，不仅包含不生产调度策略的影响。我们所建立的数字化工厂仿模式，其主要的应用领域包括但不限于以下内容：1)可视化三维表达：在数字化模型中，通过建立三维的仿真模型库，含设施库及厂房模型等，形成工厂的三维布局，并可基于此三维布局进行产线的干涉检查、通过性检查、互动浏览、漫游等可视化需求。另外，产线的三维布局模型可以在后续仿真2)生产制造过程仿真模拟：利用统计数据驱动数字化工厂仿真运行，获取量化的产线从而提升产线应对大规模柔性制造的应对3)生产物流进行仿真：为多品牌、多模块生产工艺过程提供验证平台：模拟物料加工4)生产线平衡仿真：模拟多条生产线并发生5)生产计划及调度策略仿真：验证生产计划6)实时订单执行过程仿真：与高级排产工具数据集成，可获得高级排产系统依据班制和产能优先等排产规则与约束条件，按照全局优化与局部优化结合、静态优化与动态优化结合、预测与反馈结合的原则，创西门子数字化工业软件1.开展仿真项目的流程进，获得一个更好的系统表现。此过程是重复渐进迭代的过程：根据仿真目标，明确与搜集整理需要进行仿真分析对象相关的各种数据。例如通过对现有项目和设备利用率等的对比分析，进而对产线布局进行优实现模型控制策略的触发条件和执行的操作，从而控制仿真过程，通过内嵌的遗传算法等优化算法对系统的关键参数进行优化运算，找到对应设定西门子数字化工业软件2.仿真规划的应用阶段种标准的方法，该方法用于设计和分析诸如生产设助制定了工厂的顶层规划：西门子数字化工业软件根据仿真结果中各个工位和设备不同的工艺以及用途，结合一些专用设备（非标设备）等的特殊要求,我们可以有针对性的设计配套的水电气公用动力设施，如：应的环保要求等；西门子数字化工业软件与生产制造密不可分的物流，仓储以及生产管控策略也是在数字化工厂的规划应用中很重要的影以对存储和物流设施的能力会提出很高的要求；另出现故障，而后续生产单元已经开始生产且不能停机，就需要立体仓库能够从其他存储通道中取出相以上描述的情形，要求物流存储系统具备极高对应生产任务，可以在项目的早期分析仓储系统的用户可以提前准确预测需求并合理调配库存，从而降低库存成本。通过合理安排仓库布局和优化物流4)工厂的三维可视化更易于与建设过二维平面图的建设规划方案已经无法满足这样的需及包含运动机构和可以展现逼真动作序列的生产设工厂运营场景，利用模型进行三维空间的漫游、查可以在实际建设之前通过虚拟模型对生产线进行仿因素进行模拟和分析，在实际建设之前就对生产线定最佳的工厂生产线规划布局方案，物流配送方案房建设仿真配合协同进行，在早期就发现潜在的设备和建筑设施干涉等的问题，从而避免这些问题影响正常生产而不得不花费巨大的时间和资源成本去修改。下图是西门子SNC新工厂使用Plant干涉问题的例子：西门子数字化工业软件除了在新工厂的规划和项目的早期阶段之外，定制化生产模式正成为市场的主流趋势。这样的生产模式对企业的生产灵活性、管理效率和质量控制能力等各个方面都提出了更高的要求。借助Plant快速调整，实现生产线的快速切换，从而实现小批户在新建配送中心，确定物流配送方式和规划最优物流路线时，根据仿真的结果对各种不同的方法进案。当企业需要引入新产品或者需要根据市场需求果有针对性的制定新产品混线生产方案等。下图是线中的不平衡从而提前进行了整改，提升了工厂整体的产能输出：西门子数字化工业软件策，避免时间和成本上的浪费，节约成本，加快新产品上市时间，提高企业整体集成的环境和非流程式操作，使用户不需要预先进行过程的定义；可以利用对象库通过拖放的方式在图形界面中交互地建立工厂及产线模型。在Plant模型的所有功能和信息在任何时候都是图形化的表示，用户能够在需要的时候直接暂停仿真并进入模都是激活的，用户可以随时修改模型参数和属自顶向下逐步建立仿真模型；在建模过程中能够随PlantSimulation可利用的对象库（Object和信息流对象，应用对象是通过基本对象派生产生西门子数字化工业软件活的进出料控制策略，让物料在设施间流动的时候同工艺条件下的生产情况。这些规则在对象库和应利用率。用户可以创建广泛的统计数据和图表来支够与外部实时数据采集系统进行数据通讯，获取外将生产线的可变因素抽象为变量的变化，给予其变决定下一次计算算例的输入条件如何改变。不断循环这个解算的过程，直至获得使目标函数更优的输除了系统本身提供的优化算法以外，可将用户利用事件响应机制，在一次仿真结束的时候，调用将根据目标函数的变化趋势，按照算法重新设定输西门子数字化工业软件2.生产过程及物流仿真建模能力工厂布局及工厂物流仿真确定了对生产系统和对应的设施对象放置到建模空间，即可完成对工厂模型的建模工作。下图展示了系统所提供的基本设施对象及其在建模空间中的关联关系：小车和轨道标准对象组合而成的运输专业库，按照可建立轨道的分支及合并，可设定车辆的自动路由西门子数字化工业软件4.驱动物料在数字工厂间的流动和规则方法，从而建立工厂的动态生产和物流仿真的逻辑模型。模型构建内容主要包括：西门子数字化工业软件下图所示的简单物流流动逻辑图，以连线的方息流处理工具，可以在仿真时抽取物料和设施的属5.仿真不确定性作业人员对同一生产过程处理的速度不同等，作为一个生产系统，个体的不确定性将会对整个系统产由于仿真在很大程度上是对未来或假想的生产场景进行分析，我们不能以确定的输入来代替不确通过对设备历史上发生故障的相关数据采集，如发一定的规则实现物料的流动。这种灵活的处理处理化脚本语言来控制物料的处理和流转过程，以实现模型的设置中，就可以用概率分布的相关参数进行以符合这个参数设置的概率分布，产生响应的随机西门子数字化工业软件6.仿真数据的抽取及专业评价工具可以通过数据可视化工具抽取出来，形成相关的分析指标，以直观的方式展示数字化也可以可视化面板的方式与图形化的工厂布局结合起来，实时展现某个关键指标于较为复杂的数据存储与交互手段。可以将批量数图表作为数据显示对象通过图形方式显示在仿数量统计图表主要用来分析仓库中的库存占用为了便于对仿真的动态过程及数据、仿真结果开盒即用的分析工具，通过简单的设置即可实现快速数据处理与分析，并以可视化的方式进行分析结西门子数字化工业软件西门子数字化工业软件成本分析是一个强大的计算工具，对生产成本进行详细动态分析DDCA(Detailed,DynamicCost算，并汇总出总投资成本，成本包含以下几方面的内容：西门子数字化工业软件7.系统优化能力使用仿真模型运行实验，目的是观察研究作为输入值的多个参量如何变化从而得出统计上安全满定义的输入变量在变化范围内的每一种组合进行计鉴于实验管理可能会涉及多个参数，每个参数可以用使用两级实验设计和因素分析来确定对系统竖线，显示了该变量组合及不确定性因素扰动下下系统关键指标的上下限。曲线变平坦的变量取值附将各仿真运行分布到本地网络中多台不同的计算机适应度收敛或到达代数限制。在每次仿真计算过程遗传算法是一种启发式算法，它不会求解解空间的所有参数组合，而是根据适应度的变化趋势来西门子数字化工业软件于解决具有以下特征的优化任务：.解空间中的不连续性不允许对任务进行留的限制，但可能会导致更糟糕的结果。并为简化设置，提供了一个综合遗传算法工具化一个销售员在一个确定的城市中的旅行路线。目务是通过寻找待处理订单的优化加载顺序来获得较组输出值和一组输入值进行研究，输入值与输出值杂而使手动构建出这类函数是不切实际的应用中，大多数神经网络都是可培训的系统，能够通过从一组样本学习解决复杂的问题。神经网络的学习过程称为训练。经过训练的神经网络可以大致确定果存在足够数量的输入值和输出值数据集，则神经网络只能确定输入值和输出值之间的相互关系。用结合实验管理器的应用，其多级实验设计可确练的数据集数为仿真研究的实验数。完成仿真研究结果导入为训练数据。经过神经网络训练后的神经网络的权值矩阵，力学问题、热力学问题、参数设计问题等。使用以利用现有模型进行设计空间探索，其智能搜索功西门子数字化工业软件大的建模仿真能力，可以构建工厂数字孪生模型真异的空间搜索功能，快速高效对生产物流系统进行深入关联分析和仿真优化，从而达到加速优化进程和应用库，但用户还是会有一些特殊的需求需要开发算法或已有自己的算法应用到仿真研究中，为此用接口生成参数组合，并基于计算结果确定下一次分布式仿真用于仿真运行耗时长且试验次数比大幅缩短仿真试验运行时间，快速得到仿真试验结果或优化结果。分布式仿真功能由内置的仿真试验上，进行分布式仿真运算，以缩短仿真试验运行时8.集成能力西门子数字化工业软件艺系统中的。如果采用手工维护的方式进行这些数在此类数据虽然数据量大，但其的变化频率并不是接口，按照双方协商好的数据种类和数据格式的要求，在数据库中生成一个用于中间过渡的数据表，型的应用是利用实时变化的数据进行系统的虚拟调建立起生产和运行的真实约束环境，但是其中的控到正确的控制程序，可直接下载到实物工厂的控制西门子数字化工业软件令，单次通讯数据量较小，但数据变化非常频繁。仿真时模型的实时性响应要求更高，可使用Socket、管理系统中获取当前设备过站信息的示例：统中存在的逻辑问题，减少现场进行控制系统调整西门子数字化工业软件物联网的发展，出现了很多适应于物联网的数由于物联网数据的连接，通常会跨越不同的网西门子数字化工业软件上图的架构展示了在日常生产运行的环境下，如果有新订单的加入，或现场的生产状态发生了变即可在此调整过程中扮演非常重要的验证的角色。为动态的措施调整给出方向性的意见。其基本原理理系统中获得的设备状态和维护计划信息，全部作品正在处理，新的生产任务需要等待在制品任务的较高，所以一般不会提供直接访问其后台数据库的另一个应用的场景是，外部程序承担了一定的策略计算的功能，由于其算法比较复杂，在Plant采用软件间集成的方式完成两个软件系统的协同仿反之，程序间的集成的数据流通方向可以是双9.客户化定制的能力西门子数字化工业软件的方式，用多种不同基本对象各自的特性，组用户自定义模型，通常需要这几个步骤:辑，可以一旦进入柜子的容量超过最大库容量的判断和改写的方式，可以高效地定义设备自身的行己建立的设备三维模型导入到对象的三维可视化表西门子数字化工业软件工艺过程的动画展示，能更好地展示和理解具体的生产制造流程。下图所示为一个产线机器人的两个如果用户化设施的运行和调度逻辑非常复杂，用单个模型去模拟存在一定难度，可以用多个模型10.扩展功能点都有对应的坐标值，表示该点在三维空间中的具体位置。点云通常用来表示三维扫描仪或激光雷达扫描得到的物体表面数据。使用点云扫描可以用来护和模型安全的考虑，也不希望非专业授权的人员辑和执行封装起来，最终用户仅能够看到定制好的模人员和仿真模型的使用人员区分开来，降低对最据功能可以带给用户极大的便利：当我们需要对一些改造或者扩建项目中的产线和设备进行仿真时，由于这些产线设备等或由于年代较老或由于数据缺接使用点云扫描数据而不需要再花费更多的精力来西门子数字化工业软件纪发展起来并在近些年兴起的一项全新的实用技术。伺服技术等多种高科技的最新发展成果，借助计算体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。可以很容易识别每个工作站的停机时间，生产物料的停留时间等，也可提示哪些时间是有效的工艺时的可交互特性，可了解某个时间点上更多的生产信使用虚拟现实技术，以沉浸式的第一视角模拟实际提供更加高效、精准的生产和管理方式。在plant可以进行生产线效率和物流线路优化方面的仿真应之前对设备进行虚拟调试和维护，从而提高设备的西门子数字化工业软件立了能够真实预测产线性能的仿真模型，我们希望由于运营阶段的人员通常是计划员、生产执行者，可能不具备产线规划的技能，所以直接利用服务，其前端利用低代码开发平台组合需要用于仿端的输入组合成完整的运营阶段需要仿真的某个场多方协作平台，可以在一个安全的网络框架中进行可以对工厂模型进行查看、运行和结果数据图标的西门子数字化工业软件能会用到各类造型、建模的工具创建以三维几何为常庞大的工作。如果我们在工厂规划阶段已经建立1的方式建立起三维模型，可大大缩减建模的准备也与这个领域的合作伙伴进行了持久的合作。西门西门子数字化工业软件1.生产过程仿真案例数量，如何布局以及确定相关的物流路径和控制策本案例是利用仿真对现有的汽车后桥装配线进下图为初始的生产线布局的二维和三维模型： 用率非常低，原因是所有安装好的车桥都要经过最的车桥通过旋转台移动到工位上进行装配。尤其在西门子数字化工业软件