2023数字孪生工厂技术方案使用指南

中科雷慕（江苏）科技有限公司Instructionsforuse未来工厂数字孪生平台使用指南中科雷慕（江苏）科技有限公司Instructionsforuse未来工厂数字孪生平台使用指南中科雷慕（江苏）科技有限公司目录TOC\o"1-3"\h\u270391引言 页1引言编写目的本说明书为指导使用者使用未来工厂数字孪生平台而编写，希望该手册起到使用者在使用系统过程中能起到无师自通的作用。本项目是基于数字孪生的智慧工厂交互系统，系统扩展了数字孪生系统和生产大数据管理平台，以数字孪生系统为纽带，打通以MES为核心的工厂级（或车间级）的生产执行系统、以及仿真分析系统的数据孤岛，开发形成以数字孪生为基础的新型智慧工厂/车间管理系统架构。智慧工厂数字孪生交互系统摆脱了强耦合的分层体系束缚，形成以数字孪生系统为核心的网状结构。背景在全球化经济的今天，企业竞争日趋激烈。产品智能化和制造业服务化的形成给传统制造企业带来越来越大的竞争压力；同时，产品的复杂性和生产管理的难度也给制造企业造成了很大的困惑。譬如，能否按期交货，质量是否有保障，产能能否提升，人们试图通过信息化与工业化的深度融合来解决这些问题。二十世纪八十年代，学者们通过知识工程、软件系统、机器视觉和控制进行集成，对生产过程进行建模，使智能装备能够在无人干预的情况下进行小批量生产，其计算机系统特征是基于知识库的专家系统；二十世纪九十年代，企业将产品设计、生产到市场销售等各个环节以计算机信息化的方式集成起来，建立可以发挥高效的先进生产系统，其信息系统主要围绕计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManu-facturingSystems,CIMS）建设；进入二十一世纪，随着机器学习、深度学习等新一代人工智能技术应用于制造业，生产系统具备了初步学习的能力，其智能化特征主要基于新一代人工智能系统（AI2.0）。智能工厂建设由此应运而生，其主要目标是实现产品交货期最短、工厂运营资源消耗最少、生产效率最高、生产批量最小（直至最小投入批量为1）以及产品换型生产转换时间最短等。基于数字孪生的智能工厂与计算机集成制造系统（CIMS）都是面向制造业的信息集成，除了集成CAD、CAM、CAT和CAPP等信息系统,还明确提出了逻辑层次结构，并整合了敏捷制造、并行工程以及虚拟制造等方法论的理论概念。计算机集成制造系统的集成方面存在如下技术障碍。1）制造科学基础不适应。缺乏大量而快速的制造工艺机理模型，计算机集成制造系统未形成单独的学科，导致制造柔性的不足。2）未解决的数据技术问题。数据存储类型为单一的结构化数据存储系统，且各种数据交换缺乏权威的标准体系。3）制造系统内部智能化程度低。当时的人工智能处于初级发展阶段，计算能力不足。在制造型企业的生产调度现场，大量决策还需依赖经验型的人员。4）工程教育和应用不适应。由于缺乏制造运营人员参与，商业化软件在制造业的二次开发和推广中后继乏力。基于数字孪生的智慧工厂更加强调基于工业互联网平台的应用，将企业内的物联网和企业外的互联网紧密结合，挖掘有效的生产实时数据，结合业务专家的知识领域，并通过数字孪生的表现形式为工厂各决策层提供数据分析和应用。智能工厂融合新一代信息技术、智能装备及先进的生产方式，使新产品从设计或客户的个性化订单开始，到生产出成品的时间大为缩短。企业能够快速地响应客户，满足产品个性化发展的市场需求。2用途2.1功能未来工厂数字孪生平台共分为两大功能模块，第一个模块是厂区的外观、车间、产线及设备的可视化，共构建了9个车间：金切车间、装配1车间、装配2车间、注塑车间、电器组装车间、电器SMT车间、电器焊线车间、电器车间转子组和电器车间装配组，对厂区的外观、车间、产线及设备进行了可视化仿真设计。第二个模块是数据可视化，系统对车间的总产能、总体良率及线体开工率、线体状态、设备状态、当前班次车间人力、电表状态，产线的当日产能、当前生产信息、当前班次线体人力、设备状态、线体状态，单台设备的当前产能、当前生产工单信息、操作人员信息、设备状态等生产数据进行挖掘，并以可视化图表的形式进行可视化展示2.2性能该系统性能稳定，符合用户要求。2.3安全保密系统具有较好的安全保密机制，每人在使用系统前必须先登录，依自己的权限使用系统。如图1：图13运行环境3.1硬件设备CPU：十代I5及以上；内存：16G及以上；硬盘：512固态硬盘；显卡：GTX10506G及以上；3.2软件系统64位Windows10系统4使用说明4.1主界面登录成功后，默认显示工厂总览主界面，点击楼层可进入相应的车间。如图2：图24.1.1退出系统点击退出按钮并选择退出可关闭系统。如图3：图34.1.2静音点击静音按钮可关闭系统背景音乐及音效。如图4：图44.1.3操作说明在车间场景下点击操作说明按钮，可打开三维浏览和场景漫游两种体验模式的用户操作说明界面，观看结束后可点击右上角的关闭按钮关闭操作说明界面。如图5：图54.1.4返回登录点击返回登录按钮返回登录界面，用户可重新输入账号密码进行登录。4.2功能界面4.2.1车间沙盘车间沙盘包含切车间、装配1车间、装配2车间、注塑车间、电器组装车间、电器SMT车间、电器焊线车间、电器车间转子组和电器车间装配组九大车间，体验者可在车间内进行三维浏览或场景漫游，界面两侧的BI看板直观显示车间的总产能、总体良率及线体开工率、线体状态、设备状态、当前班次车间人力、电表状态等车间生产数据。4.2.1.1三维浏览在车间沙盘场景中点击三维浏览按钮可切换至三维浏览模式，通过鼠标滚轮滚动可实现视口的缩放功能，通过鼠标左键拖拽可实现视角的旋转功能，通过鼠标滚轮拖拽可实现视角的平移功能。如图6：图64.2.1.2场景漫游系统默认浏览模式为场景漫游模式，用户可通过操作键盘的W、A、S、D键进行方向的移动，通过鼠标左键拖拽实现视角的旋转功能。如图7：图74.2.2产线详情在车间沙盘界面右击任意产线模型，进入该产线的单独展示界面，并可对该产线进行旋转、缩放、平移等三维浏览操作。界面两侧的BI看板直观显示该产线的当日产能、当前生产信息、当前班次线体人力、设备状态、线