智能设备数字孪生应用 课件 5、数字孪生的相关领域-生产车间、智能制造

智能设备的数字孪生授课教师：卞化梅数字孪生与产品全生命周期管理数字孪生与云计算数字孪生与大数据2.12.22.3第二章

数字孪生的相关领域2.4数字孪生与工业互联网数字孪生与车间生产数字孪生与智能制造数字孪生与工业边界2.52.62.7知识目标：本章学习目标

掌握产品全生命周期管理概念；

理解数字孪生与产品全生命周期管理；

理解大数据与数字孪生的关系；

掌握工业互联网的概念；

掌握工业互联网平台的关键名词；理解车间生产智能化管理和车间生产与数字孪生；了解智能制造标准先行；

了解我国智能制造标准化工作推进情况；

了解数字孪生与工业边界。本章学习目标能力目标：

能正确的阐述产品全生命周期管理概念；

能清晰描述数字孪生与全生命周期之间的关系；

能正确的阐述产品全生命周期管理概念；

能清晰描述数字孪生与全生命周期之间的关系；

能举例说明生活中大数据应用的3-4个案例;

能辨别工业互联的关键名词;

能描述哪些属于工业互联网；

能正确描述车间生产智能化哪些场景可以使用数字孪生技术；

能说出1-2个智能制造标准；

能正确描述自动驾驶系统与数字孪生关系；

能描述智能城市数字孪生的特征。本章学习目标素养目标：培养学生自学的方法与途径。培养学生对知识的联想能力与举一反三的能力。

数字孪生赋能全生命周期管理。工业互联网作为国家的重要基础设施，我国出台了很多关于促进工业互联网的举措，对我国重要的几个城市进行工业互联网的布局。我国智能制造的标准化工作发展及其推进情况，强调了智能制造是我国制造强国建设的主攻方向。通过自动驾驶系统、城市数字孪生、智慧园区管理等与数字孪生的关系，进一步说明数字经济发展的趋势。通过智慧园区管理等与数字孪生的关系，进一步说明数字经济发展的趋势。数字孪生与车间生产2.52.4数字孪生与工业互联网数字孪生助力工业互联网的IT与OT融合数字孪生与工业互联网双向赋能课前思考

请同学们思考：IT、OT、CT、DT分别指的是什么？？2.5数字孪生与车间生产接到生产指定单调整生产计划准备文件夹工具、作业指导书备料生产检查包装出库01车间生产车间生产的主要流程2.5数字孪生与车间生产

传统的车间生产传统的企业工厂问题自动化程度不高、工艺路线等原因，造成了在各个的生产工序中出现设备异常、产品品质异常、原材料异常、生产人员异常等情况，直接导致整个的生产过程中不稳定，这也是很多企业比较头痛。生产车间智能化管理2.5数字孪生与车间生产

随着现代工业技术的快速发展，传统的工艺生产方式在逐渐被自动化生产方式所取代，工厂车间是作为生产和加工的主要场所，需要引入智能化的管理系统。智能化管理系统能实时掌握生产现场的情况、具体到投入的物料、运作的设备、工人的绩效、日产量等重要信息，为作为合理的生产规划和动态调整作为依据。车间生产智能化管理022.5数字孪生与车间生产数字车间标准利用数字孪生技术，对生产车间进行智慧化管理，可以实现生产过程可视化、远程管理、成本管控，有利于提高生产效率，减低生产成本。数字化车间涉及到信息技术、自动化技术、机械制造、物流管理等多个技术领域。实现数字化车间建设，需要采用通用技术，数字化车间系列标准统一了数字化车间概念的认识，给出了数字化车间的基本要求，规范了数字化车间核心功能模块的数字化特征，构建了数字化车间的系统架构，目前从基础标准、方法标准、应用标准、支持标准等方面对数字化车间建造提供了参考模型。车间生产与数字孪生032.5数字孪生与车间生产工厂车间可视化管理对生产流程进行数据分析和优化。对车间所有数据进行整合和分析，直观反映生产中的瓶颈、物料流、设备维修等问题，通过运用大数据、云计算等新技术，进行更为高效的智能生产流程优化、预测等运用，实现最优化控制。课前思考请同学们思考：100年前与现在制造业的区别？数字孪生与智能制造2.6课前思考

请同学们思考：100年前与现在制造业的区别？2.6数字孪生与智能制造

汽车制造业：2022年中国汽车市场总销量达到了约3500万辆，同比增长约6%。其中，乘用车销量约为3000万辆，商用车销量约为500万辆。预计到2025年，中国汽车市场总销量将达到约4000万辆。

航空制造业：2019年中国航空制造业市场规模达到了约3500亿美元，预计到2025年将达到6000亿美元。

智能制造作为制造强国建设的主攻方向，是建设现代化产业体系和实现新型工业化的关键举措。思考请同学们思考：不同国家对智能制造的标准有哪些？2.6数字孪生与智能制造1.智能制造标准先行工业4.0在2011年由德国提出，它的本质是以机械化、自动化和信息化为基础，建立智能化新型生产模式与产业结构。德国将标准化工作排在4.0的八大关键领域的首位，持续发布四版《工业4.0标准化4路线图》。2020年欧盟委员会发布了《欧洲新工业战略》，旨在帮助欧洲工业向气候中立和数字化转型，并提升其全球竞争力和战略自主性。其中指出了标准化工作对于单一市场及行业竞争力的重要性。美国2012年以来持续发布智能制造系列战略，2022年10月发布了《先进制造业国家战略》。2021年俄罗斯发布了《制造业数字化转型战略方向》。日本发布《制造业白皮书》，定期对日本制造业的现状和主要挑战进行描述，并给出推动制造业发展的重要举措。2018年版《制造业白皮书》。2.6数字孪生与智能制造2.国家智能制造战略分析 各国注重结合自身制造业发展现状建立适合本国国情的智能制造发展路径，均注重智能制造顶层设计，打造多方共同参与的生态发展环境。智能制造本国国情课前思考请同学们思考：我国智能制造标准化政策文件有哪些？2.6数字孪生与智能制造图2-23基础共性相关国际标准分布在基础共性标准方面，聚焦了智能制造术语、用例、安全性、可靠性、评估及检测等细分方向，基础共性相关国际标准分布情况如图2-23所示。图2-24智能工厂国际标准分布在智能工厂方面，标准主要集中到智能工厂设计、智能生产智能物流、智能管理、业务集成等细分方向，智能工厂相关国际标准分布情况如图2-24所示。图2-25智能赋能技术相关国际标准分布在智能赋能技术方面，主要聚焦了大数据、人工智能、边缘计算、数字孪生、区块链等细分方向，智能赋能技术相关国际标准分布如图2-25所示。3.国际标准化组织发力智能制造标准2.6数字孪生与智能制造标准化主要工作及成效4.我国智能制造标准化工作推进情况（1）探索期（2015年-2017年）（2）成长期（2018年-2020年）（3）深化期（2021年-至今）2.6数字孪生与智能制造

在2016年先后引发了《智能制造工程实施指南（2016-2020）》和《智能制造发展规划（2016-2020年）》，在指南中明确了智能制造的范畴和智能制造标准化工作的支撑地位，给出智能制造探索期标准化工作的目标、任务等内容，为后续智能制造标准化工作指明了方向。4.我国智能制造标准化工作推进情况（1）探索期（2015年-2017年）2.6数字孪生与智能制造

在2018年-2020年期间，我国的智能制造进入了成长期，在这一阶段，智能制造标准化工作重点就是从初步构建逐步转向顶层规划迭代完善、重点领域标准研制、行业智能制造标准实施路劲探索，在国际标准化关键领域取得了关键进展，在成长期主要的做法，如图2-28所示。4.我国智能制造标准化工作推进情况（2）成长期（2018年-2020年）2.6数字孪生与智能制造

“十四五”期间，将从标准群建设、标准推广应用、前瞻性新兴技术领域等方面发力，加快行业标准研制步伐、加大标准推广应用力度、加强先导性创新性标准研究等方面逐步推动智能制造标准化工作.4.我国智能制造标准化工作推进情况（3）深化期（2021-至今）持续发展中...思考

请同学们思考：我国智能制造标准群（列举4-5个）2.6数字孪生与智能制造5.我国智能制造标准群

为了加快推动智能制造企业运用标准化方式组织生产、经营、管理和服务，发挥标准对促进制造业转型升级，引领创新驱动