智能设备数字孪生应用 课件 22、智能制造的数字孪生生态

智能设备的数字孪生授课教师：卞化梅智能制造的数字孪生生态智能制造与智能工厂数字孪生赋能智能制造的核心价值智能制造数字孪生的关键技术6.16.26.36.4应用场景6.5典型案例6.6智能制造的数字孪生生态6.1学习目标●掌握智能制造的数字孪生生态构成●了解智能工厂的工厂数字模型●了解数字孪生赋能智能制造的核心价值●了解智能制造数字孪生的关键技术●能正确的描述智能制造的数字孪生生态的构成●能描述国内智能制造的发展趋势●能描述智能工厂建设标准●培养学生对知识的联想能力●培养学生自学的方法与途径●了解国内智能制造的发展趋势和智能工厂建设标准●能列举2-3个国内的智能制造数字孪生应用场景和典型案例知识目标能力目标素养目标6.1智能制造的数字孪生生态智能制造中对象与系统主要包括智能产品、智能生产系统、智能生产运行过程，与其相关的数字孪生系统可以包括产品数字孪生系统、生产系统数字孪生系统和供应链数字孪生系统。三维可视化实时监控生产调度生产和装备指导设备管理能耗管控安全防护6.1智能制造的数字孪生生态生产系统运行过程的数字孪生主要功能三维可视化实时监控生产调度生产和装备指导设备管理能耗管控安全防护生产系统数字孪生系统具有高保真度、高拟实性的特点，结合3R(VR/AR/MR）技术能将可视化模型从传统的二维平面过渡到三维实体，车间的生产管理、设备管理、人员管理、质量数据、能源管理、安防信息等均能以更为直观、完整的方式呈现给用户。6.1智能制造的数字孪生生态主要功能三维可视化实时监控生产调度生产和装备指导设备管理能耗管控安全防护6.1智能制造的数字孪生生态生产系统数字孪生系统，从生产计划的制定、仿真、实时优化调整等均基于实际工厂（车间）数据，使得生产调整具有更高的准确性与可执行性。生产系统数字孪生系统的生产调度有：初始生产计划的制定；生产计划的调整优化；生产过程的实时优化。主要功能三维可视化实时监控生产调度生产和装备指导设备管理能耗管控安全防护6.1智能制造的数字孪生生态利用数字孪生技术可以有效支持生产和装配过程的指导；生产系统数字孪生系统，可以对生产过程参数进行模拟优化，同时可以借鉴类似产品的加工数据进行迁移学习，推广到新产品加工过程的参数优化中；对质量数据的在线分析也能为生产、装配的结果进行评估，及时反馈到生产现场，减少不合格品的数量；生产系统数字孪生系统所拥有的运维过程数据，可以为类似产品的生产过程参数设定提供参考，为提高产品加工质量提供量化依据。主要功能三维可视化实时监控生产调度生产和装备指导设备管理能耗管控安全防护6.1智能制造的数字孪生生态生产系统数字孪生系统建立在虚实设备精准映射的基础上，由于虚实设备的实时交互及全要素、全数据的映射关系，可以方便地对相关的设备进行全方位的分析，及故障的预测性诊断；同时基于虚拟设备模型及历史运行数据可以进行故障现象的重放，有利于更加准确地定位故障原因，从而制定更合理的维修策略；当设备发生故障时，专家无需到达现场即可实现对于设备的准确维修指导。主要功能三维可视化实时监控生产调度生产和装备指导设备管理能耗管控安全防护6.1智能制造的数字孪生生态生产系统数字孪生系统的能耗智能管控指通过传感器技术对能耗相关信息、生产要素信息和生产行为状态等的感知，通过感知得到的实时能耗信息对生产过程的参数进行调整和优化。一方面利用能耗模型来指导产品设计过程，采用低碳环保的方案；另一方面通过调整生产计划、降低不必要的能耗等方法来减少加工过程的能源消耗。主要功能三维可视化实时监控生产调度生产和装备指导设备管理能耗管控安全防护6.1智能制造的数字孪生生态主要功能车间人员行为的观测正逐步从“机械式”的人工观测方式向基于深度视觉的智能人员行为理解的模式转变。车间人员行为智能识别的本质在于人员行为特征的提取并进行分类与深层次分析深度学习算法有助于人员行为特征的自动、多层次的提取，数字孪生技术则为智能人员行为理解模式的实现提供了实现框架。什么是供应链数字孪生系统？6.1智能制造的数字孪生生态供应链中的节点就是最小的智能体单元，对智能体单元进行建模和仿真，将这些智能体单元通过接口将模型串联起来，就可以在虚拟空间将整个供应链的网络运转起来，这样既为现实世界的供应链提供信息，又能从现实世界的供应链中获取信息。供应链数字孪生不仅能体现供应链的历史和当前状态的实时信息，还能体现着未来的规划和决策。6.1智能制造的数字孪生生态5.供应链数字孪生系统供应链主要包括仓储、枢纽、运输、配送等节点和各个节点的业务环节供应链供应链数字孪生系统的构建供应链

供应链涉及供应商、制造商、经销商和零售商之间的物流活动，目的是确保产品和服务能够按时提供给消费者。

通过供应链数字孪生系统，用于监控和管理整个供应链的运作。通过实时数据的监测和分析，可以及时发现和解决供应链中的问题，提高整体运营效率和灵活性。例如，当某个环节出现问题时，供应链数字孪生系统可以快速定位问题所在，并提供相应的解决方案，从而减少供应链中断的时间和风险。6.1智能制造的数字孪生生态运输管理供应链数字孪生系统在运输和仓储管理中也发挥着重要作用。智能制造行业需要管理大量的运输和仓储活动，包括货物的装卸、运输路线的规划和优化、仓库空间的利用等。

通过供应链数字孪生系统，虚拟模拟来模拟不同运输和仓