工業4.0是指,利用信息通信技術將工廠中的所有信息基礎設施(包括智能制造裝備、操作人員、物料、半成品和成品)高度互聯互通,借助計算機軟件工具實現產品數字仿真設計及快速實體化“虛擬”實現,借助生產管理軟件實現產品全生命周期和全制造流程數字化管理,利用互聯網、云計算、大數據實現實現價值鏈企業協同生產、產品遠程維護智能服務等,形成高度靈活、大規模個性化的產品與服務新生產模式。
智能工廠是實現智能制造的載體。在智能工廠中通過生產管理系統、計算機輔助工具和智能裝備的集成與互操作來實現智能化、網絡化分布式管理,進而實現企業業務流程與工藝流程的協同,以及生產資源(材料、能源等)在企業內部及企業之間的動態配置。
一方面,“工欲善其事必先利其器”,實現智能制造的利器就是數字化、網絡化的工具軟件和制造裝備,包括以下類型:
1)計算機輔助工具,如CAD(計算機輔助設計)、CAE(計算機輔助工程)、CAPP(計算機輔助工藝設計)、CAM(計算機輔助制造)等;
2)計算機仿真工具,如物流仿真、工程物理仿真(包括結構分析、聲學分析、流體分析、熱力學分析、運動分析、復合材料分析等多物理場仿真)、工藝仿真等;
3)工廠/車間業務與生產管理系統,如ERP(企業資源計劃)、MES(制造執行系統)、PLM(產品全生命周期管理)/PDM(產品數據管理)等;
4)智能裝備,如高檔數控機床與機器人、增材制造裝備(3D打印機)、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物流與倉儲裝備等;
5)新一代信息技術,如物聯網、云計算、大數據等。
另一方面,智能制造是一個覆蓋更寬泛領域和技術的“超級”系統工程,在生產過程中以產品全生命周期管理為主線,還伴隨著供應鏈、訂單、資產等全生命周期管理。
智能制造生命周期管理
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