數字化工廠(DF)以產品全生命周期的相關數據為基礎,在計算機虛擬環境中,對整個生產過程進行仿真、評估和優化,并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。
數字化工廠(DF)是現代數字制造技術與計算機仿真技術相結合的產物,同時具有其鮮明的特征。它的出現給基礎制造業注入了新的活力,主要作為溝通產品設計和產品制造之間的橋梁。
工業軟件(英文:Industrial Software)是指在工業領域里應用的軟件,包括系統、應用、中間件、嵌入式等。一般來講工業軟件被劃分為編程語言、系統軟件、應用軟件和介于這兩者之間的中間件。其中系統軟件為計算機使用提供最基本的功能,但是并不針對某一特定應用領域。而應用軟件則恰好相反,不同的應用軟件根據用戶和所服務的領域提供不同的功能。
數字化工廠需要依賴一系列的軟件來實現數字化、智能化的生產流程。其中一些重要的軟件包括:
1.工業設計軟件:包括 CAD (計算機輔助設計)軟件、 CAM (計算機輔助制造)軟件和 CAE (計算機輔助工程)軟件等。它們廣泛應用于產品設計、工具和零件的制造、生產流程規劃及模擬等領域。
2.MES軟件:制造執行系統是數字化工廠生產過程中的重要管理軟件,能對整個生產過程進行實時監控和精細化管理。它包括生產進度、質量檢測、工序管理、庫存管理、異常管理、員工指導等要素。
3.ERP軟件:在數字化工廠中,企業內部各個部門的通信和交互尤為重要。ERP 軟件可以優化企業內部業務流程、協調生產組織關系、協調供應鏈、物流、倉儲等一系列領域。
4.PLM軟件:產品生命周期管理是設計和生產過程中最關鍵的環節之一。PLM 軟件能夠管理整個產品生命周期中的設計、制造、物流、銷售等所有環節,也為數字化工廠提供完美的數據整合平臺。
5.智能制造軟件:包括預測性維護和制造自動化等領域的專業軟件,實現對操作細節、生產工藝、設備運行性能等情況的自動化診斷、調整和優化,以提高生產效率和縮短生產周期。
數字化工廠需要應用各類工業軟件進行協作和優化管理,為了較好地說明,可以將工業軟件包括如下幾個方面:
1.CAD(Computer Aided Design,計算機輔助設計軟件): 包括 AutoCAD、SolidWorks、UG、CATIA 等,利用計算機圖形處理技術進行產品設計、可視化以及制造流程設計。
2.CAM(Computer Aided Manufacturing,計算機輔助制造軟件):包括 HSM、MasterCAM、NX CAM 等,能夠利用計算機控制機床對原材料進行加工,實現數字化工廠的智能化制造。
3.CAE(Computer Aided Engineering,計算機輔助工程分析軟件):包括 Ansys、ABAQUS、COMSOL、ANSYS 等,可以利用計算機模擬技術對工廠流程和產品設計進行分析、優化,節省設計周期和成本。
4.MES(Manufacturing Execution System,制造執行系統):包括 SAP、MES-MOMS、MES-Enbase等,是數字化工廠中的主要管理軟件,能夠對各個生產環節實現實時監控和數據管理,提高生產效率。
5.WMS(Warehouse Management System,倉庫管理系統):包括 SAP、RFID、EDI、WMS等,通過條形碼、無線通信、數據標準化等技術,實現物流管理的自動化、智能化、高效化,減少了物流過程及物流成本,提高了物流的準確性和可靠性。
6.ERP(Enterprise Resource Planning,企業資源計劃軟件):包括 Oracle E-Business Suite、SAP ERP、Microsoft Dynamics AX、MES、ERP Encore等,為企業提供全面、細致、及時的管理服務,協調各個部門間的交流協作,提高企業的響應能力和決策水平。
數字化工廠需要的工業軟件包括但不限于以下幾種:
1.ERP系統:包括企業資源計劃(ERP)、制造執行系統(MES)、供應鏈管理(SCM)等模塊,實現企業內部物流、資金流和信息流的集成管理。
2. CRM系統:包括客戶關系管理(CRM)、銷售自動化(SAL)、營銷自動化(MA)等模塊,實現企業與客戶、銷售團隊之間的信息共享和協同工作。
3.設備與工藝工程軟件:包括設備監控與維護、工藝規劃與控制、數字化工藝仿真等模塊,實現對生產設備和工藝過程的數字化管理和控制。
4.數據采集與監控軟件:包括數據采集與監控組件、數據挖掘與分析工具等模塊,實現對生產過程數據的實時采集和監控分析。
5.生產流程管理軟件:包括生產流程管理軟件、生產計劃管理軟件等模塊,實現對生產流程的優化和管理。
6.質量管理軟件:包括質量管理軟件、統計分析軟件等模塊,實現對生產過程中的質量監控和分析。
7.能源管理軟件:包括能源管理軟件、能源消耗分析軟件等模塊,實現對能源消耗的監控和分析。
8.人工智能與機器學習軟件:包括機器學習與數據挖掘、自然語言處理等模塊,實現對生產過程中的數據分析和預測。
以上這些工業軟件在數字化工廠中發揮著重要的作用,主要涵蓋了數字化工廠的各個方面,對數字化工廠進行生產、管理、運營等方面均有很大的提升和支持作用。
這些工業軟件各有側重點,可以根據數字化工廠的實際需求進行選擇和集成。
總之,工業軟件是數字化工廠中的重要組成部分,各方面軟件系統的整合為數字化轉型奠定了系統性的基礎。工業軟件包括了大量的功能,以有效地組織數字化工廠內部各項流程與數據,并使其更為高效,更加集約化。