工业4.0是指,利用信息通信技术将工厂中的所有信息基础设施(包括智能制造装备、操作人员、物料、半成品和成品)高度互联互通,借助计算机软件工具实现产品数字仿真设计及快速实体化“虚拟”实现,借助生产管理软件实现产品全生命周期和全制造流程数字化管理,利用互联网、云计算、大数据实现实现价值链企业协同生产、产品远程维护智能服务等,形成高度灵活、大规模个性化的产品与服务新生产模式。
智能工厂是实现智能制造的载体。在智能工厂中通过生产管理系统、计算机辅助工具和智能装备的集成与互操作来实现智能化、网络化分布式管理,进而实现企业业务流程与工艺流程的协同,以及生产资源(材料、能源等)在企业内部及企业之间的动态配置。
一方面,“工欲善其事必先利其器”,实现智能制造的利器就是数字化、网络化的工具软件和制造装备,包括以下类型:
1)计算机辅助工具,如CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)、CAPP(计算机辅助工艺设计)、CAM(计算机辅助制造)等;
2)计算机仿真工具,如物流仿真、工程物理仿真(包括结构分析、声学分析、流体分析、热力学分析、运动分析、复合材料分析等多物理场仿真)、工艺仿真等;
3)工厂/车间业务与生产管理系统,如ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系统)、PLM(产品全生命周期管理)/PDM(产品数据管理)等;
4)智能装备,如高档数控机床与机器人、增材制造装备(3D打印机)、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等;
5)新一代信息技术,如物联网、云计算、大数据等。
另一方面,智能制造是一个覆盖更宽泛领域和技术的“超级”系统工程,在生产过程中以产品全生命周期管理为主线,还伴随着供应链、订单、资产等全生命周期管理。
智能制造生命周期管理
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