工業(yè)工程理論與方法-數(shù)字化工廠-課程報告

工業(yè)工程理論與方法 課程報告數(shù)字化工廠的系統(tǒng)設(shè)計1、 前言1.1、數(shù)字化工廠產(chǎn)生的背景隨著全球范圍內(nèi)競爭的加劇，縮短產(chǎn)品的上市時間日益成為企業(yè)追逐的目標(biāo)。多功能性、高獨立性和產(chǎn)品的短期設(shè)計制造都給制造性企業(yè)的規(guī)劃和設(shè)計提出更高的要求，而其中工廠布局和生產(chǎn)線的規(guī)劃則是實現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。傳統(tǒng)的工廠布局和生產(chǎn)線規(guī)劃方法只注重經(jīng)驗和理論計算的結(jié)果，依據(jù)工廠布局中生產(chǎn)線實際運行后的數(shù)據(jù)進行分析和判斷，其缺點為準(zhǔn)確性差、不直觀、易浪費資源嘲。 數(shù)字化工廠目前已經(jīng)成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域中一個新的研究應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)字化工廠借助計算機技術(shù)和仿真技術(shù)，主要解決工廠、車間和生產(chǎn)線以及產(chǎn)品的設(shè)計到實現(xiàn)的轉(zhuǎn)化過程，使設(shè)計到生產(chǎn)制造之間的不確定性降低。它憑借著數(shù)字空間將生產(chǎn)制造過程壓縮和提前，使生產(chǎn)制造過程在數(shù)字空間中得以檢驗，預(yù)先確認(rèn)企業(yè)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)瓶頸所在，從而提高系統(tǒng)的成功率和可靠性，縮短從設(shè)計到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化時間。數(shù)字化工廠的出現(xiàn)是先進制造技術(shù)不斷發(fā)展的結(jié)果。1.2、國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀 數(shù)字化工廠技術(shù)已成為國外研究的一個熱點，這個概念處在逐漸被接受階段，而虛擬制造技術(shù)可以說是數(shù)字化工廠技術(shù)的前身和基礎(chǔ)。目前基于虛擬制造技術(shù)的研究很多，如美國國家標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)局(NIST)制造工程實驗室、美國Michigan大學(xué)虛擬現(xiàn)實實驗室、美國政府能源部TEAM(技術(shù)使能的敏捷制造)計劃、Purdue大學(xué)工學(xué)院協(xié)同制造研究中心、日本大坂大學(xué)機械工程系制造工程及系統(tǒng)研究室等，它們也都對數(shù)字化工廠進行了相關(guān)的研究。Tecnomatix技術(shù)公司和Delmia公司等軟件開發(fā)商，長期致力于虛擬制造的研究，開發(fā)出了滿足虛擬制造要求的數(shù)字化工廠軟件。這些公司都是經(jīng)過重組將許多小的專業(yè)軟件公司組合起來，形成數(shù)字化工廠系列軟件。如生產(chǎn)線規(guī)劃仿真、工藝規(guī)劃、質(zhì)量控制和生產(chǎn)工具等軟件模塊，可以滿足不同需求的用戶。目前數(shù)字化工廠技術(shù)在汽車、航空航天、能源、制藥、重型設(shè)備、電子和家用電器、機器人等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用并創(chuàng)造了可觀的效益，一大批著名制造業(yè)單位和部門，如BMW、Ford、Honda、波音公司、歐洲航天局、ABB、Robotics等。除制造行業(yè)外，數(shù)字化工廠技術(shù)已逐漸被國外大型企業(yè)所運用，如：美國海文斯公司、日本NKK鋼鐵公司、澳大利亞博思格鋼鐵公司等也等對數(shù)字化技術(shù)進行了應(yīng)用，取得了明顯的經(jīng)濟效益和極大的市場競爭力。 國外對數(shù)字化工廠的研究中，對工廠的建模的研究也較多。目前，國外在企業(yè)建模方面也取得相當(dāng)多的研究成果， 比較著名的有GRAIGIM方法、ClM-OSA方法、IDEF方法、ARIS模型結(jié)構(gòu)、PER-A方法、TOVE方法和面向?qū)ο蠼７椒ǖ?，此外還有階梯型結(jié)構(gòu)(Stairl ike CIM System Architecture SLA)等建模方法。它們都從不同的角度和出發(fā)點提出了各自對企業(yè)這個復(fù)雜系統(tǒng)的理解，并給出了描述的方法。需要指出的是這些建模方法主要是為CIMS研究開發(fā)的，需要有選擇的用于數(shù)字化工廠系統(tǒng)的動態(tài)建模。國內(nèi)對數(shù)字化工廠的研究起步較晚，因此，對數(shù)字化工廠的理論研究相對較少。目前，清華大學(xué)CIMS工程研究中心虛擬制造研究室、上海交通大學(xué)CIMS研究所和同濟大學(xué)CIMS研究中心都開展了數(shù)字化工廠相關(guān)技術(shù)研究。在實際的應(yīng)用上，上海大眾采用數(shù)字化工廠相關(guān)軟件進行了發(fā)動機生產(chǎn)線的設(shè)計并優(yōu)化，一汽大眾在其車身生產(chǎn)線設(shè)計中也采用了數(shù)字化工廠技術(shù)，他們都取得了一定的效果。雖然國內(nèi)對數(shù)字化工廠的研究相對于國外起步較晚，但是，隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，我們也越來越意識到，傳統(tǒng)的制造方式已經(jīng)不適合當(dāng)今的潮流，數(shù)字化工廠的研究工也作越來越重要，而對數(shù)字化工廠的研究也將越來越深入。182、數(shù)字化工廠概述數(shù)字化工廠的提出是對傳統(tǒng)制造業(yè)的革命，它是根據(jù)虛擬制造的原理，通過提供虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，利用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的設(shè)計、制造、裝配、質(zhì)量控制和檢測等各個階段的功能，達到縮短新產(chǎn)品的上市時間、降低成本優(yōu)化設(shè)計、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。數(shù)字化工廠是以虛擬制造系統(tǒng)的原理為基礎(chǔ)，強調(diào)宏觀、側(cè)重生產(chǎn)，而且是在虛擬制造系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展到一定程度的基礎(chǔ)上，才發(fā)展起來新技術(shù)，其經(jīng)濟學(xué)本質(zhì)是指通過對知識的有效管理來實現(xiàn)產(chǎn)品增值的一種生產(chǎn)活動。2.1、數(shù)字化工廠的概念目前對于虛擬制造系統(tǒng)的研究相對較多，分類較為明確和統(tǒng)一，然而，關(guān)于數(shù)字化工廠的研究目前相對較少?，F(xiàn)在，研究領(lǐng)域和實際工廠運作情況均未給數(shù)字化工廠一個明確統(tǒng)一的概念。 VDIFML的“A5模型和仿真”委員會建立了“數(shù)字化工廠協(xié)會，是企業(yè)和VDI-ADB合作的組織，它對數(shù)字化工廠的方法和所用的工具做了介紹。該組織給出的數(shù)字化工廠的定義：數(shù)字化工廠是一個完整的模型，方法和工具，是基于相關(guān)的數(shù)字化模型(和產(chǎn)品模型相連接起來)為工廠計劃和工廠運作提供盡可能的幫助和支持，包括各自的操作過程(比如，工作流程)。這個定義顯示，一方面，這些交叉的特性考慮到了系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性；另一方面，同時考慮到了模型的工作流和運用它所建立的模型。但是，本定義的著眼點只是在于工廠內(nèi)部的生產(chǎn)運作。廣義的數(shù)字化工廠源于“大制造”的思想，如圖2.1所示，它包含一切與制造有關(guān)的活動和過程。這里，主要包括供應(yīng)方、核心制造企業(yè)、協(xié)作或合作方、銷售方等四部分組成。有的參考文獻詳細(xì)描述了虛擬企業(yè)組織(Virtual Manufacturing Organization，VMO)組成方式的系統(tǒng)組織和實施原則。企業(yè)內(nèi)部信息化數(shù)字化顧客市場預(yù)測銷售商物流中心送貨公司主頁顧客反饋信息銷售子系統(tǒng)財務(wù)子系統(tǒng)生產(chǎn)子系統(tǒng)采購子系統(tǒng)客戶訂單庫存子系統(tǒng)研究開發(fā)人事其他合作銀行企業(yè)等供應(yīng)商物流中心看板狀態(tài)送貨圖2.1 數(shù)字化工廠的信息流2.2、數(shù)字化工廠的思想及管理模式2.2.1、敏捷制造當(dāng)今企業(yè)在市場上賴以競爭致勝的最根本的法寶，就是能否運用先進的生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)的管理，以最快的速度開發(fā)出滿足買主要求的新產(chǎn)品，并以最短的時間將所開發(fā)的產(chǎn)品推向市場。敏捷制造(Agile Manufacturing)正是在這樣的環(huán)境下提出的一種全新的生產(chǎn)模式。敏捷制造的目標(biāo)是建立一種能對用戶的要求(新產(chǎn)品或增值服務(wù))做出快速反映并及時滿足的生產(chǎn)方式。敏捷制造(Agile Manufacturing)是一種新型的組織制造模式。其基本思想是在先進的信息環(huán)境和加工條件下，通過動態(tài)聯(lián)盟的組織形式，快速適應(yīng)市場需求，使企業(yè)能夠在日益激烈的競爭環(huán)境中，保持強大的競爭力，敏捷制造是以虛擬制造技術(shù)為基礎(chǔ)的。敏捷制造是基于信息技術(shù)的可靠性和可重用性，以快速滿足客戶的需求為原則強調(diào)人、技術(shù)、組織管理三者有機結(jié)合的管理系統(tǒng)。敏捷制作系統(tǒng)虛擬公司管理者與工人的創(chuàng)造力市 場速 度質(zhì) 量成 本快速的響應(yīng)柔 性可接插的 制造系統(tǒng)合 作 供 應(yīng) 商公司數(shù)據(jù)庫投資決策國 家 工 業(yè)網(wǎng) 絡(luò) 化用 戶圖2.2.1敏捷制造系統(tǒng)2.2.2、分布式制造分布式制造是在以敏捷制造思想為指導(dǎo)的基于動態(tài)聯(lián)盟環(huán)境下的產(chǎn)品開發(fā)制造模式。具有不同生產(chǎn)規(guī)模和能力的、處于不同地域的、使用不同應(yīng)用工具平臺的各聯(lián)盟廠家通過互聯(lián)網(wǎng)建立面向產(chǎn)品開發(fā)制造的暫時合作關(guān)系，以最快的速度提供高質(zhì)量，低成本的市場需求產(chǎn)品。在整個過程中，不同聯(lián)盟廠家過程技術(shù)人員以既有分工又有相互協(xié)作的方式借助于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境異地進行產(chǎn)品開發(fā)制造的全部活動。其中，面向產(chǎn)品對象的企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟由產(chǎn)品主開發(fā)企業(yè)和多家相互平行的伙伴聯(lián)盟開發(fā)企業(yè)組成，主開發(fā)企業(yè)稱為盟主，負(fù)責(zé)產(chǎn)品開發(fā)全過程及產(chǎn)品整個生命周期的任務(wù)分發(fā)、工作協(xié)調(diào)、進度控制等工作。每個聯(lián)盟企業(yè)根據(jù)各自資源優(yōu)勢和協(xié)助分工負(fù)責(zé)完成生命周期中各自的任務(wù)，這些企業(yè)一般是各自獨立的單位。盟 主（應(yīng)用程序）核心功能結(jié)構(gòu)盟員1（生產(chǎn)商）生產(chǎn)各種零件盟員2（中試地）加工試驗盟員3（裝配庫）各種零件動態(tài)聯(lián)盟圖2.2.2 分布式制造生產(chǎn)的模式2.2.3、精益生產(chǎn)精益生產(chǎn)的精髓就是在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中不斷的消除浪費，從而達到降低成本、提高效益和效率的目的，最大限度的滿足客戶特殊化、多樣化的要求，使企業(yè)在激烈的競爭中立于不敗之地。它追求的目標(biāo)是：盡善盡美、精益求精，實現(xiàn)無庫存、無廢品、低成本，有時候被描述為在適當(dāng)?shù)臅r間(或第一時間，the first time)使適當(dāng)?shù)臇|西到達適當(dāng)?shù)牡攸c，同時使浪費最小化和適應(yīng)變化。精益生產(chǎn)的目標(biāo)、手段與結(jié)果如圖2.2.3所示。 精益生產(chǎn) 無故障生產(chǎn)新產(chǎn)品開發(fā)工廠管理供應(yīng)鏈 強有力的領(lǐng)導(dǎo) 協(xié)同工作組 并行工程 通信 自動化（簡化過程、物流） 完美的質(zhì)量 最少的廢品 不斷改進、零缺陷生產(chǎn) 精干的協(xié)作廠 共同開發(fā)產(chǎn)品 共同負(fù)責(zé)成最少的廢品不斷改進、零缺陷生產(chǎn) 開發(fā)時間短 開發(fā)費用低 時間短、費用低 差錯少，廢品少 缺貨少 庫存少目 標(biāo)手 段結(jié) 果圖2.2.3 精益生產(chǎn)的目標(biāo)、生產(chǎn)和結(jié)果精益生產(chǎn)強調(diào)以“人”為中心，通過對工人多種形式的培訓(xùn)，使員工盡可能掌握多門技能；使管理結(jié)構(gòu)扁平化，簡化一切過程，并把資源集中于需要的地方；在生產(chǎn)組織上，不是強調(diào)過細(xì)的分工，而是強調(diào)企業(yè)各部門相互密切合作的綜合集成；同供應(yīng)商建立良好的合作與伙伴的關(guān)系；實現(xiàn)制造過程和信息流的高度自動化，使得生產(chǎn)具有很大的柔性；重視產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)之間的合作和集成；擁有綜合的質(zhì)量保證體系；堅持持續(xù)不斷的改進、一步一步地優(yōu)化。精益生產(chǎn)不僅是一種生產(chǎn)方式，更是一種適用于現(xiàn)代集成制造企業(yè)的組織管理模式?，F(xiàn)概述和比較這些建模方法，為建立數(shù)字化工廠的模型結(jié)構(gòu)和選擇建模方法提供依。3、數(shù)字化字化工廠系統(tǒng)設(shè)計3.1、數(shù)字化工廠系統(tǒng)的運作模式數(shù)字化工廠是一個深化了數(shù)字化內(nèi)涵的企業(yè)，與傳統(tǒng)企業(yè)的區(qū)別表現(xiàn)在數(shù)字化工廠有六個數(shù)字化核心領(lǐng)域(即產(chǎn)品開發(fā)過程數(shù)字化、產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)字化、產(chǎn)品本身數(shù)字化、產(chǎn)品經(jīng)營過程數(shù)字化、技術(shù)支持與服務(wù)過程數(shù)字化、信息和知識數(shù)字化。它們在數(shù)字化工廠的經(jīng)營過程中發(fā)揮著重要的作用，徹底改變了傳統(tǒng)企業(yè)按職能設(shè)立管理部門，按管理幅度劃分管理層次的金字塔管理組織機構(gòu)，取而代之以任務(wù)為導(dǎo)向、依照自然跨部門的作業(yè)流程，組建的各類團隊，充分發(fā)揮自身擁有IT技術(shù)優(yōu)勢，依托互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)整合內(nèi)外部資源用最精簡的人力在靈活的組織里，生產(chǎn)品質(zhì)最優(yōu)、價格最廉、創(chuàng)意最新的產(chǎn)品和提供最便利、快捷、體貼的服務(wù)讓客戶滿意，從而超越競爭對手。(1)產(chǎn)品開發(fā)過程數(shù)字化。即產(chǎn)品模型、設(shè)計文件、產(chǎn)品數(shù)據(jù)和信息等全部數(shù)字化，不僅是核心企業(yè)參與產(chǎn)品的協(xié)作開發(fā)，而且讓客戶、供應(yīng)商、協(xié)作廠家和分銷商等其它成員都能隨時通過InternetIntranetExtranet以數(shù)字化方式參與產(chǎn)品的協(xié)作開發(fā)。(2)產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)字化。數(shù)字化的產(chǎn)品模型、設(shè)計文件、產(chǎn)品數(shù)據(jù)和信息可以直接進入數(shù)字化產(chǎn)品生產(chǎn)過程；在生產(chǎn)過程中依靠數(shù)字化信息系統(tǒng)運作(如生產(chǎn)計劃、車間作業(yè)計劃、庫存、成本控制等業(yè)務(wù)也是數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的)，不僅在單個組織內(nèi)部依靠數(shù)字化信息系統(tǒng)工作，整個組織如同一個高度協(xié)作的整體，通過InternetIntranetExtranet自如地獲取需要的數(shù)字化信息。(3)產(chǎn)品本身數(shù)字化。數(shù)字化工廠制造的產(chǎn)品數(shù)字化功能強，用戶可以方便、簡單地使用。(4)產(chǎn)品經(jīng)營過程數(shù)字化。數(shù)字化工廠建有完善的產(chǎn)品數(shù)字化營銷網(wǎng)絡(luò)，客戶可以通過InternetIntranetExtranet訪問產(chǎn)品的數(shù)字化信息，進行咨詢、談判和訂貨，并能夠逐條定義所需產(chǎn)品的規(guī)格，參與產(chǎn)品開發(fā)，監(jiān)督產(chǎn)品生產(chǎn)與銷售，最后進行數(shù)字化結(jié)算。(5)技術(shù)支持與服務(wù)過程數(shù)字化。數(shù)字化工廠為客戶提供數(shù)字化服務(wù)，使產(chǎn)品的使用、維護和維修可以隨時隨地與它進行數(shù)字化交互而獲得支持和幫助。(6)信息和知識數(shù)字化。不僅產(chǎn)品從概念設(shè)計到消亡整個生命周期的所有信息數(shù)字化，其他信息也予以數(shù)字化，并通過InternetIntranetExtranet和數(shù)字化工廠的信息系統(tǒng)在全球范圍把“知識島”有效地組織起來。3.2、數(shù)字化工廠的層次結(jié)構(gòu)一個現(xiàn)代化制造企業(yè)結(jié)構(gòu)如圖3.2所示，數(shù)字化工廠上連產(chǎn)品的設(shè)計系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)，下連制造執(zhí)行系統(tǒng)，形成以企業(yè)門戶網(wǎng)站對外進行交流，信息從企業(yè)門戶網(wǎng)站流入流出，一直到設(shè)備控制層的信息處理和流通通道。企業(yè)門戶網(wǎng)站CRM辦公自動化電子商務(wù)SCMCAD/CAE/CAMERP數(shù)字化工廠層制造執(zhí)行層設(shè)備控制層圖3.2數(shù)字化工廠的層次結(jié)構(gòu)現(xiàn)在的制造業(yè)一般都能夠采取先進的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)如CAD等技術(shù)，也能夠在產(chǎn)品制造時采用先進的自動技術(shù)，而在這兩者之間存在著脫節(jié)，這兩個先進的技術(shù)沒能夠很好的銜接好，而數(shù)字化工廠最主要的任務(wù)就是解決產(chǎn)品設(shè)計和制造之間的“鴻溝”。以前的產(chǎn)品設(shè)計完成后，沒有一個科學(xué)轉(zhuǎn)化渠道，僅僅憑借工藝人員，制造工程師和管理人員的經(jīng)驗知識進行生產(chǎn)工藝安排、生產(chǎn)計劃制定，然后直接投入制造系統(tǒng)進行制造，對出現(xiàn)的問題只有在生產(chǎn)過程中解決，這樣就造成了大量的浪費和返工，導(dǎo)致制造成本的增高。而實施數(shù)字化工廠技術(shù)就能實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的制造、裝配、質(zhì)量控制和檢測等各個階段的功能。它主要解決工廠、車間和生產(chǎn)線以及產(chǎn)品的設(shè)計到制造實現(xiàn)的轉(zhuǎn)化過程，使設(shè)計到生產(chǎn)制造之間的不確定性降低，在數(shù)字空間中將生產(chǎn)制造過程壓縮和提前使生產(chǎn)制造過程在數(shù)字空間中得以檢驗。從而提高系統(tǒng)的成功率和可靠性縮短從設(shè)計到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化時間。3.3、數(shù)字化工廠系統(tǒng)構(gòu)建3.3.1、數(shù)字化工廠系統(tǒng)的含義數(shù)字化工廠是一個集成化的計算機環(huán)境，用于對生產(chǎn)工程的各個環(huán)節(jié)，在不同的層次一小到操作步驟，大到生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線乃至整個工廠一進行設(shè)計、仿真、分析和優(yōu)化。它從并行工程的基本觀點出發(fā)，在產(chǎn)品的設(shè)計階段就同時考慮和解決生產(chǎn)工程的問題，包括工藝過程設(shè)計、工藝裝備、機床設(shè)備、刀具、生產(chǎn)線或加工單元的布局、人體工程學(xué)、生產(chǎn)調(diào)度、物料管理等，實現(xiàn)了真正的CADCAPECAM一體化。數(shù)字化工廠是以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)虛擬制造原理，在虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、優(yōu)化和重組的新的生產(chǎn)組織方式。數(shù)字化工廠系統(tǒng)就是實現(xiàn)這種生產(chǎn)方式的軟硬件系統(tǒng)。3.3.2、現(xiàn)有的系統(tǒng)建模方法目前，國內(nèi)外在企業(yè)系統(tǒng)建模方面也取得相當(dāng)多的研究成果，比較著名的有GRAIGIM方法、CIM-OSA方法、IDEF方法、ARIS模型結(jié)構(gòu)、PERA方法、TOVE方法和面向?qū)ο蠼７椒ǖ?，此外還有階梯型結(jié)構(gòu)(Stair-like CIM System Architecture，SLA)等建模方法。它們都從不同的角度和出發(fā)點提出了各自對企業(yè)這個復(fù)雜系統(tǒng)的理解，并給出了描述的方法。需要指出的是這些建模方法主要是為CIMS研究開發(fā)的，只能有選擇地用于數(shù)字化工廠動態(tài)建?！，F(xiàn)在介紹其中一種方法：IDEF方法是面向結(jié)構(gòu)的分析方法，包括IDEFO，IDEF1x，IDEF2，IDEF3，IDEF4和IDEF5等。其中IDEFO功能模型和IDEF1x信息模型用于描述現(xiàn)有的和將來的信息管理需求；IDEF2系統(tǒng)動態(tài)模型和IDEF4面向?qū)ο蟮脑O(shè)計是支持系統(tǒng)設(shè)計需求的方法；IDEF3過程描述方法和IDEF5本體論方法用于捕捉現(xiàn)實世界信息以及人、事物等之間的關(guān)系?，F(xiàn)在常用的是IDEFO、IDEF1x和IDEF3，而IDEF、IDEF4、IDEF5、IDEF8等尚未成熟。IDEFO方法用來描述系統(tǒng)或企業(yè)的功能和各功能之間的聯(lián)系，并支持這些功能集成的數(shù)據(jù)，它采用自頂向下的結(jié)構(gòu)方法來產(chǎn)生功能模型。IDEFO方法可以靈活、清晰地對系統(tǒng)活動及活動之間的信息流進行建模，已得到了廣泛的應(yīng)用。由于IDEFO模型易于理解，因而特別適于評估企業(yè)的組織活動，以及項目的可行性論證。按照IDEFO方法建立的數(shù)字化工廠的主要功能模塊如圖3.3.2所示：產(chǎn)品數(shù)據(jù)工廠布局生產(chǎn)線規(guī)劃仿真優(yōu)化操作數(shù)據(jù)幾何結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)工藝要求技術(shù)要求資源數(shù)據(jù)物料搬運設(shè)備物料搬運設(shè)備性能工藝布局信息生產(chǎn)線模型仿真結(jié)果搬運設(shè)備參數(shù)工藝參數(shù)、操作錯誤等生產(chǎn)線規(guī)劃信息生產(chǎn)大綱圖3.3.2數(shù)字化工廠系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)功能模塊圖3.4、數(shù)字化工廠系統(tǒng)的模塊及功能分析數(shù)字化工廠系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能豐富，數(shù)字化工廠系統(tǒng)主要包括工廠布局、生產(chǎn)線規(guī)劃、仿真分析三大功能模塊。3.4.1、工廠布局工廠布局：工廠布局主要是在工廠GIS系統(tǒng)(或是企業(yè)現(xiàn)有的建筑規(guī)劃文檔)基礎(chǔ)上，按照生產(chǎn)大綱有關(guān)要求，建立廠房布局模型，對現(xiàn)有設(shè)備和物料搬運系統(tǒng)進行合理空間布局，以構(gòu)建生產(chǎn)線系統(tǒng)的虛擬硬件平臺。數(shù)字化工廠系統(tǒng)最大的特點就是在虛擬的環(huán)境中，對制造企業(yè)的新產(chǎn)品，進行可制造性以及制造成本的提前估計和預(yù)分析。工廠布局是制造企業(yè)規(guī)劃的前期工作，涉及廠房、設(shè)備和工裝夾具等主要資源的空間規(guī)劃設(shè)計，是整個企業(yè)生產(chǎn)的前期工作，也是基礎(chǔ)工作。數(shù)字化工廠系統(tǒng)中開展的后續(xù)的工藝規(guī)劃、仿真分析等工作，都是在工廠布局的前提下完成的。3.4.2、生產(chǎn)線規(guī)劃現(xiàn)代的生產(chǎn)線屬于復(fù)雜的人工系統(tǒng)，可將其抽象為相互獨立、相互聯(lián)系的三個組成部分，即：目標(biāo)部分，主要指生產(chǎn)完成的目標(biāo)，包括一定的生產(chǎn)能力、物流通暢和生產(chǎn)環(huán)境等；物理部分，主要指制造、加工設(shè)備和存儲單元等有形實體，即完成生產(chǎn)過程所需要的生產(chǎn)資源，如機床、夾具、緩沖站、搬運車和工人。等；控制部分，主要指生產(chǎn)線的調(diào)度、決策和控制等邏輯部分，包括各種控制方法、控制算法庫等。對生產(chǎn)線的三個部分而言，制造工藝是其依據(jù)，同時也是實現(xiàn)目標(biāo)的約束條件。在生產(chǎn)線的全生命周期過程中工藝約束并非一成不變，市場的變化導(dǎo)致目標(biāo)的變化，此時必須重新進行工藝規(guī)劃或?qū)ιa(chǎn)線進行重新設(shè)計。工藝規(guī)劃的目標(biāo)是能夠加工出符合要求的產(chǎn)品，而生產(chǎn)線設(shè)計的目標(biāo)是能夠滿足生產(chǎn)線目標(biāo)的要求，因此生產(chǎn)線設(shè)計和規(guī)劃必須以工藝規(guī)劃為基礎(chǔ)，工藝規(guī)劃是生產(chǎn)線規(guī)劃中的主要內(nèi)容。工藝規(guī)劃在考慮加工方法、加工質(zhì)量的同時還應(yīng)考慮生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)物流和產(chǎn)品交貨等諸多因素。以往的研究多以計算機輔助工藝設(shè)計(Computer AidedProcess Planning CAPP)和生產(chǎn)計劃調(diào)度(Production Planning and SchedulePPS)集成為基礎(chǔ)展開，并取得了很多研究成果。數(shù)字化工廠中集成仿真平臺中的工序規(guī)劃過程可分為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、能力匹配和仿真分析三個階段。(1)、在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段將工藝、調(diào)度和仿真需要的資源、工藝知識和訂單數(shù)據(jù)分類提取。(2)、能力匹配階段分為工序級規(guī)劃和個工步級規(guī)劃2個部分。工序級規(guī)劃首先基于工藝知識設(shè)計粗工藝，粗工藝可只規(guī)劃每個零件有幾道工序，每道工序有何類設(shè)備完成，工時多少，初始仿真時直接與機床進行能力匹配產(chǎn)生生產(chǎn)調(diào)度計劃，初始仿真后針對前序仿真產(chǎn)生的機床可用能力對粗工藝進行修改。修改原則為盡量多采用前序仿真中空閑率高、故障率低且物流順暢的設(shè)備，在此基礎(chǔ)上同前序仿真產(chǎn)生的機床可用能力相結(jié)合進行機床能力匹配。匹配完成產(chǎn)生的調(diào)度計劃供后續(xù)仿真使用；工步級規(guī)劃是在工序級規(guī)劃后得到的驗證后進行的詳細(xì)工藝規(guī)劃，包括每道工序分為幾個工步，每個工步耗費工時的概率分布和每個工步的操作方法，通過仿真產(chǎn)生的設(shè)備和工人操作動畫來驗證工步設(shè)計，這里可同虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合起來，通過虛擬漫游來使工藝師提前體驗功能設(shè)計的效果，并設(shè)計出符合人機工程的工藝。(3)、生產(chǎn)線仿真分為工廠層、車間層、單元層和設(shè)備層4個層次，面向工藝規(guī)劃的生產(chǎn)線仿真包含了單元層和設(shè)備層仿真。單元層仿真是在粗工藝規(guī)劃基礎(chǔ)上進行的仿真，它仿真的是生產(chǎn)單元內(nèi)部的物流過程，通過仿真分析物流瓶頸并產(chǎn)生所有設(shè)備的狀態(tài)集，將這些信息反饋到能力匹配階段，輔助工序級規(guī)劃并進行新一輪的能力匹配；設(shè)備層仿真是針對工步規(guī)劃進行的，它主要是將每一個規(guī)劃的工步以動畫的形式展現(xiàn)，從而將工藝規(guī)劃同生產(chǎn)線布置，人機工程結(jié)合起來，保證工藝規(guī)劃的優(yōu)良性。機床加工能力定單工藝知識數(shù)據(jù)準(zhǔn)備能力匹配機床狀態(tài)工作日程機床可用能力能力與操作匹配工步級規(guī)則工序級規(guī)則生產(chǎn)任務(wù)操作排序仿真分析機床空閑時段設(shè)備利用狀況仿真參數(shù)設(shè)計物流參數(shù)設(shè)計調(diào)度計劃單元層仿真工步操作動畫設(shè)備層仿真如圖3.4.2 基于集成仿真平臺的工藝規(guī)劃結(jié)構(gòu)3.4.3、仿真優(yōu)化仿真優(yōu)化主要實現(xiàn)在已經(jīng)構(gòu)建的虛擬生產(chǎn)線平臺上，在生產(chǎn)線規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對生產(chǎn)線進行全局物流仿真、瓶頸分析、局部加工單元仿真和人機工程仿真分析，從而對已有的工藝規(guī)劃方案進行驗證、調(diào)整、更新和優(yōu)化。同時，輸出多種生產(chǎn)工藝報表、操作手冊以及生產(chǎn)決策支持報表。仿真優(yōu)化是整個數(shù)字化工廠系統(tǒng)的最終目標(biāo)，主要實現(xiàn)在已經(jīng)構(gòu)建的虛擬生產(chǎn)線平臺上，對生產(chǎn)過程進行仿真。目的在于分析現(xiàn)有生產(chǎn)過程的各種性能指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)存在的問題，對生產(chǎn)系統(tǒng)進行參數(shù)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)調(diào)整，以達到優(yōu)化生產(chǎn)過程、提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)。用戶通過擴展的分析工具、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和圖表來評估不同的解決方案，并在生產(chǎn)計劃的早期階段，做出迅速而可靠的決策。3.5、數(shù)字化工廠系統(tǒng)的實現(xiàn)數(shù)字化工廠系統(tǒng)的實現(xiàn)是需要相應(yīng)的軟硬件環(huán)境和技術(shù)來支持，需要先進的制造技術(shù)和相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)。因此，數(shù)字化工廠的實現(xiàn)需要以下關(guān)鍵技術(shù)： (1)、數(shù)字化建模技術(shù)通常研究數(shù)字化工廠，需要建立工廠中的建筑模型、資源模型(設(shè)備、原料、生產(chǎn)人員和制造環(huán)境等)以及生產(chǎn)管理模型(系統(tǒng)的限制和約束關(guān)系)。工廠設(shè)計與產(chǎn)品三維設(shè)計之間有著很強的聯(lián)系，首先工廠設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計都是虛擬設(shè)計，它們都沿用先進的CAD技術(shù)，將所設(shè)計的東西在計算機中完整的展示出來；其次，計算機作為關(guān)鍵的工具，是其顯示和設(shè)計的主要平臺；第三，建模和裝配是二者共有的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)字化工廠是建立在模型基礎(chǔ)上的優(yōu)化仿真系統(tǒng)，工廠設(shè)備、建筑三維模型是整個數(shù)字化工廠技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)據(jù)源頭，所以數(shù)字化建模技術(shù)是數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)。(2)、工廠配置管理：工廠設(shè)計中，常常有非常大型的設(shè)備模型，在完整的工廠設(shè)計中，首先應(yīng)該建立不影響設(shè)備分析的復(fù)雜而又詳細(xì)的模型；其次，為了提高運算速度，工廠的配置管理尤為重要。工廠配置管理系統(tǒng)提供了按工藝布置來組織工廠結(jié)構(gòu)的功能，通過建立相應(yīng)的工藝布置圖，企業(yè)的不同部門可以按其需要的形式來對工廠結(jié)構(gòu)進行組織。而當(dāng)工廠布局發(fā)生更改時，可以通過網(wǎng)絡(luò)化的工廠設(shè)計視圖來分析和控制更改對整個工廠的影響。(3)、優(yōu)化仿真技術(shù)：隨著虛擬設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，在計算機中進行工廠建筑、設(shè)備等的三維造型、裝配分析和CAE工程分析技術(shù)不斷發(fā)展和完善。(4)、虛擬裝配技術(shù)：目前，文本信息很難滿足設(shè)計業(yè)的需求，隨著三維造型技術(shù)發(fā)展，虛擬設(shè)計技術(shù)將得到普遍應(yīng)用。(5)、并行工程技術(shù)：在設(shè)計過程中同時考慮設(shè)備設(shè)計、設(shè)備裝配、設(shè)備能力、物流系統(tǒng)設(shè)計等各方面的問題，各部門協(xié)同合作，采用并行工程技術(shù)實現(xiàn)工廠同步全面設(shè)計。(6)、軟件之間的重組和集成：數(shù)字化工廠軟件模塊之間以及和其他軟件模塊之間的信息交換和集成。(7)、應(yīng)用工具：產(chǎn)生虛擬環(huán)境的工具集、各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具、設(shè)備控制程序的生成器、各種報表的輸出工具等。整個數(shù)字化工廠系統(tǒng)的實現(xiàn)，是需要這些關(guān)鍵的技術(shù)來支撐的，它們是實現(xiàn)數(shù)字化工廠系統(tǒng)的必要條件。4、實例應(yīng)用研究4.1、公司介紹對一家某知名品牌牙刷公司進行調(diào)研，該公司曾經(jīng)入圍世界500強企業(yè)。由于發(fā)展的需要，公司要進行新廠房布置規(guī)劃，該牙刷廠生產(chǎn)的種類相對較多，且批量生產(chǎn)，屬于多品種大批量的生產(chǎn)。隨著公司規(guī)模的不斷擴大和制造水平的日益提高，單純憑著經(jīng)驗的傳統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)已經(jīng)不能滿足公司發(fā)展的需要了。因此，公司需要采用先進的規(guī)劃技術(shù)，對新廠房進行合理的布置規(guī)劃，為以后的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。4.2、由FACTORY-PLAN和FACTORY-OPT（數(shù)字化工廠的布局時采用的軟件）根據(jù)實際條件設(shè)計出兩種布置方案4.2.1、設(shè)施布置的基本原則考慮到公司的實際生產(chǎn)情況，比較適合的布置方式是按照產(chǎn)品原則布置和工藝原則布置，但是兩種布置方式都有自身的優(yōu)點和不足。工藝原則布置方式的優(yōu)點是機器利用率高，設(shè)備和人員的柔性程度高，便于更改產(chǎn)品品種和數(shù)量；缺點是流程較長，搬運路線不確定，搬運費用高，生產(chǎn)周期長且?guī)齑媪肯鄬^大。按照產(chǎn)品原則布置方式時，布置符合工藝過程，物流順暢，上下工序銜接，存放量少，生產(chǎn)周期短，物料搬運工作量少等。缺點是設(shè)備發(fā)生故障時將引起整個生產(chǎn)線的中斷等。綜合考慮公司的生產(chǎn)情況，現(xiàn)采取以產(chǎn)品原則布置為主，并同時兼顧到工藝布置原則。4.2.2、所需的數(shù)據(jù)通過對該公司的生產(chǎn)能力和各個車間的物流強度的實際調(diào)研，測出每個車間內(nèi)的物流量，并綜合考慮其他輔助部門之間的關(guān)系，建立具體的關(guān)系數(shù)據(jù)表如表1所示： 表1 公司有關(guān)作業(yè)單位面積統(tǒng)計表編號單位名稱面積（m2）編號單位名稱面積（m2）1原材料庫15547半成品倉庫18242拌料間9808輔助包裝材料庫3843注塑車間49749紙箱庫18244刷板庫225510包裝車間18245牙毛庫11011成品存放庫15546植磨毛車間331412辦公室服務(wù)樓2376根據(jù)實際的測量和計算，綜合考慮作業(yè)單位之間的物流和非物流量關(guān)系，得出如下的關(guān)系表：表2作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表表3 綜合接近程度排序表代號123456789101112123456789101112綜合接近程度87778108851564排序698752431111012表4：各級關(guān)系統(tǒng)計表等級分值作業(yè)單位對總數(shù)百分比(%)作業(yè)單位對A8-1223.038-10、10-11E5-757.581-2、2-3、3-4、6-7、7-10I3-434.554-6、5-6、9-10O1-22030.30略U03350.00略X-134.553-12、6-12、10-124.2.3、FACTORYPLAN和FACTORY-OPT相結(jié)合提供的兩種布置方案把以上的數(shù)據(jù)輸入FACTORY-PLAN中，可以在軟件內(nèi)建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫，把各個實體之間的關(guān)系輸入FACTORY-PLAN，該軟件也可以自動生成綜合關(guān)系相互表。根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，F(xiàn)ACTORY-PLAN可以自動生成布置方案。結(jié)合FACTORYOPT一塊使用，F(xiàn)ACTORYOPT可以對生成的布置方案進行優(yōu)化。FACTORY-PLAN生成的布置方案，其物流強度可以在給出的方案中體現(xiàn)，結(jié)合FACTORY-OPT的優(yōu)化并對所提供的參考圖進行操控，改變各種變量可以生成多種組合，隨著FACTORYOPT的調(diào)整，布置方案中的物流強度也在改變。考慮到物流強度的大小并結(jié)合公司的實際情況，本論文中只選用其中的物流強度相對較小的兩種方案來詳細(xì)進行分析。4.2.4、各個布置方案的規(guī)劃圖根據(jù)上面的兩種選擇方案，用AUTOCAD畫出兩種方案的具體規(guī)劃簡圖如下圖4.2.4 方案1的規(guī)劃布置方案圖4.2.4方案2的規(guī)劃布置方案4.3、運用FAOTORY-FLOW進行分析4.3.1、公司的物料流程該公司的物料流動情況如下表所示：輔助材料紙箱牙毛原料刷板庫lifttruck切毛間牙刷handcart包裝handcartlifttruck成品庫牙柄handcarthandcartlifttruckhandcartlifttruck圖4.3.1 物料流程圖4.3.2、在FACTORY-FLOW軟件中建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫利用FACTORY-CAD軟件，可以很好的解決數(shù)字化工廠中的（1）、建立產(chǎn)品實體特性數(shù)據(jù)庫在建立實體特性數(shù)據(jù)庫的過程中，需要明確的特征：產(chǎn)品有幾個零部件組成；每個零部件需要的數(shù)量；每個零部件每天的產(chǎn)量各是多少，并且可以把不同的零部件用不同的顏色來表示。建立了各個實體零部件的相關(guān)數(shù)據(jù)，就為以后的規(guī)劃分析提供了很大的方便。（2）、建立物料搬運設(shè)備數(shù)據(jù)庫建立該數(shù)據(jù)庫時，需要把公司的搬運設(shè)備及搬運設(shè)備的數(shù)量都要輸入到數(shù)據(jù)庫中，并且工序之間所選用的搬運設(shè)備及數(shù)量都要在數(shù)據(jù)庫中建立檔案。這就為以后模擬搬運情況、分析搬運設(shè)備費用做好了準(zhǔn)備。（3）、建立各個零部件實體流程每個零部件從上一工序到下一工序的流程路線，也要在軟件中建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，這都是為后來軟件模擬物料流動所做的準(zhǔn)備工作。工廠規(guī)劃布置，利用該軟件建立數(shù)據(jù)庫，無論是進行新廠房的設(shè)計還是舊廠房的改造都很方便。即使在廠房的布局不變的情況下，工廠增加或者減少設(shè)備都可以利用該軟件來進行快速的分析。只要在軟件中建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，工廠要擴大規(guī)?；蛘呤情_發(fā)新的生產(chǎn)線，都可以先用軟件進行模擬規(guī)劃和分析計算，這樣就大大減少了人力計算的工作，減少了規(guī)劃成本，并且可以更加直觀的得到規(guī)劃的結(jié)果和由變化所需要增加的成本等。FACTORY-CAD軟件很好的解決了數(shù)字化工廠中工廠布局這一模塊，彌補了傳統(tǒng)數(shù)字化工廠中只是著眼于生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程的數(shù)字化，而忽略了數(shù)字化工廠中整個工廠布局的物流、搬運設(shè)備及相關(guān)的布置分析?，F(xiàn)有的生產(chǎn)(服務(wù))系統(tǒng)，或者因增加(減少)產(chǎn)品的需求，或者因工藝改進的需要，或者因降低成本的需要，經(jīng)常需要進行布置。因此，除了要新建布置系統(tǒng)外，也有很多是對現(xiàn)有的生產(chǎn)系統(tǒng)進行改進，在這種情況下，F(xiàn)ACTORY-CAD也能很好的對數(shù)字化工廠布置進行改。4.3.3、兩種方案的分析過程首先對方案1進行分析：把方案l的布置圖調(diào)入FACTORY-FLOW，并把物料搬運設(shè)備及物料流程的數(shù)據(jù)庫調(diào)入，在此基礎(chǔ)上對整個工廠的物流可以進行模擬分析，結(jié)果如下表5方案1的計算列表Distance（m）.21Cost().54Moves.45Times(min).59搬運工具的利用率(Material Handling Utilization)如圖表6：表6 方案1 的物料搬運設(shè)備分析表MH DeviceQuantityBusy Min/DayAvail Min/DayUtilization%Lift truck2300032,133,02433,120,00097.02%handcart22000299,43,93631,680,00094.52%同樣的方法，對方案2分析的結(jié)果為：表7 方案2的計算結(jié)果Distance（m）.86Cost().69Moves.45Times(min).54表8 方案2 的物料搬運設(shè)備的分析表MH DeviceQuantityBusy Min/DayAvail Min/DayUtilization%Lift truck2300032,149,58433,120,00097.07%handcart2200029,959,77631,680,00094.57%4.3.4、兩種方案的分析比較兩種方案的比較數(shù)據(jù)表如表9所示：表9 兩種方案計算列表的比較方案搬運設(shè)備利用率（%）搬運距離移動次數(shù)物流成本（）1HandCart 94.52LiftTruck 97.02177,081.21101,946.45152,439,926.672HandCart 94.57LiftTruck 97.07196,139.86101,946.45152,550,797.68在整個物流分析中可以看出，兩種布置方案都是比較合理的。但是，在整個模擬分析過程中，方案2的物流強度相對較大些(表示物流強度的線較粗)，方案1中的物流強度在軟件中反映出來的相對較小些(表示物流強度的線相對較細(xì))。而由FACTORY-FLOW分析計算的結(jié)果可以分析，如表9所示：(1)、兩種方案的物料搬運設(shè)備的利用率相差不大；(2)、物料生產(chǎn)過程中所做的移動是相同的；(3)、兩種布置方案中方案1的搬運距離為177，08121m，方案2中的搬運距離為196，13986m大于方案1中的搬運距離；(4)、對比物流成本，方案1的物流成本為152，439，92667Y，而方案2的物流成本為152，550，79768Y大于方案l的物流成本。由以上的幾種比較，并且考慮到公司一般所追求的是降低成本，增加利潤的原則，本人認(rèn)為方案1較好，應(yīng)作為最佳的選擇方案。4.4、FACTORY-CAD軟件規(guī)劃結(jié)果分析由以上的具體的規(guī)劃可以看出，利用FACTORY-CAD軟件，可以很好的解決數(shù)字化工廠中的工廠規(guī)劃布置，利用該軟件建立數(shù)據(jù)庫，無論是進行新廠房的設(shè)計還是舊廠房的改造都很方便。即使在廠房的布局不變的情況下，工廠增加或者減少設(shè)備都可以利用該軟件來進行快速的分析。只要在軟件中建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，工廠要擴大規(guī)?；蛘呤情_發(fā)新的生產(chǎn)線，都可以先用軟件進行模擬規(guī)劃和分析計算，這樣就大大減少了人力計算的工作，減少了規(guī)劃成本，并且可以更加直觀的得到規(guī)劃的結(jié)果和由變化所需要增加的成本等。FACTORY-CAD軟件很好的解決了數(shù)字化工廠中工廠布局這一模塊，彌補了傳統(tǒng)數(shù)字化工廠中只是著眼于生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程的數(shù)字化，而忽略了數(shù)字化工廠中整個工廠布局的物流、搬運設(shè)備及相關(guān)的布置分析?，F(xiàn)有的生產(chǎn)(服務(wù))系統(tǒng)，或者因增加(減少)產(chǎn)品的需求，或者因工藝改進的需要，或者因降低成本的需要，經(jīng)常需要進行布置。因此，除了要新建布置系統(tǒng)外，也有很多是對現(xiàn)有的生產(chǎn)系統(tǒng)進行改進，在這種情況下，F(xiàn)ACTORY-CAD也能很好的對數(shù)字化工廠布置進行改進，確定最佳的改進方案，從而為數(shù)字化工廠的正常運作提供更好的技術(shù)保障。4.5、實例結(jié)果分析從以上的實證分析可以看出，工廠布置時采用先進的規(guī)劃布置軟件可以很好的為以后的實際生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)，尤其對數(shù)字化工廠來說，實現(xiàn)工廠布置的數(shù)字化尤為重要，但是，現(xiàn)有的研究理論成果中，對數(shù)字化工廠中其它的功能模塊均有研究，并且也取得了一定的成果，唯獨對這一模塊研究的不多。然而，工廠布局又恰恰是數(shù)字化工廠系統(tǒng)中開展后續(xù)的工藝規(guī)劃、仿真分析等工作的前提。因此，對數(shù)字化工廠系統(tǒng)中的工廠布置的研究也是很有必要的。本文所選用的軟件對數(shù)字化工廠中的工廠布置具有一定的幫助，從以上的分析可以看出，該軟件在規(guī)劃布置時具有很多的優(yōu)點，對數(shù)字化工廠的布置提供了很好的技術(shù)支撐。無論是增加新的產(chǎn)品線還是因為公司規(guī)模的擴大，都可以快速的為公司提供最好的布置方案，且可以快速的分析其物流成本和搬運設(shè)備。實現(xiàn)工廠布局的數(shù)字化進一步完善了數(shù)字化工廠的理論，這樣就使得數(shù)字化工廠系統(tǒng)中三大功能模塊的研究相對比較完整了。并且可以看出，數(shù)字化工廠中的工廠布置如果采用先進的規(guī)劃軟件及相應(yīng)的思想，可以為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。5、研究結(jié)論(1)、