制造数字孪生-制造数字化智能化转型的方向
数字化厂可视化
我们的数字孪生解决方案提供2D、3D和VR实时工厂监控。通过该平台,用户可以实时查看工厂的资源使用情况、物料处理、设备状态、换线操作和产品流动等信息,全面掌握工厂生产动态。
制造业数字孪生
数字孪生解决方案创建了一个实时工厂的数字化仿真体模型,涵盖机械设备、物料处理、自动化、装配、看板、资源、班次和排程。这一数字孪生模型完整地再现了实际制造设施,包括所有特殊限制条件、设备、流程流、批处理、换线操作和工具。数字孪生在受到工厂约束时表现出与实际操作相似的行为,同时考虑到产能和人力资源,空间环境等的限制。
数据驱动的制造业数字孪生
通过加载来自ERP/MRP/SAP等系统的实际数据集(包括当前和历史数据),**数据驱动的数字孪生™**进一步提升了实施效果。它基于排程、维护和限制条件,在制造设施中生成预测性和处方性分析。数据驱动的数字孪生™使您能够分析历史绩效,改善当前操作,降低风险,预测扩展需求,并优化未来的运营。
制造数字孪生的优点
优化仓库布局:设计合理的仓库布局,以减少行走时间并简化货物流动。
实施精益生产:采用精益仓储原则以消除浪费并改进流程,包括减少不必要的搬运,优化库存水平,并持续改进工作流程。
高效运用信息技术:引入仓储管理系统(WMS),自动化并优化库存管理。
改进库存管理:定期审查并更新库存管理方法,确保库存准确性,减少缺货或库存过剩的情况。
改进订单拣选效率:通过批量拣选、区域拣选或波次拣选等方法来简化订单拣选流程。
培训员工:定期为员工提供最佳实践和新技术的培训。
监控绩效指标:跟踪关键绩效指标(KPI),如订单准确率、库存周转率和拣选效
战略性布局规划:设计布局以减少瓶颈并确保货物流畅。
引入先进技术:采用自动导引车(AGV)和自主移动机器人(AMR)等自动化系统来简化物料搬运,减少人工流动。
动态路径系统:集成动态路径算法,能够根据实时拥堵情况调整路径,确保顺畅运输。
定期交通分析:定期进行交通流量分析,识别并解决拥堵点。
高效排班:错开班次,在非高峰时段安排交货,以避免高峰拥堵。
员工培训:对员工进行物料搬运和交通管理的最佳实践培训,鼓励他们识别和报告拥堵问题。
1. 创建仓库的数字孪生
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数据收集:首先收集与仓库相关的所有数据,包括尺寸、设备、物料流动和当前的操作流程。这包括布局的CAD文件、设备(如输送机、AGV、货架等)的规格以及工艺流程。
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3D建模:使用专业软件创建仓库的3D数字模型,包含所有物理属性—如布局、设备、储存区域,并允许模拟工作流程。该模型可以在物理空间发生变化时持续更新。
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2. 模拟物料搬运过程
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动态仿真:一旦数字孪生创建完成,便可模拟物料搬运过程,如进货、库存管理、订单拣选和发货等。模拟过程中需考虑货物的行为及不同系统(如输送机、AGV等)之间的相互作用。
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物料搬运系统集成:将AGV、自动化输送机、机器人臂等系统的模型集成进数字孪生中,实时查看这些系统在不同条件下的交互。
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工作流程优化:分析不同工作流程对物料搬运过程效率的影响。例如,测试AGV的不同路径或优化输送机的布局。
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3. 分析车队规模
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车队配置:通过调整AGV或其他自动化设备的数量、类型和路径,在数字孪生中模拟不同的车队配置。测试不同的车队规模在不同操作条件下的表现(如高峰期、非高峰期等)。
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最优车队规模:通过仿真,找出最大化吞吐量并最小化运营成本的最小车队规模。包括评估车队规模对等待时间、运输延误和能源消耗的影响。
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4. 进行网络分析
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配送中心网络仿真:利用数字孪生模拟商品在多个配送中心之间或跨区域的流动。这包括评估不同运输路线和配送中心之间的沟通效率。
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情景分析:测试不同的配送中心配置,了解其对交货时间、库存水平和运输成本的影响。
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优化:使用数字孪生优化整体物流网络,确定配送中心的数量、位置以及确保物流流动的所需容量。
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5. 优化布局和设计
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迭代设计:根据仿真结果,持续优化仓库的布局。测试不同的货架配置、通道宽度、设备放置以及存储策略,寻找最有效的空间使
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用方式。
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空间利用率:识别使用不足的区域并优化存储。还可以评估是否需要增加货架或重新布局以提高吞吐量。
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6. 实施实时监控
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物联网集成:将来自传感器(如RFID标签、温度传感器、AGV跟踪等)的实时数据与数字孪生连接,实时监控仓库性能并及时调整操作。
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预测分析:利用传感器收集的数据预测问题,如设备故障、瓶颈或需求激增,并在问题影响运营之前主动处理。
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7. 情景测试
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假设分析:利用数字孪生测试各种“假设”情景,例如:
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产品需求增加会如何影响仓库性能?
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如果AGV发生故障或设备出现问题,会怎样?
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新增产品线对仓库的影响是什么?
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优化:利用这些测试结果优化工作流程、资源分配和库存管理。
识别生产瓶颈 - 利用仿真数据精确定位生产线中的瓶颈。优化任务排序以最小化停机时间,并实施有针对性的改进措施以缓解瓶颈。
制造业务流程分析 - 可视化并评估整个生产流程,识别无增值的生产活动与流程并简化相应的流程,从而提高整体的生产流程效率和生产力。
生产业务绩效指标 - 跟踪关键绩效指标(KPIs),如吞吐量、周期时间和利用率。将仿真结果与基准目标进行比较,利用数据驱动的科技分析指导生产决策。
数据驱动的制造数字孪生的价值