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基于数字孪生的数字化车间升级方案及实现

庞建军

庞建军. 基于数字孪生的数字化车间升级方案及实现[J]. 制造技术与机床, 2022, (4): 165-171. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.027
引用本文: 庞建军. 基于数字孪生的数字化车间升级方案及实现[J]. 制造技术与机床, 2022, (4): 165-171. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.027
PANG Jianjun. Upgrade solutions and realization of digital workshop based on digital twin[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (4): 165-171. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.027
Citation: PANG Jianjun. Upgrade solutions and realization of digital workshop based on digital twin[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (4): 165-171. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.027

基于数字孪生的数字化车间升级方案及实现

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.027
详细信息
    作者简介:

    庞建军,男,1980年生,本科,研究方向为数字化车间建设、智能制造升级、智能工厂运营、高端数控机床及其核心功能部件的智能应用等。E-mail:pjj2020@ctb.com.cn

    通讯作者:

    庞建军,男,1980年生,超同步股份有限公司总经理,作为主要负责人或重要参与人,承担了多项国家级和省部级研究课题和项目。研究方向为数字化车间建设、智能制造升级、智能工厂运营、高端数控机床及其核心功能部件的智能应用等。E-mail:pjj2020@ctb.com.cn

  • 中图分类号: TP391.9

Upgrade solutions and realization of digital workshop based on digital twin

  • 摘要: 根据自身发展需要,以数字孪生车间运行模式和数字化车间构建等理论为指导,综合运用大数据、工业互联和数字仿真等技术,建立大数据信息平台与数字孪生管理系统,实现设备集成与互联互通,应用仿真技术于产品设计及关键工艺,完成车间数字化升级,大幅提升智能制造水平。

     

  • 图  1  数字化车间架构图

    图  2  数字化车间平面布局图

    图  3  网络架构图

    图  4  设备互联互通示意图

    图  5  大数据信息交互平台管理软件登录界面

    图  6  产品全生命周期管理示意图

    图  7  盘类零件自动化生产线管理界面

    图  8  AGV无线调度管理系统界面

    图  9  BT40电主轴实物图与剖切模型仿真图

    图  10  BT40电主轴临界转速仿真与刚度仿真

    图  11  电机电磁与热负荷仿真

    图  12  伺服刀塔刀盘加工仿真——粗铣与精铣

    图  13  伺服刀塔刀盘加工仿真——钻攻端面螺纹孔

    表  1  数字化车间升级前后运行效率对比

    项目升级前升级后对比
    BT40电主轴单件平均生产周期61 天45 天缩短26%
    每万元产值运营成本367 元229 元降低38%
    产品升级周期135 天60 天缩短56%
    产品不良品率6.07%4.64%降低24%
    每万元产值能耗80 元67 元降低16%
    下载: 导出CSV

    表  2  数字化车间升级前后产能对比

    产品类别升级前年产能/套升级后年产能/套涨幅
    伺服驱动25 00040 00060%
    伺服电机20 00035 00075%
    功能部件1 0002 000100%
    智能装备050--
    下载: 导出CSV
  • [1] 陶飞, 张萌, 程江峰, 等. 数字孪生车间−一种未来车间运行新模式[J]. 计算机集成制造系统, 2017, 23(1): 1-9.
    [2] Zakoldaev D A, Shukalov A V, Zharinov I O, et al. Modernization stages of the Industry 3.0 company and projection route for the Industry 4.0 virtual factory[J]. IOP Conference Series. Materials Science and Engineering, 2019, 537(3): 32005. doi: 10.1088/1757-899X/537/3/032005
    [3] 黄祖广, 潘辉, 薛瑞娟, 等. 基于数字孪生的数控设备互联互通及可视化[J]. 制造技术与机床, 2021(1): 128-132.
    [4] Gaikwad A, Yavari R, Montazeri M, et al. Toward the digital twin of additive manufacturing: integrating thermal simulations, sensing, and analytics to detect process faults[J]. IISE Transactions, 2020, 52(11): 1204-1217. doi: 10.1080/24725854.2019.1701753
    [5] Tan Y F, Yang W H, Yoshida K, et al. Application of IoT-Aided simulation to manufacturing systems in Cyber-Physical system[J]. Machines (Basel), 2019, 7(1): 2. doi: 10.3390/machines7010002
    [6] 陶飞, 程颖, 程江峰, 等. 数字孪生车间信息物理融合理论与技术[J]. 计算机集成制造系统, 2017, 23(8): 1603-1611.
    [7] 张兆坤, 邵珠峰, 王立平, 等. 数字化车间信息模型及其建模与标准化[J]. 清华大学学报:自然科学版, 2017, 57(2): 128-140.
    [8] 李世杰, 张艳蕊. 数字化车间的构建策略[J]. 机械设计与制造, 2009(9): 250-252. doi: 10.3969/j.issn.1001-3997.2009.09.101
    [9] 张建超, 王峰年, 杨少霞, 等. 关于制造业数字化车间的建设思路[J]. 制造业自动化, 2012, 34(8): 4-7.
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  • 收稿日期:  2021-08-31

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