定义产品加工制造特征：基本特征与复合特征 建立加工方法库：建立企业典型加工方法库

　　产品特性企业特征 工艺知识库：典型零件制造工艺，结构工艺，工艺路线 制定方法 工艺资源库 工具，零件，设备，产品，操作等 工艺规划结果：PERT图，GANT图，工作计划

　　¾ 产品工程师 ¾ 时间分析工程师 ¾ 工艺规划工程师 ¾ 仿真分析工程师 ¾ 工装夹具设计工程师

　　信息量巨大并且类型复杂造成数据管理困难：多层仿真 层次，不同仿真目的，需要对物流，装配，加工等点方 案进行独立仿真，并在统一的可视化环境进行结果分析 各企业数字化技术应用基础不一，需要进行合理配置； 需要全面的数字化设计为基础：产品数字化设计管理平 台与制造数字化平台不完全兼容（PTC， Dassult， UGS）

　　选择成熟的软件提供商和被业界证明可靠的解决方案 采取先点后面、循序渐进的实施策略，不要一下铺得太大

　　¾ 密切联系企业实际，实施相应的数字化工厂项目； ¾ 根据企业资源条件，开展点仿真方案；

　　目录 布局规划与仿真技术 工艺规划技术 仿真优化技术 数字化工厂的实施与应用 体会与总结

　　车间布局是将加工设备，物流设备，物料存储设备，通道 精益元素等制造资源合理放置在一个有限空间内的过程； 车间布局是影响企业及其产品竞争力的一个重要因素，合 理的车间设备布局可以节约大量的物料运输费用，提高设 备使用效率 车间布局问题特点：

　　在三维环境下对加工工艺过程进行仿真，仿真工艺路线 ，刀具切换，装夹过程等； 通过分析加工时间，加工成本，加工路线，评估加工工 艺的合理性； 优化与设计加工工艺；

　　¾ 不同于一般的几何布局问题，单纯的几何约束； ¾ 除了空间利用率，还需要考虑系统的物流问题； ¾ 其他定性定量条件：物流关系，功能关系以及某些特

　　业界证明，数字化工厂布局与仿真工具是辅助新厂建设 以及车间改造中有效的工具； 在三维的交互虚拟环境中，可视化车间布局的各类元素 ，提供布局优化与评估的工具； 往往需要与物流仿真，加工仿真结合起来，综合进行工 厂布局的优化与评估；

　　CAD软件Pro/E进行产品设计，基本实现了产品的参数化设计 CAE软件对产品的数字模型进行功能仿真分析，优化产品设计 制造技术方面，数控设备的广泛使用使加工制造逐步实现自动化 建立了以基于SAP的ERP系统、基于Winchill的PDM系统以及自主开发 的ECC系统为核心的IT构架，并融入到企业的日常生产与管理工作中 目前集团内部全面启动MES信息系统建设，实时采集车间底层信息与 控制实际生产

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　　工艺流程的整理：工艺工步，操作时间，关联资源等； 物流元素建模：加工设备，操作者，物流设备等； 物流逻辑建模：物流设备的控制逻辑；加工装配工艺逻 辑；物料关联逻辑等； 模型参数化调整接口； 仿真结果报表定制

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　　生产线仿真：物流，工时，线平衡 单元仿真：加工仿真，装配仿真 人机工程仿真：人体在特定工作环境下的行为

　　传统的物流规划采用二维方式，主要基于工业工程师的经验 在三维环境下对物流仿真逻辑进行建模，主要分析工位装配任务分 配的合理性，物流路径规划的合理性，物流设备的分配以及利用率 等，从而评价和优化物流规划方案； 是工厂布局规划与仿真的辅助工具之一； 基于建立的物流仿真模型，可以参数和调整物流方案，实时获得仿 真结果；

　　建立车间厂房，物流通道等的数字模型——空间约束 建立所有制造资源的三维数字化模型，并通过数据库进 行管理； 根据工艺规划，对制造资源进行布置；在三维环境下进 行初始评估； 进行加工仿真分析，分析设备空间是否足够，物料空间 是否合适等，以提供优化依据； 进行物流仿真分析，对初始布置方案进行物流仿真分析 ，分析物流是否阻塞，设备的利用率是否合理等；以提 供布局优化依据；

　　现有CAPP系统基于二维设计模式开发。不能充分利用上 游三维CAD数据； 现在的工艺设计系统不能处理设计三维模型，工艺人员 只能采用截图、拷屏等常见技术手段利用这些数据； 对制造资源的描述是二维，二维设计模式对工艺设计人 员来说，不可能考虑到到每一个具体的装配细节，传统2 维工艺设计平面化导致工艺设计过程对细节设计淡化

　　¾ 产品设计方面：数字模型 ¾ 组织结构方面：小组化和扁平化，动态结构 ¾ 管理方面：远程协同设计与管理 ¾ 技术方面：各种先进制造技术和方法的综合应用 ¾ 人的方面：专业知识信息技术

　　理解了不同业务部门，不同角色的人员对数字化工厂期 望不同，还需要深入调研

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　　工艺规划是产品设计与制造之间的桥梁，将产品的设计 信息转换为制造信息； 工艺规划技术是数字化工厂系统中的核心技术； 主要分为加工工艺与装配工艺 数字化工艺规划是在三维数字环境下对产品的工艺进进 行规划； 制定产品的工艺路线，工时定额，成本核算以及NC代码 生成等； 加工装配顺序、资源分配（机床、刀具、工装，人员） ，加工参数等；

　　工艺文档：客户化分析报告（工时，成本，生产率，设备利 用率），PERT图，GANT图，操作手册，加工指令等

　　¾ 导入零件毛坯和零件几何三维模型 ¾ 添加尺寸公差、形位公差，粗糙度信息等工艺要求 ¾ 通过人机交互为每道工序定义所需要的机床，刀具，

　　工艺路线在三维虚拟环境下进行验证，可以分析在工具 ，夹具，以及操作者等工位环境的工艺可行性； 通过人机动作分析装配路径，装配顺序，评价装配过程 的合理性与有效性； 设计与优化装配顺序与路径

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　　传统采用CAPP二维文档系统完成加工与装配工艺设计 由工艺设计人员，通过阅读大量二维产品图纸和技术要 求，在头脑中抽象三维装配空间、设计加工与装配顺序 ，最终以加工与装配指令等纸制文件，用平面方式表述 、发布 工艺设计周期长，对工艺人员抽象思维能力、工作经验 等要求较高，工艺设计难以保证高质量

　　目前CAPP缺少工艺设计优化功能 目前CAPP无法进行三维工艺设计验证 现有工艺设计环境不具备三维工艺验证能力，致使装配 中产品与工装协调性、装配顺序合理性、操作空间是否 开敞等一系列问题只能在生产试制阶段才能暴露出来， 造成大量设计更改，从而影响产品研制的进度和质量。 目前CAPP数据输出结果单一，仅为二维卡片式工艺文档