数字化工厂构建原因
在当今激烈的市场竞争中，制造企业已经意识到他们正面临着巨大的时间、成本、质量等压力。
数字化工厂定义及简介：
数字化工厂(DF)是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物，同时具有其鲜明的特征。它的出现给基础制造业注入了新的活力，主要作为沟通产品设计和产品制造之间的桥梁。
数字化工厂的作用
主要解决 产品设计 与 制造 之间的 “鸿沟”，实现产品生命周期中的设计，制造，装配，物流等等各个方面的功能，在虚拟环境中将生产制造过程压缩和提前，并得以 评估和检验，从而缩短产品设计到生产的转化的时间，提高产品的可靠性与成功率。
1.实现车间的完全网络化管理，为不同车间生产需求搭建多样的车间网络系统，全面实现数控设备的集中管理与控制。
2.管理更加规范化。完善的程序传输流程、严谨的用户权限管理、方便的程序版本管理以及良好的可追溯性。
3.大幅提高数控设备利用率，减少数控设备准备时间。
4.可从最大程度上避免程序错误，产品质量得到进一步提高，明显降低产品废品率。
5.明显降低工作人员的劳动强度。服务器端无人职守、设备端全自动远程传输。
6.车间现场更加整洁。。
8.为企业进一步数字化工厂的建设预留接口，搭建一体式的智能化车间网络管理平台。
数字化工厂以MES（Manufacturing Execution System）为核心，对工厂内的制造资源、计划、流程等进行管控；数字化工厂与产品设计层有紧密关联，是设计意图的物化环节；通过系统集成，数字化工厂与企业层和设备控制层实时交换数据，形成制造决策、执行和控制等信息流的闭环。
某大型企业的数字化工厂
一般数字化工厂项目的主要内容包括：
1.虚拟现实布局仿真：建立厂房结构、行车、设备、工装、机器人、物流容器、标识线、输送线等生产资源的三 维数字模型，在三维沉浸式虚拟环境取代传统的二维环境进行布局规划，实现交互式设施布置与漫游。
2.生产线物流仿真：包括车间内部，车间之间，以及公司内各供货地点到生产线上的物流，通过仿真分析是否存在通道堵塞、节拍不平衡以及瓶颈等状况。最终提供改善建议。
3.装配工艺仿真：在三维环境下对典型工位的装配工艺进行人机装配仿真，对装配作业顺序、作业路径、作业时间、作业质量控制点等进行验证与优化，创建与优化作业指导书。
汽车生产线系统仿真
数字化工厂-工厂布局规划仿真
工厂布局规划仿真的目的通常为：合理规划生产资料，使生产流程更加顺畅合理;提高设备、物料、人员以及能源的使用效率;提高企业的生产效率。
当遇到生产企业遇到下面情况有必要进行布局规划仿真：
新工厂建设
产品线的变更(增加设备等)
新产品的生产
降低成本，提高效率
生产线布局规划仿真包括：
第一阶段(展示和优化生产线的合理布局)：
1.生产原料堆放场地是否合理，及采用何种运输方式;
2.产品各生产线上生产要素是否备齐(原料，加工设备，运输设备，仓储及容器，测量及检验);
3.货架暂存，仓储及转运空间是否足够，及布局是否合理;
4.生产线的布置是否符合流水化的作业进程;
5.生产环境的优化(绿化，员工休息区……)
6.适当的运输工具，及运输通道是否通畅，在三维空间中必须不存在与其它物体产生交叉;
第二阶段(帮助和生产要素的选型)：
1.考虑企业统一规范标准
2.检查生产过程要素是否符合流水化作业流程，是否高效，是否与周围环境相匹配
3.考虑其它细节
第三阶段(为生产线投入建设之前提出建议)：
1.厂房建设，产品变型，前提供可视化三维指导
2.新设备的定位，旧设备的搬迁提出指导
数字化工厂-物流仿真
物流仿真现在在中国还是比较新的一个领域，在企业应用中的普及还不多。不过这是个前景。
通常企业可以应用物流仿真来检测其本身的物流系统是否有效及高效，而当企业设计一个新的物流系统，改进旧的系统等都必须进行物流仿真。
物流仿真不是一个简单的动画，在物流仿真中最通常的建模理论为排队论，现在基于这样的理论市场上有很多物流仿真软件，这些软件大多具有方便快捷的建模仿真功能。
目标：发现生产线规划过程中存在的各种问题，并配合工艺部进行方案的改进与优化。
数字化工厂-生产车间
数字化工厂实施过程包括三个阶段：
对新建厂区的整体外景、厂房结构、下料车间、结构车间、装配车间、涂装车间等进行三维布局规划。帮助工艺部发现原规划方案中存在的物料、工装布局不合理之处，以便及时进行调整。
各个车间的每条生产线建立物流仿真模型，模拟加工设备、物料缓存区、物流设备等运作情况，分析并发现物料阻塞、水平节拍不平衡、设备等待等问题，并进行改进。
对关键生产线进行装配工艺仿真。结合产品装配工艺、工具、产品零件模型数据，建立各个基于工位的装配模型，对产品零件模型的处理过程，装配次序及路径，人的装配动作，瓶颈工位的效率进行分析和改进。
数字化工厂系统方案与实施
