智参科技-基于数字孪生的数字化制造应用实践 202210-

1 . 基于数字孪生的数字化制造应用实践 智参软件科技(上海)有限公司 2022 

2 .1 公司介绍 

3 .公司概览 2013年成立 注册资金2660万 西门子数字化制造 Smart Expert 长春办事处 保定办事处 上海国资培训中心 上汽集团培训中心 成都办事处 战略合作伙伴 上海总部、研发中心 武汉办事处 e-works认证 智能制造服务厂商 广州分公司 

4 .资质和证书 

5 .发展历程 • 汽车及零部件、新能源、医疗制药、 西门子工业软件金牌& 电子高科技等行业多个数字孪生项 数字化制造Tecnomatix产品线 目成功落地 Smart Expert认证 公司成立 2020 2018 2013 未来 2013- 2017 2019 围绕制造业的数字化转型 形成数字化制造 • 国家高新技术企业认证； 和发展，面向制造产业升 系统服务能力 • 成立广州分公司； 级提供数字化制造解决方 • 数字孪生技术闭环打通 案和服务 

6 . 公司定位 - 面向制造产业升级提供数字化制造方案和服务 业务方向 围绕制造业的数字化转型和发展，面向制造产业升级提供数字化制造解决方案和服务 聚焦制造，通过数字规划、数字仿真和数字孪生三个环节的打通和闭环，实现制造虚实 核心价值 结合和共生，协助企业打造数字化制造能力 核心竞争力 以可视化应用为载体，以数据算法驱动不断同步虚拟和物理世界，实现数字孪生动态共生 团队优势 标杆客户 实施能力 开发能力 行业覆盖 核心团队来自IBM、西门子、 已服务60+行业龙头客户 兼具行业专家及实施团队 云平台+模块化部署， 覆盖汽车、医疗、高科技电 通用、柯马等跨国企业 多行业标杆案例 拥有成熟完整的体系与经验 产品化程度高 子、机械重工、航空航天等 10年+ 5年+ 项目实施经验 团队合作经验 可复制性 灵活性 通用性 汽车 医疗 电子 重工 

7 .IPS基于数字孪生的数字化制造核心技术（数字化工厂） 算法&仿真分析 可视化展示 一体化 应用 数 据 工 中 业 心 大 数 数 据 据 来 源 

8 .客户名录（摘取） 智参科技已成功服务 60+ 优质头部客户 覆盖汽车主机厂、汽车零部件、机械重工、航空航天等领域 

9 .2 IPS基于数字孪生的数字化 制造技术框架 

10 .IPS基于数字孪生的数字化制造能力框架 数字产品设计 产品验证测试 物理世界 数字研发 1、产品架构设计 1、产品仿真测试 1. 产品 2、产品规划定义 2、虚拟物理验证 3、详细设计 3、单机试制验证 4、整车DMU 4、狼产试制验证 数字化工艺设计 虚拟世界 生产执行 物理世界 1、装配过程规划及仿真 1、制造执行 2. 工艺 2、零件制造规划及仿真 3、DFM分析 2、校验和防错 3、生产数据采集 4、制造文件 4、生产技术文件 数字化车间规划 生产车间 3. 生产 1、工厂精益布局及优化 1、精益生产线 2、物流输送及策略 3、生产能力分析 2、精益物流系统 数字制造 3、计划排程 4、生产策略分析 4、价值流分析和持续改进 虚拟世界 物理世界 数据收集分析 优化生产运营 4. 运营 1、物联网云平台搭建 1、数据智能优化分析 2、现场情况数据校核 2、设备数据总线采集 3、运营数据收集整理 3、优化活动现场应对 4、运营数据分析报表 4、优化反馈实时监控 产品在线监测 维护服务 5. 维护 1、物联网云平台搭建 1、设备状态分析 2、维护预测 数字服务 2、产品运维数据采集 3、运维数据收集整理 3、备件分析和规划 4、运维数据分析报表 4、产品优化反馈 

11 .IPS基于数字孪生的数字化制造能力框架 通过数字化制造衔接研发和生产执行，打造持续优化的制造和运营能力 1. 工艺规划和仿真 2. 工厂规划和仿真 3. 工厂数字孪生 4 工厂规划 7 工厂数字孪生 1 工艺规划 2 设备/工艺仿真 5 工厂和物流仿真 6 工厂物流虚拟调试 3 设备、产线虚拟调试 8 工厂运营优化 

12 .数字化制造应用技术说明 1.通过PLM平台和设计、仿真工具集成，实现数字化制造的平台化应用 Process Simulate NX Line Designer 工艺规划平台 工艺仿真&虚拟调试 产线规划 NX MCD Plant Simulation Teamcenter MPP 机电一体化仿真 产线验证 

13 .数字化制造应用技术说明 通过以TC平台为载体，实现不同工具间数据的同步和重用 产 工虚 线 艺拟 规 ➢ 在产线规划中设计和更新 仿调 划 真试 产线布局，可以将产线模 型保存至TC平台进行管理 和轻量化查看 工 ➢ 通过TC和工厂仿真和工艺 工 艺 仿真的集成应用，可以将 厂 规 产线轻量化模型传递给工 仿 划 真 厂仿真和工艺仿真应用 

14 .数字化制造应用技术说明 2.产线规划设计 业务挑战： 1. 在前期进行整体产线规划设计时，没有便捷的 方式进行产线三维化的布局快速设计 2. 前期的产线规划设计和后续的设备详细设计、 工艺设计和调试不能够打通，造成产品前后的 一致性偏差 产线规划设计应用特点： 产线规划设计案例 1. 在3D环境下进行生产线设计规划，详细展现 在2D环境下难以表达和分析的设计细节 1. 基于各种设备的高效设计 2. 参数化的输送设备和其他标准化设备资源库， 数据管理与更改管理 用于快速调用 2. 统一的、参数化的结构单 3. 产线数模可以与后续的工厂、工艺仿真应用 元和设备库，在工艺规划 打通 、生产线设计、工艺仿真 、工装设计等部门共享 3. 智能的、基于知识的结构 单元和设备库 4. 保持三维模型、定位位置 和工程图纸的关联 5. 大型工厂规划设计能力 

15 .数字化制造应用技术说明 产线规划设计-Line Designer 工 工厂和物流仿真验证 厂 结 构 管 理 数 据 设 打 备 通 工艺仿真 资 和 源 应 用 三 维 布 局 16 

16 .数字化制造应用技术说明 3.产线规划仿真验证 业务挑战： 1. 产线规划阶段没有有效的方法进行产能和效率 仿真验证，造成产线实际与设计要求有偏差 2. 对于设备瓶颈的分析能力不足，产线的某些工 位有生产瓶颈或堆积 3. 只能靠经验评估产能，难以对应高低峰 工厂仿真应用特点： 工厂物流仿真案例（某锂电池生产工厂） 1. 生产与物流瓶颈检查与消除 2. 确定缓冲区大小，避免过多物料堆积或不足 1. 动态全方位评价多种方案 3. 依照订单高低峰随时产能评估与分析 的优劣性 4. 多个生产方案量化比较，找出最经济或产量 2. 仿真优化后的方案比初始 最优的方案 方案节省预算约200万（ 设备采购与基建布置） 3. 确定不同方案下的物料流 策略，人力资源分配策略 4. 缓存区面积降低10%，平 均工位利用率提升 23.55%，产能提升 21.25% 

17 .数字化制造应用技术说明 产线规划仿真验证-Plant Simulation 工厂仿真模型 输入 后期交付物 1. 产品定义 1. 工厂/设施利用率 2. 工艺方法及工时 2. 产能数据 3. 产能要求 3. 仓库数据 4. 设备生产能力 4. 订单生产顺序 5. 设施布局 5. 工厂及生产线成本 6. 仓库存储策略 6. 生产线利用率、瓶颈 7. 设备故障率及缓冲 7. 时间、节拍优化 区设置 8. 缓冲区优化 8.换班模式 9. 托盘、小车利用率 9.调度及控制策略 

18 .数字化制造应用技术说明 4.机电一体化设计验证 验证和提高机器的性能 设备层级 业务挑战： 确保机器正常工作 1. 对于复杂的机电一体化产品，在产品设计阶段 需求 细节设计 运行 无法有效发现产品功能性问题 概念设计 调试 升级 2. 对于产品需求和产品功能间的跟踪和转化无法 确保生产线正常工作 有效管理 产线层级 3. 在进行实物功能验证前缺失好的验证手段 验证并提高产线的性能 机电一体化设计验证应用特点： 机电一体化设计案例（某非标自动化设备生产厂商） 1. 缩短产品调试试验时间，减少设计成本 2. 多学科协同贯穿产品设计的整个过程 1. 在开发的早期阶段，直接 3. 管理产品设计全过程的信息 使用CAD模型定义和验证 机器的机电一体化概念 2. 通过在机械、电气和自动 化部门之间共享数据来实 现协作 3. 定义包括运动学、传感器 、执行器、逻辑和信号在 内的机电一体化模型 4. 重复使用标准化的机电一 体化部件，实现更快的机 器设计 

19 .数字化制造应用技术说明 机电一体化设计验证-MCD 调用 元件库 双向 电气设计工具 三维设计工具 接线信息表 同步 编码 信息 一致 统一轻 数据 在线 量化JT 格式 保存 格式 调用 不同 结构化 在线 双向 调用 机电软液控一体化BOM 组装 元件 元件基本信息库 原理图+接线图 元件+电气BOM 标通件库 三维 结构 BOM 一体化BOM 模型 库 自动定位 关联 电气BOM 可视化 PLM 协同 TC独特的关联技术 平台 

20 .数字化制造应用技术说明 5.装配工艺仿真 业务挑战： 1. 由于装配顺序或工具导致的干涉造成设备无法 正常安装 2. 特殊的装配路径，无法提前发现导致质量事故 3. 无法精细的优化装配作业过程 4. 文字描述的的装配过程不易理解与培训 装配仿真应用特点： 装配工艺仿真案例（某自动化设备生产工厂） • 的描述装配过程与装配路径，提高装配工培训 效能 1. 在项目早期快速，方便的 • 对混线生产中，能随时确认装配过程是否正确 发现和更改问题（产品设 • 在上线装配前，能找出最优装配过程，以及避 计问题/设备可达性问题 ） 免干涉 2. 减少项目后期因大量的工 程更改而产生的时间和资 金成本； 

21 .数字化制造应用技术说明 6.人机工程 业务挑战： 1. 人工不易装配的步骤，容易形成质量缺口 2. 部分复杂装配过程难以用文字描述和表达 3. 装配工位布局导致非增值作业时间过长 装配仿真应用特点： 人机工程案例 • 确认人工装配步骤都是可按质量要求完成的 • 提升人员作业培训的直观性 1. 优化人工装配作业过程的 • 缩短非增值的作业时间 合理性 2. 将人机工程仿真数据作为 现场工程培训的素材，提 可达性分析 力量评估 升工人作业能力。 可见性分析 能量消耗分析 可维修性分析 疲劳强度分析 舒适度分析 工作姿态分析 

22 .数字化制造应用技术说明 机器人仿真和离线编程-Process Simulate Process Simulate-机器人及自动化仿真功能 • 生成已充分验证的机器人程序 • 支持多机器人同工位协同工作 • 支持如点焊、弧焊、激光焊 、 铆接、 装配、包装、搬运、去毛 倒刺 、涂胶 、抛光 、喷涂 、滚 边等多种主要工艺 • 支持市场上所有主要的机器人 控制器品牌 • 支持机器人离线程序的下载和 上传 

23 .数字化制造应用技术说明 8.设备和产线虚拟调试 业务挑战： 1. 无法提前在虚拟环境进行设备功能验证，造成 实物调试阶段出现大量功能性问题 2. 无法提前对电气设计和PLC程序进行验证，造 成现场调试周期延长，影响交货计划 3. 安全性相关功能无法提前测试和验证 虚拟调试应用特点： 超声波焊接工位虚拟调试案例（某新能源电池生产工厂） • 提前进行电气设计和PLC编程验证，减少现场 问题，避免现场调试出现的安全性问题 1. 现场调试周期缩短50%（ • 缩短现场调试时间 10天缩短至5天） 2. PLC程序/机器人轨迹质量 提升20% 3. 减少现场作业时间50% 4. 现场测试材料成本减少 30% 5. 在现场调试前即可进行安 全程序测试 6. 在虚拟环境中验证干涉区 ，现场碰撞事故的概率降 到最低 

24 .数字化制造应用技术说明 设备和产线虚拟调试-Process Simulate VC 虚拟调试 S7-1500 SIMIT Unit MCD--单机设备级别 Siemens 自动化设备 PS--多工位级别 TIA PLCSIM Advanced Portal WinCC 电气和行为仿真 SIMIT Plant--工厂级别 

25 .数字化制造应用技术说明 9. 工厂数字孪生 业务挑战： 工厂数字孪生案例（某工程机械设备工厂） 1. 管理者无法及时有效得获取产线的实际生产状 态，包括设备、质量、产成品等信息； 2. 当产线出现问题时，工程师不能对历史数据进 行有效记录和分析应用； 3. 传统的中台数据不易于理解和直观应用。 虚拟工厂应用特点： 1. 解决工厂管理的空间问题，随时随地得对工厂 进行全面的掌控； 2. 解决工厂管理的时间问题，能够进行工厂生产 状态的历史回放、现状同步和未来预测； 3. 结合3D应用，增加数据和信息表达维度，提升 数据和信息的可读性和易读性。 1. 解决工厂管理的空间问题，随时随地得对工厂进行全面的掌控（提供PC端、移动端、 Web端） 2. 智能工厂全时间维度生产管理，可回溯历史生产全过程，实时监控当前生产状态进度， 预测未来生产发展态势 3. 基于仿真和智能算法应用，实现对生产计划的验证、分析和优化 

26 .谢谢！ 智参软件科技(上海）有限公司 IPS SHANGHAI INC. COMPANY. 电话(T): 400-188-1186 邮箱(E-Mail): market@ipsplm.com 欢迎扫码关注 网站(Website): www.ipsplm.com 邮寄地址(Address):上海市杨浦区通北路729号高和云峰大厦603室 6F, Gaohe Yunfeng Building, NO.729 Tongbei Road, Yangpu District, Shanghai, P.R China 200082