數(shù)字化工廠作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的媒介逐漸成為一種新型的生產(chǎn)組織方式，它立足于產(chǎn)品整個(gè)周期的相關(guān)數(shù)據(jù)，以真實(shí)數(shù)據(jù)為依托，在虛擬環(huán)境中對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行仿真、優(yōu)化及重構(gòu)。

數(shù)字化工廠以“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”為導(dǎo)向，分別從已經(jīng)實(shí)施的CAD、PLM系統(tǒng)中獲取產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)在ERP系統(tǒng)獲取生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)，基于仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)字化工廠（DigitalizedFactory）技術(shù)，對(duì)真實(shí)的產(chǎn)品制造過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)虛擬規(guī)劃和仿真分析優(yōu)化，分析過(guò)程在數(shù)字化環(huán)境中進(jìn)行，并在分析后將仿真和優(yōu)化結(jié)果反饋到相關(guān)系統(tǒng)，用來(lái)驗(yàn)證其可行性和系統(tǒng)生產(chǎn)能力。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的預(yù)測(cè)，對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，最終對(duì)生產(chǎn)決策進(jìn)行裁決。其中主流的數(shù)字化工廠解決方案有達(dá)索系統(tǒng)推出的DELMIA和西門(mén)子公司推出的Tecnomatix。

達(dá)索系統(tǒng)數(shù)字化工廠解決方案-DELMIA產(chǎn)品解讀

DELMIA軟件由法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)公司推出，是達(dá)索3D體驗(yàn)平臺(tái)的一個(gè)重要組成部分。DELMIA先將CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與制造現(xiàn)場(chǎng)的資源（2D/3D）進(jìn)行結(jié)合，然后對(duì)整個(gè)制造和維護(hù)過(guò)程利用3D圖形仿真引擎進(jìn)行仿真和分析，最后得到可視性、可達(dá)性、可制造性、可維護(hù)性和最佳效能等方面的最優(yōu)化數(shù)據(jù)。

1997年，DassaultSystemes收購(gòu)了Deneb。2000年，DassaultSystemes整合了Deneb、Delta和Safeworks三家公司的解決方案成立了DELMIA。此后DELMIA就正式成為DassaultSystemes的數(shù)字化制造解決方案

DELMIA包含面向制造過(guò)程設(shè)計(jì)的DPE、面向物流分析的QUEST、面向裝配過(guò)程分析的DPM、面向人機(jī)分析的Human、面向機(jī)器人仿真的Robotics和面向虛擬數(shù)控加工仿真的VNC幾個(gè)功能模塊。

由以上模塊，DELMIA軟件形成了包括工藝規(guī)劃與仿真、機(jī)器人解決方案，人機(jī)工程學(xué)解決方案，數(shù)控加工解決方案，復(fù)合材料解決方案，作業(yè)指令編制解決方案，車(chē)間執(zhí)行解決方案，離散制造業(yè)物流分析等解決方案。各解決方案之間可以通過(guò)PPRHub（Process－Product－Resource）連接，形成了一套從設(shè)計(jì)到制造的完整解決方案。目前，已經(jīng)在航空業(yè)和汽車(chē)行業(yè)上得到了很好的應(yīng)用。它為數(shù)字化企業(yè)提供完整的數(shù)字解決方案，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)管理使不同領(lǐng)域數(shù)據(jù)得以協(xié)同配合，并對(duì)維護(hù)過(guò)程和復(fù)雜制造進(jìn)行仿真控制。

西門(mén)子數(shù)字化工廠解決方案-Tecnomatix產(chǎn)品解讀

Tecnomatix是SiemensPLMSoftware提供的數(shù)字化制造解決方案，通過(guò)將制造規(guī)劃包括從工藝布局規(guī)劃和設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程仿真和驗(yàn)證到制造執(zhí)行與產(chǎn)品設(shè)計(jì)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)在3D的環(huán)境下進(jìn)行制造工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)；用數(shù)字化的手段驗(yàn)證產(chǎn)品的制造工藝可行性；事先分析未來(lái)的生產(chǎn)系統(tǒng)的能力表現(xiàn)；快速輸出各種定制類(lèi)型的工藝文件。

2005年，SiemensPLMSoftware通過(guò)收購(gòu)Tecnomatix獲得了完整的數(shù)字化制造解決方案。在收購(gòu)后的幾年當(dāng)中，SiemensPLMSoftware致力于將Tecnomatix數(shù)字化制造解決方案與Teamcenter產(chǎn)品全生命周期管理解決方案融合并取得了顯著的成效——SiemensPLMSoftware將原TecnomatixProcessDesigner模塊與TeamcenterManufacturing模塊進(jìn)行整合，形成一套在Teamcenter平臺(tái)上統(tǒng)一管理數(shù)字化制造的解決方案，全稱(chēng)：TeamcenterManufaturingProcessManagement（簡(jiǎn)稱(chēng)MPM），是西門(mén)子公司針對(duì)制造業(yè)提供的產(chǎn)品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）的解決方案的內(nèi)容之一，旨在建立一個(gè)數(shù)字化生產(chǎn)環(huán)境，管理產(chǎn)品制造的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)/工藝一體化及管理，是目前市場(chǎng)上功能比較完備的一套制造解決方案。這樣帶來(lái)的好處是，設(shè)計(jì)人員和工藝人員可以在一個(gè)平臺(tái)上共享設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)，各自進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真和管理。

DELMIA主要解決方案分析

1、工藝規(guī)劃與仿真

工藝規(guī)劃與仿真解決方案主要包含基于面向制造過(guò)程設(shè)計(jì)的DPE和面向裝配過(guò)程分析的DPM模塊。

DPE是一個(gè)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)，用于工藝和資源規(guī)劃的應(yīng)用環(huán)境，支持與PLM平臺(tái)數(shù)據(jù)集成，直接從PLM系統(tǒng)中接受數(shù)據(jù)，管理帶配置信息的BOM和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；通過(guò)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初步階段產(chǎn)生的EBOM或DMU數(shù)據(jù)，也可編制或重用已有的工藝，產(chǎn)生總工藝設(shè)計(jì)計(jì)劃（分離面劃分），工藝圖表，工藝細(xì)節(jié)規(guī)劃，工藝路線等，表明工藝與資源的順序和關(guān)聯(lián)。并規(guī)劃工廠和車(chē)間的流程和工時(shí)等工藝相關(guān)的應(yīng)用。對(duì)EBOM具備3D可視化能力，并且能夠自動(dòng)化生成MBOM。

DPM裝配工藝規(guī)劃是一個(gè)裝配工藝規(guī)劃和驗(yàn)證的解決方案，工藝細(xì)節(jié)規(guī)劃和驗(yàn)證應(yīng)用環(huán)境，將DPE產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)和圖表結(jié)合生產(chǎn)制造規(guī)則形成3維虛擬制造環(huán)境，以實(shí)際產(chǎn)品的3D（或DMU）模型，構(gòu)造3D工藝過(guò)程，分析產(chǎn)品的可制性、可達(dá)性、可拆卸性和可維護(hù)性，實(shí)現(xiàn)3D產(chǎn)品數(shù)據(jù)與3D工藝數(shù)據(jù)的同步的、真正的并行工程環(huán)境；同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠布局設(shè)計(jì)功能。其面向產(chǎn)品制造和維護(hù)工藝，允許工藝員查看裝配工藝順序并連接工藝步驟和制造資源，還可以進(jìn)行裝配可行性研究，維護(hù)可行性研究，3D工藝規(guī)劃和裝配工藝編寫(xiě)。

DELMIA工藝規(guī)劃和仿真

DELMIA工藝規(guī)劃和仿真解決方案可以實(shí)現(xiàn)裝配工藝可行性驗(yàn)證、工藝可視化。工裝和工具的可用性驗(yàn)證，分析每個(gè)操作步驟，問(wèn)題識(shí)別和跟蹤，培訓(xùn)生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)，制造順序分析等，實(shí)現(xiàn)虛擬制造。

2、機(jī)器人解決方案

主要是面向機(jī)器人仿真的Robotics功能模塊，是專(zhuān)業(yè)的工業(yè)機(jī)器人建模、仿真、分析軟件?？梢詣?chuàng)建機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，研究可行性，進(jìn)行單個(gè)或多個(gè)機(jī)器人的離線編程，并將機(jī)器人程序發(fā)送到車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)。擁有主流的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人庫(kù)，超過(guò)800個(gè)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的機(jī)器人模型，并不斷持續(xù)更新中。主要機(jī)器人解決方案和合作伙伴的解決方案涵蓋了主要的加工工藝，如連續(xù)軌跡控制加工/切邊工藝、多點(diǎn)加工工藝、表面加工工藝。

機(jī)器人解決方案

3、人機(jī)工程學(xué)解決方案

主要是面向人機(jī)分析的Human模塊，可以創(chuàng)建和維護(hù)虛擬3D人體模型，用來(lái)再虛擬環(huán)境下對(duì)人機(jī)交互過(guò)程中可達(dá)性和可視性研究，對(duì)人機(jī)交互過(guò)程中的靜態(tài)力、舒適性和關(guān)節(jié)分析，研究操作員的操作舒適性和風(fēng)險(xiǎn)狀況。仿真完整的人機(jī)任務(wù)，研究可行性、發(fā)現(xiàn)不可預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)，研究能量消耗和完成任務(wù)的耗時(shí)統(tǒng)計(jì)。

人機(jī)工程學(xué)解決方案

4、數(shù)控加工解決方案

主要是面向虛擬數(shù)控加工仿真的VNC模塊，提供虛擬的切削加工過(guò)程的仿真，可以模擬包括加工設(shè)備（機(jī)床）、輔助設(shè)備（換刀機(jī)構(gòu)）在內(nèi)的機(jī)加全過(guò)程的仿真。進(jìn)而分析數(shù)控加工代碼的可行性、保證數(shù)控加工的質(zhì)量。

數(shù)控加工解決方案

5、復(fù)合材料解決方案

DELMIA是端到端的復(fù)合材料解決方案，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工藝規(guī)劃和生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程中的更改管理和并行工程，在航空行業(yè)具有非常好的應(yīng)用價(jià)值。

6、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)編制解決方案

該解決方案主要是基于達(dá)索的3DVIA產(chǎn)品，從PLM系統(tǒng)中獲取3D模型及工藝數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來(lái)創(chuàng)建裝配工藝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。這樣做的好處是使即使設(shè)計(jì)或工藝規(guī)劃發(fā)生變也能快速執(zhí)行，及時(shí)更改作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，為作業(yè)員提供最新數(shù)據(jù)，減少因數(shù)據(jù)滯后對(duì)生產(chǎn)造成的影響。

7、車(chē)間執(zhí)行解決方案

主要包括運(yùn)作管理和智能分析，運(yùn)作管理主要是用于同步車(chē)間作業(yè)，發(fā)布作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，作業(yè)指導(dǎo)書(shū)在車(chē)間現(xiàn)實(shí)，跟蹤序列號(hào)，數(shù)據(jù)和記錄生產(chǎn)過(guò)程，該模塊連接制造數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)放帶配置信息的3D作業(yè)指導(dǎo)書(shū)到車(chē)間。智能分析主要用于監(jiān)測(cè)、分析車(chē)間數(shù)據(jù)，找到隱藏的導(dǎo)致超差問(wèn)題的原因，阻止報(bào)廢和返工的發(fā)生。

8、離散制造業(yè)物流分析解決方案

主要是基于面向物流分析的QUEST模塊，搭建并運(yùn)行某裝配車(chē)間系統(tǒng)模型，通過(guò)仿真結(jié)果分析物流系統(tǒng)通堵情況，找到導(dǎo)致系統(tǒng)阻塞工位，最終優(yōu)化物流系統(tǒng)。

Tecnomatix主要解決方案分析

1、零件規(guī)劃與驗(yàn)證

Tecnomatix零件規(guī)劃和驗(yàn)證（PartPlanningandValidation），是對(duì)零部件和用來(lái)制造這些零件的工具制定生產(chǎn)工藝，如NC編程、流程排序、資源分配等，并對(duì)工藝流程進(jìn)行驗(yàn)證。具體應(yīng)用包括創(chuàng)建數(shù)字化流程計(jì)劃、工藝路線和車(chē)間文檔、對(duì)制造流程進(jìn)行仿真、對(duì)所有流程、資源、產(chǎn)品和工廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、為車(chē)間提供NC數(shù)據(jù)等，提供了一個(gè)規(guī)劃驗(yàn)證零件制造流程的虛擬環(huán)境，有效縮短了規(guī)劃時(shí)間，并大大提高了機(jī)床利用率。

零件規(guī)劃與驗(yàn)證

主要產(chǎn)品有：零件制造規(guī)劃器、加工線規(guī)劃器、沖壓線仿真、虛擬機(jī)床、連接到生產(chǎn)

2、裝配規(guī)劃與驗(yàn)證

Tecnomatix裝配規(guī)劃和驗(yàn)證，提供一個(gè)虛擬制造環(huán)境來(lái)規(guī)劃驗(yàn)證和評(píng)價(jià)產(chǎn)品的裝配制造過(guò)程和裝配制造方法，檢驗(yàn)裝配過(guò)程是否存在錯(cuò)誤，零件裝配時(shí)是否存在碰撞。它把產(chǎn)品、資源和工藝操作結(jié)合起來(lái)分析產(chǎn)品裝配的順序和工序的流程，并且在裝配制造模型下進(jìn)行裝配工裝的驗(yàn)證、仿真夾具的動(dòng)作、仿真產(chǎn)品的裝配流程，驗(yàn)證產(chǎn)品裝配的工藝性，達(dá)到盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的目的。

裝配規(guī)劃與驗(yàn)證

3、機(jī)器人及自動(dòng)規(guī)劃

Tecnomatix的機(jī)器人與自動(dòng)化規(guī)劃解決方案提供了用于開(kāi)發(fā)機(jī)器人和自動(dòng)化制造系統(tǒng)的共享環(huán)境。此解決方案能夠滿足多個(gè)級(jí)別的機(jī)器人仿真和工作單元開(kāi)發(fā)需求，既處理單個(gè)機(jī)器人和工作臺(tái)，也能處理完整的生產(chǎn)線和生產(chǎn)區(qū)域。

機(jī)器人及自動(dòng)規(guī)劃

主要產(chǎn)品有：流程設(shè)計(jì)器、流程仿真、Robcad

4、工廠設(shè)計(jì)及優(yōu)化

Tecnomatix的工廠設(shè)計(jì)和優(yōu)化解決方案提供基于參數(shù)的三維智能對(duì)象，能更快地設(shè)計(jì)工廠的布局。通過(guò)利用虛擬三維工廠設(shè)計(jì)和可視化技術(shù)進(jìn)行工廠布局設(shè)計(jì)，并能對(duì)工廠物流進(jìn)行分析和優(yōu)化，產(chǎn)量仿真，提高在規(guī)劃流程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷的能力，不至于等到進(jìn)行工廠現(xiàn)場(chǎng)施工才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。物料流、處理、后勤和間接勞動(dòng)力成本都可以使用材料流分析和分散事件仿真得到優(yōu)化。

工廠設(shè)計(jì)及優(yōu)化

主要產(chǎn)品有：FactoryCAD、FactoryFlow、工廠仿真、關(guān)聯(lián)環(huán)境編輯器

5、質(zhì)量管理

Tecnomatix質(zhì)量管理解決方案將質(zhì)量規(guī)范與制造和設(shè)計(jì)領(lǐng)域(包括流程布局和設(shè)計(jì)、流程仿真/工程設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)管理系統(tǒng))聯(lián)系起來(lái)，從而確定產(chǎn)生誤差的關(guān)鍵尺寸、公差和裝配流程。

質(zhì)量管理

主要產(chǎn)品：尺寸規(guī)劃與驗(yàn)證、誤差分析（VSA）、CMM檢查

6、生產(chǎn)管理

生產(chǎn)管理解決方案將PLM擴(kuò)展到了制造車(chē)間，可實(shí)時(shí)收集車(chē)間數(shù)據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)管理。涉及到的領(lǐng)域包括制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）——用于監(jiān)視正在進(jìn)行的工作、控制操作和勞動(dòng)力，并反饋生產(chǎn)數(shù)據(jù)；人機(jī)界面(HMI)及管理控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)——從工廠收集設(shè)備之類(lèi)的實(shí)時(shí)信息，反饋給上游的系統(tǒng)。

主要產(chǎn)品：MES、HMI/SCADA、FactoryLinkSupervisoryControlandDataAcquisition

7、制造流程管理

制造流程管理是Teamcenter的一個(gè)功能模塊，主要是對(duì)制造數(shù)據(jù)、過(guò)程、資源以及工廠信息進(jìn)行管理，為流程管理建立基礎(chǔ)。

制造流程管理

主要產(chǎn)品：資源管理、Teamcenter制造訪問(wèn)、Teamcenter制造發(fā)布

從以上Tecnomatix的解決方案可以看出，Tecnomatix不僅實(shí)現(xiàn)了工藝設(shè)計(jì)、工藝驗(yàn)證優(yōu)化等功能，而且Teamcenter的MPM可管理工藝信息。通過(guò)Tecnomatix、NX、Teamcenter及SIMATICIT（西門(mén)子MES產(chǎn)品）整合集成，為企業(yè)提供了一套端到端的數(shù)字化制造解決方案。

DELMIA與Tecnomatix功能對(duì)比分析

總得來(lái)說(shuō)，DELMIA與Tecnomatix二者可以實(shí)現(xiàn)的功能基本相同，只是有些專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用有所不同，在不同的行業(yè)中市場(chǎng)份額有所差別。