计算机集成制造系统2024,Vol.30Issue(1) :1-13.DOI:10.13196/j.cims.2024.0065

数字孪生车间制造运营管理平台

Digital twin shop-floor manufacturing operations management platform

张永平 左颖 刘博 胡天亮 刘庭煜 刘晓军 吕海洋 朱毅明 施一明 吴恒 何宏宏 孙翰林 张奕帆 胡鹏飞 邹孝付 李瑞琪 王子同 陶飞
计算机集成制造系统2024,Vol.30Issue(1) :1-13.DOI:10.13196/j.cims.2024.0065

数字孪生车间制造运营管理平台

Digital twin shop-floor manufacturing operations management platform

张永平 1左颖 1刘博 1胡天亮 2刘庭煜 3刘晓军 3吕海洋 4朱毅明 5施一明 6吴恒 7何宏宏 8孙翰林 9张奕帆 9胡鹏飞 5邹孝付 10李瑞琪 8王子同 11陶飞12
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作者信息

  • 1. 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院,北京 100191
  • 2. 山东大学机械工程学院,山东 济南 250002
  • 3. 东南大学机械工程学院,江苏 南京 210096
  • 4. 国机智能技术研究院有限公司,北京 100083
  • 5. 和利时科技集团有限公司,北京 100176
  • 6. 浙江大学控制科学与工程学院,杭州 310027
  • 7. 中国科学院软件研究所,北京 100190
  • 8. 中国电子技术标准化研究院物联网研究中心,北京 100010
  • 9. 北京航空航天大学中法工程师学院,北京 100191
  • 10. 北京航空航天大学人工智能研究院,北京 100191
  • 11. 北京航空航天大学国际交叉科学研究院数字孪生国际研究中心,北京 100191
  • 12. 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院,北京 100191;北京航空航天大学国际交叉科学研究院数字孪生国际研究中心,北京 100191
  • 折叠

摘要

数字孪生使能的制造信息物理融合是数字经济时代制造业发展的主流方向,数字孪生车间作为制造基础单元,能够基于可信数据和模型的融合决策实现面向多场景适配的制造运营管理能力提升.针对制造运营管理精益化、柔性化、智能化发展需求,以及制造运营管理能力与物理需求难适配、制造运营管理模式与物理状态难适用、制造运营管理策略与物理场景难适应的问题,提出了数字孪生车间制造运营管理平台,阐述了其系统组成、特点和关键技术.在此基础上,随着制造运营管理向着包含物理资源和虚拟资源的跨组织、跨企业智能化协同运营延伸,提出了跨组织/跨企业的"组织-管理-规范-洞察-决策-改善"协同运营管理策略,为支撑车间内、企业内、跨企业等制造运营管理理论研究和应用落地提供系列理论和方法参考.

Abstract

Cyber-physical integration in manufacturing enabled by digital twins is the mainstream direction of manu-facturing development in the digital economy era.As a basic unit of manufacturing,digital twin shop-floors can im-prove manufacturing operation management capabilities to adapt to multiple scenarios based on fusion decisions of trusted data and models.A digital twin shop-floor manufacturing operation management platform is proposed to ad-dress the needs of lean,flexible and intelligent manufacturing operation management,as well as the difficulties in a-dapting manufacturing operation management capabilities to physical requirements,adapting manufacturing opera-tion management modes to physical states,and adapting manufacturing operation management strategies to physical scenarios.Its system composition,characteristics and key technologies are also elaborated and discussed respective-ly.On this basis,as manufacturing operation management extends towards cross-organization and cross-enterprise intelligent collaboration including physical resources and virtual resources,a collaborative operation management strategy of"organization-management-standardization-insight-decision-making-improvement"for intelligent produc-tion control was proposed.It provided a series of theoretical and methodological references to support theoretical re-search and application of manufacturing operations management within shop-floors,within enterprises,and across enterprises.

关键词

数字孪生车间/制造运营管理/数模融合/协同运营

Key words

digital twin shop-floor/manufacturing operations management/digital-model integration/collaborative operation

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(52275471)

国家自然科学基金资助项目(52105500)

新基石科学基金会"科学探索奖"资助项目()

New Cornerstone Science Foundation through the Xplorer Prize,China()

出版年

2024
计算机集成制造系统
中国兵器工业集团第210研究所

计算机集成制造系统

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.092
ISSN:1006-5911
被引量1
参考文献量17
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