數(shù)字化工廠作為產(chǎn)品設(shè)計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)境中對生產(chǎn)全過程進(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”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)，同時在ERP系統(tǒng)獲取生產(chǎn)計劃數(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)，對真實(shí)的產(chǎn)品制造過程進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)虛擬規(guī)劃和仿真分析優(yōu)化，分析過程在數(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)，用來驗(yàn)證其可行性和系統(tǒng)生產(chǎn)能力。通過對生產(chǎn)過程的預(yù)測，對工藝過程進(jìn)行優(yōu)化，最終對生產(chǎn)決策進(jìn)行裁決。其中主流的數(shù)字化工廠仿真解決方案有達(dá)索系統(tǒng)推出的DELMIA和西門子公司推出的Tecnomatix。
達(dá)索系統(tǒng)數(shù)字化工廠仿真解決方案-DELMIA產(chǎn)品解讀
DELMIA軟件由法國達(dá)索系統(tǒng)公司推出，是達(dá)索3D體驗(yàn)平臺的一個重要組成部分。DELMIA先將CAD系統(tǒng)的設(shè)計數(shù)據(jù)與制造現(xiàn)場的資源（2D/3D）進(jìn)行結(jié)合，然后對整個制造和維護(hù)過程利用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，Dassault Systemes收購了Deneb。2000年，Dassault Systemes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Dassault Systemes的數(shù)字化制造解決方案
DELMIA包含面向制造過程設(shè)計的DPE、面向物流分析的QUEST、面向裝配過程分析的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PPR Hub（Process－Product－Resource）連接，形成了一套從設(shè)計到制造的完整解決方案。目前，已經(jīng)在航空業(yè)和汽車行業(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，并對維護(hù)過程和復(fù)雜制造進(jìn)行仿真控制。
西門子數(shù)字化工廠仿真解決方案-Tecnomatix產(chǎn)品解讀
Tecnomatix是Siemens PLM Software提供的數(shù)字化制造解決方案，通過將制造規(guī)劃包括從工藝布局規(guī)劃和設(shè)計、工藝過程仿真和驗(yàn)證到制造執(zhí)行與產(chǎn)品設(shè)計連接起來，實(shí)現(xiàn)在3D的環(huán)境下進(jìn)行制造工藝過程的設(shè)計；用數(shù)字化的手段驗(yàn)證產(chǎn)品的制造工藝可行性； 事先分析未來的生產(chǎn)系統(tǒng)的能力表現(xiàn)；快速輸出各種定制類型的工藝文件。
2005年，Siemens PLM Software通過收購Tecnomatix獲得了完整的數(shù)字化制造解決方案。在收購后的幾年當(dāng)中，Siemens PLM Software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，將原Tecnomatix Process Designer模塊與Teamcenter Manufacturing模塊進(jìn)行整合，形成一套在Teamcenter平臺上統(tǒng)一管理數(shù)字化制造的解決方案，全稱：Teamcenter Manufaturing Process Management（簡稱 MPM），是西門子公司針對制造業(yè)提供的產(chǎn)品生命周期管理（Product Lifecycle Management）的解決方案的內(nèi)容之一，旨在建立一個數(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/工藝一體化及管理，是目前市場上功能比較完備的一套制造解決方案。這樣帶來的好處是，設(shè)計人員和工藝人員可以在一個平臺上共享設(shè)計數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)，各自進(jìn)行設(shè)計、仿真和管理。
DELMIA主要仿真解決方案分析
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程設(shè)計的DPE和面向裝配過程分析的DPM模塊。
DPE是一個基于數(shù)據(jù)庫的系統(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)；通過在產(chǎn)品設(shè)計初步階段產(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)計計劃（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)劃工廠和車間的流程和工時等工藝相關(guān)的應(yīng)用。對EBOM具備3D可視化能力，并且能夠自動化生成MBOM。
DPM裝配工業(yè)規(guī)劃
DPM裝配工藝規(guī)劃是一個裝配工藝規(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；同時可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠布局設(shè)計功能。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。
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，分析每個操作步驟，問題識別和跟蹤，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，是專業(yè)的工業(yè)機(jī)器人建模、仿真、分析軟件。可以創(chuàng)建機(jī)器人運(yùn)動機(jī)構(gòu)，研究可行性，進(jìn)行單個或多個機(jī)器人的離線編程，并將機(jī)器人程序發(fā)送到車間現(xiàn)場。擁有主流的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人庫，超過800個經(jīng)過驗(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，用來再虛擬環(huán)境下對人機(jī)交互過程中可達(dá)性和可視性研究，對人機(jī)交互過程中的靜態(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，研究能量消耗和完成任務(wù)的耗時統(tǒng)計。
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，工藝規(guī)劃和生產(chǎn)執(zhí)行過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)用價值。
6、作業(yè)指導(dǎo)書編制解決方案
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)來創(chuàng)建裝配工藝作業(yè)指導(dǎo)書。這樣做的好處是使即使設(shè)計或工藝規(guī)劃發(fā)生變也能快速執(zhí)行，及時更改作業(yè)指導(dǎo)書，為作業(yè)員提供最新數(shù)據(jù)，減少因數(shù)據(jù)滯后對生產(chǎn)造成的影響。
7、車間執(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間作業(yè)，發(fā)布作業(yè)指導(dǎo)書，作業(yè)指導(dǎo)書在車間現(xiàn)實(shí)，跟蹤序列號，數(shù)據(jù)和記錄生產(chǎn)過程，該模塊連接制造數(shù)據(jù)庫，發(fā)放帶配置信息的3D作業(yè)指導(dǎo)書到車間。智能分析主要用于監(jiān)測、分析車間數(shù)據(jù)，找到隱藏的導(dǎo)致超差問題的原因，阻止報廢和返工的發(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)行某裝配車間系統(tǒng)模型，通過仿真結(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（Part Planning and Validation），是對零部件和用來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)字化流程計劃、工藝路線和車間文檔、對制造流程進(jìn)行仿真、對所有流程、資源、產(chǎn)品和工廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、為車間提供NC 數(shù)據(jù)等，提供了一個規(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，提供一個虛擬制造環(huán)境來規(guī)劃驗(yàn)證和評價產(chǎn)品的裝配制造過程和裝配制造方法，檢驗(yàn)裝配過程是否存在錯誤，零件裝配時是否存在碰撞。它把產(chǎn)品、資源和工藝操作結(jié)合起來分析產(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)問題、解決問題的目的。
裝配規(guī)劃與驗(yàn)證
3、機(jī)器人及自動規(guī)劃
Tecnomatix 的機(jī)器人與自動化規(guī)劃解決方案提供了用于開發(fā)機(jī)器人和自動化制造系統(tǒng)的共享環(huán)境。此解決方案能夠滿足多個級別的機(jī)器人仿真和工作單元開發(fā)需求，既處理單個機(jī)器人和工作臺，也能處理完整的生產(chǎn)線和生產(chǎn)區(qū)域。
機(jī)器人及自動規(guī)劃
主要產(chǎn)品有：流程設(shè)計器、流程仿真、Robcad
4、工廠設(shè)計及優(yōu)化
Tecnomatix 的工廠設(shè)計和優(yōu)化解決方案提供基于參數(shù)的三維智能對象，能更快地設(shè)計工廠的布局。通過利用虛擬三維工廠設(shè)計和可視化技術(shù)進(jìn)行工廠布局設(shè)計，并能對工廠物流進(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)計缺陷的能力，不至于等到進(jìn)行工廠現(xiàn)場施工才發(fā)現(xiàn)問題。物料流、處理、后勤和間接勞動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)計領(lǐng)域(包括流程布局和設(shè)計、流程仿真/工程設(shè)計以及生產(chǎn)管理系統(tǒng))聯(lián)系起來，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)展到了制造車間，可實(shí)時收集車間數(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)備之類的實(shí)時信息，反饋給上游的系統(tǒng)。
主要產(chǎn)品：MES、HMI/SCADA、FactoryLink Supervisory Control and Data Acquisition
7 、制造流程管理
制造流程管理是Teamcenter的一個功能模塊，主要是對制造數(shù)據(jù)、過程、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、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、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Tecnomatix、NX、Teamcenter及SIMATIC IT（西門子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功能對比分析（極簡版）
總得來說，DELMIA與 Tecnomatix二者可以實(shí)現(xiàn)的功能基本相同，只是有些專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用有所不同，在不同的行業(yè)中市場份額有所差別。
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本文標(biāo)題：西門子和達(dá)索系統(tǒng)數(shù)字化工廠仿真解決方案功能分析
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