■ 周鑫 张森堂 高阳 / 中国航发黎明

数字化工厂3D布局规划与仿真技术能够对工厂生产线、设备、生产制造工艺路径、物流等进行预规划、分析、评估、验证，从而减少技术改造投入成本、缩短方案规划及评审周期、提高产品生产效率。

传统的工厂工艺布局全部依托二维（2D）图样制订厂房改造计划、设计生产线建设方案，无法体现生产设备在时间和空间上的逻辑关系，导致技改资源投入大、效益低、产能浪费现象严重。创新团队根据航空发动机变品种、小批量生产车间的特点，基于尽量减少和消除不必要的车间作业的原则，从求解流程、模型构建、模型分析3个层面对现有生产工艺布局规划理论与方法进行综合分析。在此基础上，形成航空发动机多品种、小批量、离散式数字化工厂三维（3D）布局规划建模、仿真、分析及评价方法，为数字化、自动化生产线的建设及改造提供技术支撑。

航空发动机零件生产线仿真示意

数字化工厂建模技术路线

数字化工厂建模主要从车间工艺布局立体化、生产运行动态虚拟化、运行过程数据显性化3个维度解决生产车间数字化改造的实际问题。生产车间工艺布局立体化是生产车间工艺布局的具体化过程，核心是工艺布局，要做到相对独立的车间工艺布局一次做好，获得长期收益，必须解决车间工艺布局二维图的引用、应用环境构建、模型、关联（通过模型间的关联实现设施或单元之间的关联）4个层次的问题。……