2024工厂规划与验证应用白皮书·基于工厂数字孪生的仿真规划，促进精益、创新和绿色

工厂规划与验证应用白皮书 基于工厂数字孪生的仿真规划，促进精益、创新和绿色 制造工程(MFE)团队2024年3月 西门子数字化工业软件 引言 "新质生产力"在2024年两会隆重提出，其核心标志是"全要素生产率大幅提升"，特点是"创新"，关键在"质优"，本质是"先进生产力"。当您阅读完本白皮书，就能深深体会到基于西门子Plant Simulation开展"工厂规划与验证"，就是"新质生产力"一种落地方式：其核心标志是"让工厂内全部要素在生产任务驱动下按照工艺要求来平衡协作，大幅提升整体生产效率"，特点是"利用数字孪生空间，让制造工程师低成本尝试与验证各种创新性的生产组织与管理方案"，关键在"遵从精益制造，验证与分析工厂关注的各项指标，找到保障质量最优的最合适方案"，本质是"赋能制造工程师一种先进的数字手段和生产力"。 本书是各行各业典型客户应用"工厂规划与验证"的经验总结，可应用的各种业务场景全面呈现。您不仅能够了解"开展数字化工厂规划与验证"项目的推荐做法与流程，同时还能让您从工厂整体层面，找到"基于工厂数字孪生的仿真规划，促进精益、创新和绿色目标的实现"的手段和路径。让数字精益手段推进精益在您工厂的深度推进。 对于了解西门子Plant Simulation产品的领域专家，您可更深入与全面了解其关键技术与各种能力：基础能力、高级能力、系统优化能力、集成能力、客制化与拓展能力、衍生产品等。为您进一步释放其效能提供无限助力与可能。 最后，希望您记住：西门子Plant Simulation，是业界的标配"新质生产力"；通过离散事件仿真和各种优化算法，实现高效的精益验证；利用工厂数字孪生技术，给您无限的规划创新的数字空间；通过清晰的能耗排放量化，让碳足迹在您的工厂得到精准核算与透明可视。 目录 一、推进“新型工业化”，催生精益绿色智能工厂..........................................................1 1.新型工业化向智能、循环目标迈进...................................................................1 1)市场的需求要求制造业更具灵活性和定制化..............................................12)企业对循环经济、可持续发展的持续追求.................................................13)数字化和智能化技术在制造领域的应用....................................................14)人机协同与自动化...................................................................................15)全球化和供应链的数字管理.....................................................................16)数据驱动决策.........................................................................................1 2.灯塔工厂是践行精益绿色智能典范...................................................................1 3.数字精益让精益贯穿工厂生命周期...................................................................2 1)传统改善方式手段的限制........................................................................22)传统方式对人员经验的依赖度高..............................................................33)传统方法难以处理大量数据.....................................................................34)传统改进措施缺乏验证手段.....................................................................3 二、基于工厂数字孪生的仿真规划，促进精益、创新和绿色........................................4 1.离散事件仿真，高效的精益验证......................................................................42.工厂数字孪生，低成本创新空间......................................................................43.能耗排放量化，碳足迹可精准核算...................................................................54.Plant Simulation，业界标配工具.....................................................................55.工厂仿真可应用的精益改善领域......................................................................6 三、开展数字化工厂规划与验证的流程与应用阶段......................................................7 1.开展仿真项目的流程.......................................................................................7 1)确定具体的仿真概念和目标.....................................................................72)数据搜集................................................................................................73)仿真建模................................................................................................74)仿真计算及优化求解...............................................................................75)结果评估................................................................................................7 2.仿真规划的应用阶段.......................................................................................8 1)价值流分析及仿真帮助制定工厂顶层规划.................................................82)生产过程仿真明确工厂设施需求..............................................................93)物流、仓储及生产管控策略也是重要影响因素........................................104)工厂的三维可视化更易于与建设过程协同...............................................105)数字化工厂在日常生产过程中持续产生价值............................................11 四、西门子数字化工厂规划与仿真解决方案的关键技术.............................................12 1.Plant Simulation技术特点及能力概述............................................................12 1)图形化、模块化建模.............................................................................122)对象库管理和扩展.................................................................................123)仿真数据及分析工具.............................................................................134)开放性及系统集成.................................................................................135)内置多种功能强劲的优化工具................................................................13 2.生产过程及物流仿真建模能力.......................................................................14 3.继承NX LineDesigner、FactoryCAD、NX BIM中定义的产线模型.....................15 1)瓶颈分析（BottleneckAnalyzer）...........................................................182)物流密度与方向（SankeyDiagram）......................................................183)能耗分析（EnergyAnalyzer）................................................................184)成本分析（CostAnalyzer）....................................................................19 7.系统优化能力...............................................................................................20 1)实验管理..............................................................................................202)遗传算法（GA）...................................................................................203)神经网络.......