Digital Factory-A Technology Show Case for Teaching and Research in Digital Manufacturing

With the advancing digital technology and information tools in networking the core of manufacturing activities has shifted from the physical production of goods to the systematic processing of knowledge.The competitiveness of tomorrow’s manufacturing enterprise lies in the operation of such digital factory in parallel with the physical one.This change in manufacturing in the digital age is taking place not only in Hong Kong but worldwide.This paper describes the development of establishing a digital factory laboratory in the Department of Industrial and Systems Engineering of The Hong Kong Polytechnic University.The Digital Factory is a focus for teaching research and technology transfer in the area of digital manufacturing.The paper also describes an application case of virtual manufacturing in which computer simulation models of a production line of an AC motor are developed for investigation.

智慧工厂数字孪生的设计与实现

以某典型的离散制造智慧工厂实验平台为对象,分析智慧工厂的系统组成。运用Flexsim三维建模仿真平台,建立智慧工厂的三维虚拟仿真模型;运用Socket通讯机制,建立智慧工厂物理模型和虚拟仿真模型之间的信息交互机制,实现智慧工厂物理模型和虚拟模型之间的实时双向互动,构建智慧工厂的数字孪生系统,为建立数字孪生提供有益的指导和借鉴。

基于数字孪生的热处理智能化技术研究进展

为减少热处理智能化技术数据孤岛的状态,数字孪生的运用被广泛关注。数字孪生技术是智能化制造领域的先进智能技术,也是解决数据孤岛的重要方法之一。本文介绍了数字孪生技术与基于数字孪生的热处理研究现状。以车间数字孪生框架为基础,从物理车间、虚拟车间、车间服务系统、孪生数据4个方面介绍数字孪生的研究现状,分析了各部分中存在的主要问题。针对基于数字孪生为基础的热处理技术,结合传统热处理技术与特殊热处理的智能化研究进展,分析数字孪生技术在热处理中的应用与进展。

工业互联网人才培养的研究

工业互联网是新一代信息技术和制造业融合的产物,工业互联网人才的培养成为保障产业高速发展的先决条件。根据工业互联网行业发展现状和技术多层次演进的路线,工业互联网人才培养的关键在于四个方面:(1)构建工业互联网框架下分层次分领域人才培养思路;(2)量化人才培养,分学位在高校设立数字化能力证书项目;(3)生态集聚,形成多方资源联动的人才培养生态,构建校企师资双向流动机制;(4)地方可引入“灯塔工厂”等项目,打造区域创新综合体,培养国际人才。

2024中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会电脑横机述评

介绍2024中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会参展电脑横机的厂商和设备概况。概述参展电脑横机的最新技术特点,包括:全成形技术的发展、3D虚拟仿真、针织数字化共享工厂等。并分析最新机型情况:CX3-S系列全成形电脑横机及ADF530-32KiFLEX多功能电脑横机等。此次展览会具有明显的技术进步,为企业创新产品研发和行业进步提供支持。

基于半实物仿真工厂的化工生产技术课程教学改革实践研究

针对现行高职院校化工生产技术课程教学内容情境性不强、教学方法学生主体地位体现不够、考核评价体系数字化程度不足等问题,将半实物仿真工厂引入课程教学中,通过在其营造的“实装、实岗、实操”的职业情境中优化课程教学内容、教学方法和评价体系,推动课程的教学效果。

基于多源数据融合的数字工厂三维模型重建与可视化

如何为企业安全生产、应急救援指挥、事故灾害调查等提供现势、详尽、精确的空间基础地理信息数据以辅助智能决策,是政府与企业面临的重要难题。本文从虚拟构建数字工厂关键技术出发,通过融合机载倾斜摄影测量技术宏观建模与局部地面三维激光扫描技术精细建模,构建厂区模型;以前端Cesium框架和Web GL技术为依托,结合微软开发的Web预览版Bing地图服务,实现用户浏览器端的“数字工厂”三维场景可视化浏览,提升企业安全生产信息化水平与防范并遏制重大安全事故。

《数字化车间功能安全要求》标准解读(一)

GB/T 41257-2022《数字化车间功能安全要求》国家标准于2022年3月9日发布,2022年10月1日实施。本文针对标准任务来源、标准编制目的及意义、标准适用范围、标准主要内容以及标准关键技术等分别进行介绍,以期为标准的贯彻实施提供参考依据。

《数字化车间功能安全要求》标准解读(二)

GB/T 41257-2022《数字化车间功能安全要求》国家标准于2022年3月9日发布,2022年10月1日实施。本文针对数字化车间保护层评估、安全相关系统要求等内容分别进行介绍,以期为标准的贯彻实施提供参考依据。

基于深度学习的“微型灯塔工厂”物理和虚拟交互平台设计

针对电子产品装配过程中存在的元器件精确定位难、细微缺陷检测慢、工程可视化程度低等技术难题,设计和搭建“微型灯塔工厂”工程示范厂房,采用Tecnomatix平台搭建微型灯塔工厂数字孪生体,解决制造过程中可视化程度低的问题;采用LabVIEW平台及深度学习算法实现CO-WORK及人机工程的快速检测和诊断,解决了生产运维难的问题;通过融合多尺度注意力权重信息的智能检测识别算法,解决了微型电子电路板检测速度慢和识别率低的难题。

企业数字化转型及营销体系研究

中小企业面临的市场竞争和经营环境比大型企业更加激烈和复杂。选择适合企业自身发展的战略,可以帮助企业实现长期稳定的发展和持续的竞争优势。该文首先系统性地提出一个相对完善的企业数字化转型体系,包含生产数据透明化体系、生产数据管控体系、生产智能化运营体系和数字工厂智能制造体系。其次,研究基于平台架构的企业数字化营销体系。然后,研究基于营销渠道的企业数字化营销体系。最后,给出企业数字化转型实施案例。企业数字化转型体系可以实现生产过程的全面数字化,使得企业可以更好地掌握市场需求和产品信息,快速响应市场变化,提高产品质量和生产效率。同时,数字化转型体系还可以实现企业内部各部门之间的协同工作,提高工作效率和团队协作能力,降低生产成本,提高企业的市场竞争力。

炼化企业设备智能化建设探索与实践

数字化转型智能化建设是新信息技术迅速发展背景下企业创新变革、提质增效、提升竞争力的必然选择,是企业高质量发展的重要抓手。炼化企业具有支撑国家经济发展的重要意义,应抓住机遇面对挑战,加速信息化建设,强化技术和管理创新,助力企业产业结构升级。设备作为炼化企业生产的关键要素,是数字化转型智能化重点建设内容之一,如何开展设备数字化智能化建设成为企业重点研究的问题。该文在国家“十四五”信息化和工业化深度融合发展的背景下,并结合新一代信息技术的应用,对炼化企业设备智能化建设的意义进行探讨,并提出设备智能化建设架构和基本思路,希望对炼化企业设备智能化建设提供参考。

排单系统在印染数字化发展过程中的作用及意义

公司率先在行业内开展“全流程排单系统”平台建设,通过数字化优势和全生产参数系统传输,达到生产环节动态平衡,全流程生产可控、可视。3年时间大量投资建设,不断完善系统平台各项功能,提升生产管控能力,进而转变为可观经济收益。该平台建设项目示范并引领印染行业数字化、智能化、绿色化转型发展,同时数字化战略行动推动数字化人才梯队建设工作,面向数字时代,以人为本,更新思维方式与发展理念,变革组织架构与发展模式,建设高质量个性化学习发展体系,打造建设未来数字化工厂模型。

基于机器视觉的数码印花工厂自动报工系统

针对纺织行业中现有人工布匹生产订单报工管理困难的问题,设计并实现了一个基于机器视觉的数码印花工厂自动报工系统,将正在生产的布匹图像与订单库中的花型图案进行智能匹配,从而对生产订单进行快速准确的报工管理;首先系统客户端使用工业相机实时采集生产线上的印花布匹图像,并对图像进行滤波、归一化等预处理;然后将图像通过HTTP协议发送至系统服务端,利用基于Vision Transformer的神经网络模型进行特征提取和多层特征融合,再与订单库中的花型图案进行匹配,找出待报工订单;最后对匹配结果进行数据库管理,并将匹配结果返回客户端用于报工结果展示与确认操作;实验结果表明,该自动报工系统的订单匹配TOP-3命中率达到90.4%,满足工厂布匹生产需求。

基于装配语义与图神经网络的产品虚拟装配线智能化构建方法

随着智能制造技术的快速发展,数字化工厂方法在生产系统规划设计中的应用日益广泛。构建虚拟装配线或装配线数字孪生体已成为实现装配线数字化规划设计的关键环节。然而,传统的设计方法主要依赖于经验,存在效率低下、设计周期长、优化困难等问题。为了克服上述困难,本研究以产品装配线设计为背景,提出一种基于产品装配语义和图神经网络的产品虚拟装配线智能化构建方法。为验证所提出方法的可行性和有效性,本研究以某液压缸虚拟装配线构建为案例进行了实证研究。结果表明,该方法能够提高装配线设计效率,缩短设计周期,并实现装配线布局的智能优化。

基于Tecnomatix的数字化孪生工厂搭建及工艺验证

为缩短产品设计开发、采购和生产周期,构造柔性、高效、低成本、高质量的制造运营体系,数字化孪生技术至关重要。以汽车焊装生产线为例,介绍了数字化孪生工厂在Tecnomatix软件中搭建过程。利用Tec⁃nomatix系列软件,在前期规划过程中导入数模以及工艺信息,提前进行3D工艺布局,模拟焊点、涂胶等连接工艺的可达性,分析并解决空间静态干涉及动态干涉情况,以及离线程序输出。通过数字化孪生技术,实现了实体工厂在仿真环境中的映射和关联、加快了现场安装调试速度、缩短了项目周期、提高了产线规划设计的效率与质量。

国外数字化工厂网络安全保障机制研究——以洛克希德·马丁公司为例

数字化工厂是融合新一代信息技术和先进制造技术的关键工业设施,也是推进我国制造业数字化转型、增强国家科技和经济竞争力的重要载体。由于数字化工厂的网络化、智能化和开放性等特点,传统的网络集成式安全架构难以适应更复杂的业务流、供应链和不断变化的业态模式,成为制造业数字化转型的重大挑战。如何保障其安全稳定运行,成为各国政府和工业界关注的焦点。以洛克希德·马丁公司数字化工厂建设为例,研究该企业数字化转型战略、工厂数字化架构,并分析其工业物联网设备的连接通信框架(智能工厂框架),以及在云平台、无线物联网、网络安全治理、研发运营等多方面的安全措施。在此基础上,对我国如何强化重点行业数字化工厂网络安全保障机制建设,提出多角度的综合性建议。

结构功能主义视角下职业院校数字化教学工厂建设研究——基于AGIL模型的分析框架

数字化教学工厂作为产教融合的产物,旨在通过整合企业、学校和社会资源,创新教学模式,推动职业教育向现代化、数字化方向迈进。从结构功能主义的视角,以AGIL模型为框架,分析了数字化教学工厂的适应、目标实现、整合和模式维持功能。通过对其功能指向的深入探讨,揭示了数字化教学工厂在满足行业需求、提升学生实作能力、提高育人质量和实现教学效率等方面的重要作用,并探讨了其在现实中面临的挑战与困境,以期为未来数字化实训基地的建设和教学改革提供一种新的理论视角与思路。

基于数字孪生技术的烤烟植物工厂种植模型构建与应用

为研究不同生长条件对烤烟生长状态的影响,对烤烟在植物工厂环境下的生长特点进行深入研究,并通过植物工厂环境调控技术实现对其生长过程的实时监测。基于烤烟生长环境的生理基础,构建烤烟数字孪生模型,在虚拟环境中模拟和预测真实环境中的种植过程。结果表明,烤烟数字孪生模型依托数字孪生技术,能够实时、精确地模拟烤烟生长状态,并根据反馈信息做出相应的分析、决策,从而对烤烟生长过程进行精准管理和优化,提高烤烟的产量和品质。

化工行业数字化转型背景下IT和OT技术融合路径研究

随着物联网、数字孪生技术的日臻完善,以及元宇宙概念的兴起,制造范式持续进化,实体与虚拟世界的融合应用场景日益丰富。在此背景下IT与OT的深度融合不仅是顺应“双碳”减排目标及化工产业升级的必然趋势,更是实现化工行业全面数字化转型的必然路径。本文深挖化工行业特性,系统性总结了化工行业数字化转型的核心要素,并针对IT与OT的融合路径进行了详尽剖析与设计,构建了一个高效协同的技术框架。此外,本研究基于工业互联网平台,将上述设计理念转化为实际应用,有效推动了化工企业的数字化转型升级,显著提升了企业生产效率与产品质量,为化工行业数字化转型树立了实践典范。