阜寧協(xié)鑫集成科技有限公司 ■ 王磊 趙書寶 李宗佰 朱功 呂其丹

0 引言

制造業(yè)的發(fā)展是我國(guó)實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支撐，是技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步的前沿，是國(guó)家戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型最重要的一步?！吨袊?guó)制造2025》提出為了應(yīng)對(duì)制造業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型需求，將發(fā)展智能制造作為主攻方向，標(biāo)志著我國(guó)智能制造已進(jìn)入由理論研究向?qū)嶋H探索邁進(jìn)的階段。“智能制造”是《中國(guó)制造2025》中最為重要的一環(huán)，是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的最重要的一步。智能制造是通過人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等技術(shù)手段，對(duì)工業(yè)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和物流等全過程管控，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流的信息化與智能化，同時(shí)是信息流、資金流、物流及業(yè)務(wù)工作流的高度集成，是制造業(yè)企業(yè)走向新工業(yè)企業(yè)的必由之路[1]。

從《中國(guó)制造2025》提出到現(xiàn)在，相關(guān)學(xué)者從整體布局及行業(yè)特色出發(fā)進(jìn)行了多維研究。比如，張鐵[2]研究了工業(yè)機(jī)器人及智能制造技術(shù)在廣東省的發(fā)展現(xiàn)狀及重點(diǎn)突破對(duì)象；王影等[3]對(duì)比了我國(guó)智能制造裝備與歐美、日本、德國(guó)等國(guó)之間的差距，提出了智能制造發(fā)展應(yīng)采取的措施及可行方案；李松[4]對(duì)我國(guó)智能制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了評(píng)估，并提出了提升我國(guó)智能制造業(yè)的相關(guān)措施。從目前各行業(yè)專家、學(xué)者對(duì)智能制造的研究進(jìn)展來看，研究側(cè)重于數(shù)字化生產(chǎn)、信息化管理及系統(tǒng)集成在企業(yè)應(yīng)用端的重點(diǎn)突破，同時(shí)在智能服務(wù)和智能物流方面也取得了一定進(jìn)展，但在智能設(shè)計(jì)方向的研究相對(duì)較少。筆者將結(jié)合《中國(guó)制造2025》相關(guān)文件與專家學(xué)者的論述，對(duì)智能制造中的智能設(shè)計(jì)維度進(jìn)行探討，并闡述了光伏組件制造行業(yè)智能升級(jí)的方向。

1 智能設(shè)計(jì)

智能設(shè)計(jì)是指利用智能化的互聯(lián)網(wǎng)科學(xué)技術(shù)，通過集成處理器對(duì)人類的行為活動(dòng)進(jìn)行模擬仿真，提高集成處理器的智能處理能力，從而實(shí)現(xiàn)集成處理器更快、更好地承擔(dān)設(shè)計(jì)過程中的復(fù)雜任務(wù)，以協(xié)助工程人員完成相關(guān)任務(wù)[5]。其具有以下特點(diǎn)：1)以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo)；2)以人工智能技術(shù)為實(shí)現(xiàn)手段；3)采用圖形處理與數(shù)據(jù)分析，結(jié)合傳統(tǒng)CAD二維/三維設(shè)計(jì)技術(shù)；4)面向集成智能化，一方面匹配設(shè)計(jì)的完整性，另一方面結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)，為設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)交換提供統(tǒng)一接口；5)提供強(qiáng)大的人機(jī)交互功能。從企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況來看，企業(yè)側(cè)重智能設(shè)計(jì)在產(chǎn)品量產(chǎn)前期的仿真設(shè)計(jì)，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。所以，筆者將從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對(duì)智能設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行論述。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是從制訂出新產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書起，到設(shè)計(jì)出產(chǎn)品樣品為止的一系列技術(shù)工作。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，需要把握整個(gè)產(chǎn)品的戰(zhàn)略、形象、構(gòu)造和功能實(shí)現(xiàn)，并根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求確定生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)布局，因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性不言而喻。通過智能化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了從紙質(zhì)設(shè)計(jì)書到仿真設(shè)計(jì)的過渡，可將產(chǎn)品設(shè)計(jì)所涉及的概念開發(fā)和產(chǎn)品規(guī)劃階段及詳細(xì)設(shè)計(jì)階段這兩個(gè)階段分為數(shù)字化與模塊化設(shè)計(jì)仿真模擬、產(chǎn)品設(shè)計(jì)試驗(yàn)仿真、產(chǎn)品虛擬流水線與生產(chǎn)模擬仿真、產(chǎn)品設(shè)計(jì)公差仿真、產(chǎn)品物流仿真、產(chǎn)品并行/協(xié)同設(shè)計(jì)等6個(gè)方面。

1)數(shù)字化與模塊化設(shè)計(jì)仿真模擬[6]。采用數(shù)字化模型的虛擬仿真分析優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品全生命期最優(yōu)；同時(shí)，考慮到模塊系列的未來擴(kuò)展及對(duì)特殊產(chǎn)品和變型產(chǎn)品的輻射，采用模塊化設(shè)計(jì)來保持模塊在功能和結(jié)構(gòu)上的獨(dú)立性和完整性，以滿足不同需求和產(chǎn)品的升級(jí)。

對(duì)于光伏組件的制造，可采用三維CAD技術(shù)重點(diǎn)解決光伏組件在生產(chǎn)周期的優(yōu)化方案，同時(shí)對(duì)于新設(shè)備如串焊機(jī)、層壓機(jī)、疊焊機(jī)等采用CAM控制系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)作業(yè)自動(dòng)化的同時(shí)，還可以進(jìn)行作業(yè)情景的虛擬仿真，提升設(shè)備作業(yè)穩(wěn)定性及作業(yè)效率。

2)產(chǎn)品設(shè)計(jì)試驗(yàn)仿真。其主要包括產(chǎn)品功能、性能仿真分析，產(chǎn)品的安全性、可靠性、維修性、經(jīng)濟(jì)性仿真分析，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造工藝、檢驗(yàn)檢測(cè)工藝仿真分析，以及產(chǎn)品生產(chǎn)效率仿真分析等。采用Plant Simulation仿真軟件，可模擬光伏組件生產(chǎn)，通過調(diào)整組件生產(chǎn)過程中的人員匹配、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等，進(jìn)行制造工藝、產(chǎn)品可靠性分析。

3)產(chǎn)品虛擬流水線與生產(chǎn)模擬仿真[7]。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬仿真軟件對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行全面仿真設(shè)計(jì)；在模擬仿真過程中對(duì)可能存在的生產(chǎn)異常進(jìn)行前期優(yōu)化及修改，以確保實(shí)際生產(chǎn)過程能夠順利生產(chǎn)。采用Plant Simulation仿真軟件，實(shí)現(xiàn)組件新產(chǎn)品生產(chǎn)線的人力、設(shè)備需求量，崗位節(jié)拍及效率管理等的數(shù)據(jù)化，不斷調(diào)整人員和設(shè)備，以達(dá)到生產(chǎn)效率最高。

4)產(chǎn)品設(shè)計(jì)公差仿真。采用公差仿真軟件(CAT)對(duì)產(chǎn)品及其零部件尺寸公差進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，是在滿足客戶需求的前提下，不斷優(yōu)化尺寸公差并實(shí)時(shí)監(jiān)控公差范圍內(nèi)的產(chǎn)品匹配度，持續(xù)優(yōu)化尺寸公差的過程。目前，光伏組件制造行業(yè)因涉及產(chǎn)品匹配性的內(nèi)容較少，因此，對(duì)于CAT技術(shù)的應(yīng)用較少，針對(duì)此的相關(guān)文獻(xiàn)及工廠端應(yīng)用也較為少見。

5)產(chǎn)品物流仿真。采用排隊(duì)論、Petri網(wǎng)、線性規(guī)劃等建模方法對(duì)產(chǎn)品物流系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，通過電子計(jì)算機(jī)和手機(jī)APP軟件編制對(duì)應(yīng)的物流控制程序，仿真實(shí)際物流的運(yùn)輸情況，建模分析，以此來指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)過程中物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理。

6)產(chǎn)品并行/協(xié)同設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)建模仿真過程中需要進(jìn)行產(chǎn)品的全生命周期管理(PLM)，在設(shè)計(jì)階段需要將產(chǎn)品的原料、生產(chǎn)、使用、回收等所有因素進(jìn)行綜合分析與規(guī)劃設(shè)計(jì)，并將客戶需求的產(chǎn)品功能、性能和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)考慮進(jìn)來。

智能化產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品量產(chǎn)的模擬化作業(yè)，能夠有效地為企業(yè)管理者及生產(chǎn)者提供產(chǎn)品的模擬數(shù)據(jù)，減少產(chǎn)品前期的試驗(yàn)費(fèi)用，有效提高產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和企業(yè)效益。作為自動(dòng)化程度相對(duì)較高的光伏組件制造行業(yè)，目前專注以自動(dòng)化和信息化驅(qū)動(dòng)智能化變革，將生產(chǎn)線硬件改善及產(chǎn)品數(shù)據(jù)化作為改革重點(diǎn)，但忽視了對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)前的設(shè)計(jì)進(jìn)行信息化處理，同時(shí)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段也缺乏專業(yè)的模擬仿真軟件及專業(yè)人才。因此，光伏組件制造行業(yè)智能設(shè)計(jì)升級(jí)的方向應(yīng)為智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)人才、技術(shù)的引進(jìn)，尤其是在能夠快速降低新產(chǎn)品成本投入且相對(duì)薄弱的產(chǎn)品設(shè)計(jì)試驗(yàn)仿真、 產(chǎn)品虛擬流水線與生產(chǎn)模擬仿真這兩個(gè)方面。

3 工藝設(shè)計(jì)

工藝設(shè)計(jì)的初衷是便于組織生產(chǎn)、指導(dǎo)車間作業(yè)、保障產(chǎn)品質(zhì)量、提升設(shè)備效率，其是通過長(zhǎng)久作業(yè)不斷總結(jié)，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件不斷改善和優(yōu)化得到的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)。雖然新產(chǎn)品在尚未進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)無法準(zhǔn)確得到其所需的制造工藝清單(BOM)、規(guī)格書等，但是通過計(jì)算機(jī)仿真可以實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的搜集，并確定所需的相關(guān)文件資料。智能化工藝設(shè)計(jì)從BOM模擬、虛擬生產(chǎn)工藝規(guī)格書、制造工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、人因仿真、虛擬裝配仿真、虛擬產(chǎn)線與生產(chǎn)模擬仿真等6個(gè)方面進(jìn)行仿真模擬。

1)BOM模擬。BOM闡述了產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的零配件組裝方式及加工裝配先后順序，可反映產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程。根據(jù)BOM對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行區(qū)域性劃分，可實(shí)現(xiàn)對(duì)新產(chǎn)品流水線的布局設(shè)計(jì)。通過對(duì)BOM模擬仿真，能夠簡(jiǎn)化新產(chǎn)品虛擬產(chǎn)線與生產(chǎn)模擬仿真方案，可快速有效地導(dǎo)入虛擬產(chǎn)線，降低設(shè)計(jì)難度。

2)虛擬生產(chǎn)工藝規(guī)格書。通過計(jì)算機(jī)仿真模擬工藝生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)及指標(biāo)的搜集，可提前預(yù)知產(chǎn)品參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)，以降低新產(chǎn)品小試過程中不良產(chǎn)品的產(chǎn)生概率，同時(shí)減少實(shí)際生產(chǎn)過程中原輔材料的消耗。

3)制造工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分類入庫(kù)管控，制造工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)由計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)(CAPP)系統(tǒng)提供支持，并與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件(CAD)/CAM/計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理(CAQ)結(jié)合，進(jìn)而為整個(gè)數(shù)字化生產(chǎn)線提供支撐，實(shí)現(xiàn)制造工藝的數(shù)字化。

4)人因仿真。人機(jī)一體化系統(tǒng)、適度自動(dòng)化系統(tǒng)、自適應(yīng)自動(dòng)化系統(tǒng)、自主生產(chǎn)單元、智能制造系統(tǒng)、敏捷制造和精益生產(chǎn)系統(tǒng)等新的制造系統(tǒng)模式都強(qiáng)調(diào)了人這一因素在系統(tǒng)中的重要作用。通過人因仿真，不僅可以對(duì)系統(tǒng)的工作效率、誤差水平等指標(biāo)進(jìn)行分析，而且還可以量化操作員的任務(wù)結(jié)構(gòu)、工作要求等指標(biāo)。通過調(diào)整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案或?qū)T工進(jìn)行培訓(xùn)，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)優(yōu)化，充分發(fā)揮人的積極性和主動(dòng)性。

5)虛擬裝配仿真。在新產(chǎn)品導(dǎo)入過程中，員工為適應(yīng)新的裝配方式往往會(huì)消耗太多精力，并會(huì)造成批量產(chǎn)品不合格的情況。在產(chǎn)品虛擬裝配環(huán)境中，員工使用各種方式聯(lián)合作業(yè)以模擬現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)環(huán)境，在模擬裝配過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)新裝配要求的差異及改善重點(diǎn)，在系統(tǒng)仿真結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成裝配過程中的全部數(shù)據(jù)，為改善裝配方式提供技術(shù)及數(shù)據(jù)支撐。通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR)連接已通過Plant Simulation仿真軟件仿真出的光伏組件生產(chǎn)線，讓員工在虛擬仿真環(huán)境下進(jìn)行光伏組件生產(chǎn)，重點(diǎn)培訓(xùn)，以提升技能。

6)虛擬產(chǎn)線與生產(chǎn)模擬仿真。通過計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使員工實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境中以一種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)進(jìn)行作業(yè)、操作及設(shè)計(jì)活動(dòng)；特別是進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)培訓(xùn)時(shí)，模擬實(shí)際生產(chǎn)狀況，讓員工在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提升員工對(duì)新產(chǎn)品的適應(yīng)能力及糾錯(cuò)能力。

智能化工藝設(shè)計(jì)解決了產(chǎn)品生產(chǎn)前期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的來源問題，提供了較為準(zhǔn)確的模擬數(shù)值，減少了產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不良產(chǎn)品的產(chǎn)生與二次試驗(yàn)，為公司技術(shù)人員提交了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。光伏組件的新產(chǎn)品導(dǎo)入相對(duì)頻繁，尤其是在采用新工藝、新技術(shù)的產(chǎn)品研制階段，對(duì)工藝設(shè)計(jì)仿真模擬的需求更加緊迫，通過使用Plant Simulation仿真軟件或Solidworks進(jìn)行虛擬產(chǎn)線與生產(chǎn)模擬仿真，可以直接獲取工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過分析數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)可在仿真階段直接解決錯(cuò)誤或異常設(shè)計(jì)，降低了由于人員適應(yīng)新產(chǎn)品生產(chǎn)工藝導(dǎo)致的不良損失，提升了工作人員對(duì)新產(chǎn)品生產(chǎn)過程的管控能力。

4 智能設(shè)計(jì)的成熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)

由智能設(shè)計(jì)、數(shù)字化生產(chǎn)、智能服務(wù)、信息化管理、智能物流、系統(tǒng)集成等6個(gè)方面組成的智能工廠智能制造評(píng)價(jià)體系在客觀反映工廠智能制造所處狀態(tài)時(shí)，需引入成熟度評(píng)價(jià)體系。智能工廠智能制造成熟度可以通過多個(gè)衡量維度，以百分比或等級(jí)來進(jìn)行衡量，其中1級(jí)為最高等級(jí)。等級(jí)越高(或百分比越高)，說明智能化成熟度越高，相關(guān)指標(biāo)覆蓋性和適用性越廣泛。本文以智能設(shè)計(jì)為例，以等級(jí)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)智能設(shè)計(jì)維度提出成熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

4.1.1 數(shù)字化與模塊化設(shè)計(jì)仿真模擬

1)1級(jí)：采用數(shù)字化模型的虛擬仿真分析，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，達(dá)到產(chǎn)品全生命期最優(yōu)。

2)2級(jí)：采用數(shù)字化模型的虛擬仿真分析，優(yōu)化部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

3)3級(jí)：采用數(shù)字化模型的虛擬仿真分析，但暫未用于優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

4)4級(jí)：未采用數(shù)字化模型的虛擬仿真分析，部分采用模塊化設(shè)計(jì)。

4.1.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)試驗(yàn)仿真

1)1級(jí)：對(duì)所有產(chǎn)品功能、性能，包括安全性、可靠性、維修性、經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)、制造工藝、檢驗(yàn)檢測(cè)工藝，以及生產(chǎn)效率仿真分析等功能模塊的占比大于等于80%。

2)2級(jí)：對(duì)大部分產(chǎn)品功能等仿真分析等功能模塊的占比大于等于60%。

3)3級(jí)：對(duì)極少數(shù)產(chǎn)品功能等仿真分析功能模塊的占比大于等于40%。

4)4級(jí)：對(duì)極少數(shù)產(chǎn)品的功能等部分指標(biāo)進(jìn)行仿真分析等功能模塊的占比小于40%。

4.1.3 產(chǎn)品虛擬流水線與生產(chǎn)模擬仿真

1)1級(jí)：利用信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行全面仿真，此類工序所占比例大于等于80%。

2)2級(jí)：利用信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行部分仿真，此類工序所占比例大于等于60%。

3)3級(jí)：利用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行部分仿真，此類工序所占比例大于等于40%。

4)4級(jí)：利用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行部分仿真，此類工序所占比例低于40%。

4.1.4 產(chǎn)品設(shè)計(jì)公差仿真

1)1級(jí)：在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢測(cè)等過程中，能完全利用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品及其零部件的尺寸和公差進(jìn)行并行優(yōu)化和監(jiān)控。

2)2級(jí)：僅在產(chǎn)品的加工、裝配、檢測(cè)等過程中，利用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品及其零部件的尺寸和公差進(jìn)行并行優(yōu)化和監(jiān)控。

3)3級(jí)：僅在產(chǎn)品的加工、裝配、檢測(cè)等過程中，利用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品及其零部件的尺寸和公差進(jìn)行監(jiān)控。

4)4級(jí)：僅在產(chǎn)品的檢測(cè)過程中，利用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品及其零部件的尺寸和公差進(jìn)行監(jiān)控。

4.1.5 產(chǎn)品物流仿真

1)1級(jí)：針對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模，在計(jì)算機(jī)上編制相應(yīng)應(yīng)用程序模擬實(shí)際物流系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并統(tǒng)計(jì)和分析模擬結(jié)果，采用全自動(dòng)模擬計(jì)算，無需人員采集數(shù)據(jù)。

2)2級(jí)：針對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模，在計(jì)算機(jī)上編制相應(yīng)應(yīng)用程序模擬實(shí)際物流系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并統(tǒng)計(jì)和分析模擬結(jié)果，采用計(jì)算機(jī)模擬和人員調(diào)整相結(jié)合的方式。

3)3級(jí)：針對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模，模擬實(shí)際物流系統(tǒng)運(yùn)行狀況，采用人員采集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，并統(tǒng)計(jì)和分析模擬結(jié)果。

4)4級(jí)：無物流系統(tǒng)建模。

4.1.6 產(chǎn)品并行/協(xié)同設(shè)計(jì)

1)1級(jí)：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮到產(chǎn)品全生命周期/全壽命歷程的所有環(huán)節(jié)。

2)2級(jí)：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮到產(chǎn)品全生命周期/全壽命歷程的主要環(huán)節(jié)。

3)3級(jí)：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮到產(chǎn)品全生命周期/全壽命歷程的部分環(huán)節(jié)。

4)4級(jí)：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮到產(chǎn)品全生命周期/全壽命歷程的個(gè)別環(huán)節(jié)。

4.2 工藝設(shè)計(jì)

4.2.1 BOM模擬

1)1級(jí)：有完整的產(chǎn)品零件加工和最終產(chǎn)品的加工裝配流程資料。

2)2級(jí)：有最終產(chǎn)品的加工裝配流程資料，包括工藝過程和具體的工序。

3)3級(jí)：有最終產(chǎn)品的加工裝配流程資料，包含部分工藝過程及主要工序。

4)4級(jí)：僅有最終產(chǎn)品的加工裝配流程資料，工藝流程及工序無法實(shí)現(xiàn)。

4.2.2 虛擬生產(chǎn)工藝規(guī)格書

1)1級(jí)：通過計(jì)算機(jī)仿真模擬工藝生產(chǎn)，搜集全部產(chǎn)品數(shù)據(jù)指標(biāo)。

2)2級(jí)：通過計(jì)算機(jī)仿真模擬工藝生產(chǎn)，搜集部分產(chǎn)品數(shù)據(jù)指標(biāo)。

3)3級(jí)：依靠制造經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料預(yù)知部分產(chǎn)品參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)。

4)4級(jí)：依靠制造經(jīng)驗(yàn)預(yù)知部分產(chǎn)品參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)。

4.2.3 制造工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)

1)1級(jí)：使用“工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)”，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并進(jìn)行維護(hù)。

2)2級(jí)：使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大部分工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與整理，并進(jìn)行維護(hù)。

3)3級(jí)：使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行部分工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與整理，并進(jìn)行維護(hù)。

4)4級(jí)：通過紙質(zhì)材料對(duì)少部分工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理。

4.2.4 人因仿真

1)1級(jí)：產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)過程完全使用人因仿真模擬系統(tǒng)。

2)2級(jí)：建立實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)和相應(yīng)作業(yè)工具進(jìn)行真人實(shí)際操作。

3)3級(jí)：全部動(dòng)作進(jìn)行真人動(dòng)作模擬。

4)4級(jí)：進(jìn)行真人動(dòng)作簡(jiǎn)單模擬。

4.2.5 虛擬裝配仿真

1)1級(jí)：基于產(chǎn)品虛擬拆裝技術(shù)在交互式虛擬裝配環(huán)境中，用戶使用各類交互設(shè)備在真實(shí)環(huán)境中對(duì)產(chǎn)品的零部件進(jìn)行各類裝配操作。

2)2級(jí)：基于產(chǎn)品虛擬拆裝技術(shù)在交互式虛擬裝配環(huán)境中，用戶使用大部分交互設(shè)備在真實(shí)環(huán)境中對(duì)產(chǎn)品的零部件進(jìn)行裝配操作。

3)3級(jí)：基于產(chǎn)品虛擬拆裝技術(shù)在交互式虛擬裝配環(huán)境中，用戶使用部分交互設(shè)備在真實(shí)環(huán)境中對(duì)產(chǎn)品的零部件進(jìn)行裝配操作。

4)4級(jí)：基于產(chǎn)品虛擬拆裝技術(shù)在交互式虛擬裝配環(huán)境中，用戶使用小部分交互設(shè)備在真實(shí)環(huán)境中對(duì)產(chǎn)品的零部件進(jìn)行裝配操作。

4.2.6 虛擬產(chǎn)線與生產(chǎn)模擬仿真

1)1級(jí)：所有產(chǎn)品均可綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等在計(jì)算機(jī)上生成可交互的三維生產(chǎn)線環(huán)境。

2)2級(jí)：部分產(chǎn)品可綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等在計(jì)算機(jī)上生成可交互的三維生產(chǎn)線環(huán)境。

3)3級(jí)：個(gè)別產(chǎn)品可綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等在計(jì)算機(jī)上生成可交互的三維生產(chǎn)線環(huán)境。

4)4級(jí)：個(gè)別產(chǎn)品的某些模塊可以利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，但無法生成三維生產(chǎn)線環(huán)境。

智能設(shè)計(jì)成熟度評(píng)價(jià)需結(jié)合其他5項(xiàng)評(píng)價(jià)維度，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確客觀地評(píng)價(jià)智能工廠智能制造成熟度狀態(tài)。

5 總結(jié)

本文在研究智能制造時(shí)，運(yùn)用智能設(shè)計(jì)技術(shù)將虛擬仿真與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，快速響應(yīng)新產(chǎn)品導(dǎo)入過程中的數(shù)據(jù)管理與實(shí)時(shí)反饋。同時(shí)，引入智能化成熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)，可為后續(xù)智能化工程項(xiàng)目評(píng)定提供重要參考。