數(shù)字化工廠是隨著數(shù)字仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展而來的，它通過對真實工業(yè)生產(chǎn)的虛擬規(guī)劃、仿真優(yōu)化，實現(xiàn)對工廠產(chǎn)品研發(fā)、制造生產(chǎn)和服務(wù)的優(yōu)化和提升，是現(xiàn)代工業(yè)化與信息化融合的應(yīng)用體現(xiàn)。隨著產(chǎn)品需求的不斷變化，產(chǎn)品周期的更新?lián)Q代速度提升，以及3D打印、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)的不斷應(yīng)用，為了縮短研發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本、提升企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和效益，先進的制造類企業(yè)開始越來越重視數(shù)字化工廠的建設(shè)。

作為信息化和工業(yè)化融合應(yīng)用的最佳結(jié)合點，研究數(shù)字化工廠如何建設(shè)，探討虛擬設(shè)計與物理設(shè)備之間怎樣實現(xiàn)無縫銜接，對驅(qū)動信息化和工業(yè)化的深度融合發(fā)展，以及未來智能工廠發(fā)展具有十分重要的意義。

數(shù)字化工廠的概念

數(shù)字化工廠具有廣義和狹義的概念，其涉及的內(nèi)容也隨著分析的角度不同而有所區(qū)別。

1. 數(shù)字化建模技術(shù)

通常研究的制造系統(tǒng)是非線性離散化系統(tǒng)，需要建立產(chǎn)品模型、資源模型制造設(shè)備、材料、能源、工夾具、生產(chǎn)人員和制造環(huán)境等、工藝模型工藝規(guī)則、制造路線等以及生產(chǎn)管理模型系統(tǒng)的限制和約束關(guān)系。數(shù)字化工廠是建立在模型基礎(chǔ)上的優(yōu)化仿真系統(tǒng)，所以數(shù)字化建模技術(shù)是數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)。

2. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

文本信息很難滿足制造業(yè)的需求，隨著三維造型技術(shù)發(fā)展，三維實體造型技術(shù)已得到普遍的應(yīng)用。具有沉浸性的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使用戶能身臨其境地感受產(chǎn)品的設(shè)計過程和制造過程，使仿真的旁觀者成為虛擬環(huán)境的組成部分。

3. 優(yōu)化仿真技術(shù)

仿真優(yōu)化是數(shù)字化工廠的價值核心，根據(jù)建立的數(shù)字化模型和仿真系統(tǒng)給出的仿真結(jié)果及各種預(yù)測數(shù)據(jù)，分析數(shù)字化工廠中可能出現(xiàn)的各種問題和潛在的優(yōu)化方案，進而優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程。在數(shù)字化工廠制造過程中，仿真技術(shù)應(yīng)用主要包括：面向產(chǎn)品設(shè)計的仿真，包括產(chǎn)品的靜態(tài)和動態(tài)性能；面向制造過程的仿真，包括加工過程仿真；裝配過程仿真和檢測過程仿真等；面向企業(yè)其他環(huán)節(jié)的仿真，包括制造管理過程仿真；以及工廠/車間布局、生產(chǎn)線布局仿真等。

4. 應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù)

數(shù)字化工廠通過建模仿真提供一整套較為完善的產(chǎn)品設(shè)計、工藝開發(fā)與生產(chǎn)流程，但是作為生產(chǎn)自動化的需要，數(shù)字化工廠系統(tǒng)要求能夠提供各種可以直接應(yīng)用于實際生產(chǎn)的設(shè)備控制程序以及各種是生產(chǎn)需要的工序、報表文件等。各種友好、優(yōu)良的應(yīng)用接口，能夠加快數(shù)字化設(shè)計向?qū)嶋H生產(chǎn)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化進程。