基于数字孪生体的MOM实施与落地思路

基于数字孪生体的MOM实施与落地思路

目

录01

数

字

化

企

业

基

础02

数

字

孪

生

与

MOM03

基

于

数

字

的

MOM

落

地

点04

数

字

化

工

厂

的

一

天加入星球获取更多更全的数智化解决方案数字化转型是我国经济社会未来发展的必由之路。

习近平总书记指出，世界经济数字化转型是大势所趋。

当前，世界正处于百年未有之大变局，数字经济已成为全球经济发展的热点，美、英、

欧盟等纷纷提出数字经济战略。

数字

孪生等新技术与国民经济各产业融合不断深化，有力推动着各产业数字化、

网络化、

智能化发展进程，成为我国经济

社会发展变革的强大动力。

未来，所有的企业都将成为数字化的公司，这不只是要求企业开发出具备数字化特征的产

品，而指的是通过数字化手段改变整个产品的设计、

开发、

制造和服务过程，并通过数字化的手段连接企业的内部和日本：第二期战略性创新推进计划SIP英国：人工智能领域产业战略具体行动

引言德国：高技术战略2025美国先进制造领导战略外部环境。水平线欧洲Business

Planning&

Logistics商业计划与物流产品计划、运营管理等ManufacturingOperations

Management

制造运营管理MOM生产调度、详细生产排程、生产跟踪等工作流程/配方控制来生产所需最

终产品，维护记录并优化生产过

程。时间尺度：天、班、时、分、秒监控、监督控制及自动化控制生

产过程时间尺度：时、分、秒、亚秒感知生产过程，操纵生产过程时间尺度：秒或更小Level4Level

3Level

2

Level

1Level

0创建基本的工厂日程表-生产、原材料使用、传送与运输。决定库

存水平。时间尺度：月、周、天离散生产控制批量生产控制连续生产控制基于数字孪生

的MOM,连接商业系统与控

制系统

数字化企业模型实际生产过程t目

录01

数

字

化

企

业

基

础02

数

字

孪

生

与

MOM03

基

于

数

字

的

MOM

落

地

点04

数

字

化

工

厂

的

一

天

标准化组织定义：数字孪生是具有数据连接的特定物理实体或过程的数字化表达，可保证物理状态和虚拟

状态之间同速率收敛。

学术界定义：数字孪生是以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，借助历史数据、实时数据以及算法

模型等，模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程的技术手段。

企业的定义：数字孪生是资产和流程的软件表示，用于理解、预测和优化绩效以实现改善的业务成果。总结

：数字孪生体(DigitalTwin)是实体虚拟的实时数字化的映射对象。包含

了从设计、仿真，到工艺、制造、操作、升级和维护，走向产品的全

生命周期。

什么是数字孪生“孪生”的概念起源于美国国家航空航天局的“阿波罗计划”

数字孪生世界

智能制造领域数字孪生体系框架4

G/

5

G/

GPRS/

Eth

e

r

n

et/

NB

-

I

oTRS-

4

85/M

-B

u

s/

HP

LC/

L

oR

a/

RF订单管理研发设计生产制造采购管理财务管理数据处理数据传输摘自：数字孪生应用白皮书2020工艺仿真数据集成PLC工厂仿真工业机器人仪器仪表数据治理数据模型CAMPLMCADCNC/DNCCAEMOMA

I大数据BOMERP可视化EAMCLOUDsSCADA能源上料车辆故障环境机床………………工艺公共设施阀门数据互动层仿真分析层基础支撑层模型构建层数据采集工艺流程现场设施应用层功能层设备采购执行管理质量管理产品库存控制仓库管理系统劳动力管理高级排产管理供应商关系管理详细工序作业计划文档管理生产调度ERP销售管理CRM财务管理HR管理生产管理采购管理……基于数字孪生的支撑PLMCAXcPDM协同产品定义管理

实体世界与MOM的连接内容MOM：通过协调管理企业的人员、设备、物料和能源等资源，把原材料或零件转化为产品的活动。SRM供应商关系管理ManufacturingOperation

Management(MOM)TMS运输管理系统SCP供应链计划……PLCAGVRFIDDCSCNC制造资源分配

与状态监控产品跟踪与记录工艺过程管理智能实体设备维护管理数据采集性能分析能源管理SCMSCADA数字孪生与CPS都是利用数字化手段构建系统为现实服务。CPS是通过集成先进的感知、计算、通信和控制等信息技术和自动控制技术，构建了物理空间与虚拟空间中人、机、物、环境和信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统，实现系统内资源配置和运行的按需响应、快速迭代和动态优化。

数字孪生的一个重点--CPS出自工业4.0的资产管理壳，是德国自工业4.0开始，发展起来的一套描述语言和建模工具，从而使得设备、部件等企业的每一项资产之间可以完成互联互通与互操作。借助其建模语言、工具和通讯协议，企业在组成生产线的时候，可具备通用的接

口，即实现“即插即用”性，大幅度降低工程组态

的时间，更好地实现系统之间的互操作性。

CPS组件—“资产管理壳”资产

管理

壳内容}目

录01

数

字

化

企

业

基

础02

数

字

孪

生

与

MOM03

基

于

数

字

的

MOM

落

地

点04

数

字

化

工

厂

的

一

天指挥层计划排程计划下发制造协同生产调度精益拉料调达监控供应协同精益投料工艺下发变更管控质量TOP质量推进TPM日程维护预测可视化决策支持客服

调度执行层作业指示人工采集防呆防错制程控制收货入库领/退料备/投料库管作业现场看图指导书质检质控过点控制设备采集TPM稽查维护执行能源采控环境采控控制层开卷线控套料系统冲压线控钣金线控焊装线控机器人焊喷漆系统烤漆系统装配线控成组控AVI检测按灯系统ESD自动立库AGV系统DPSW/PBS装备层企业运营管理制造运

营MOMCPS管理壳销售营销金融客户客服产品库设计仿真图纸工艺变更BOM战略预算HRFI/CO采购供应商物料库追溯

业务管理的层级划分事业计划生产计划智能实体管理

层管理决策质量分析体系目标购置计划

提升计划工艺改进

设计改进程工

设计工艺

图纸BOM计划达成产品计划

生产工单供应商评价

成本管控供商价格采购协议采购订单管理

层指挥层拉料指示投料指示供应链协同

调达监控排程下发监控协同工艺下发变更管控TPM日程预测维护设备监控大推进可视化分析大反馈指挥决策执行层收货入库备料出库投料作业作业实绩制程实绩作业实绩电子图指导书差错反馈保全维护作业稽查作业实绩质检质控进展偏差实绩采集指挥控制层立库控制AGV控制DPS控制作业型号下发

产自动采集点控制

参数下发C下发加工检系统接口故障监测参数数据流质检执行装备层立库AGV智能料架叉车平车实绩品参数实绩数设置测参数设备接口码值采集采集

通过数字孪生实现的纵向集成供应链制造过

参装备决策质量N外协商外购商生产企业经销商客户制造订单/配置供应链预告

能力工程装备提质量决策

通过数字孪生实现的横向集成检测数据/S/拉料/直送动态/抱怨//VMI/进展BOM/追溯/重点监测物流预告/进展/异常交期/进展三包/换件划

供应链协同供应链协同客户定制物流跟踪技术资料外协工单质量推进质量推进外协进展协同设计质量反馈质量反馈期望计升目

录01

数

字

化

企

业

基

础02

数

字

孪

生

与

MOM03

基

于

数

字

的

MOM

落

地

点04

数

字

化

工

厂

的

一

天•王XX（来访客户）•未来拟与公司进行合作，采购我司产品•关注工厂生产能力，希望看到柔性生产、实时监控、质量保证、

数据透明的数字化工厂产线•刘XX（厂长）•统筹工厂的日常运营与管理工作•追求工厂的安全运行与按期、按质、按量完成生产任务，包括经营指标的可视化、生产事项的高效协同与执行等•林XX（生产工人）•负责公司某条产线的生产工作•追求生产线的按时投产与完工，包括生产前序工作、生产任务执行、异常问题处理、完工入库与交接等人物场景：客户的工厂参观体验数字化支撑：智能预约、智能可穿戴设备、数字化工厂产线、工厂运营控制中心人物场景：厂长的工厂运营与客户洽谈体验数字化支撑：智慧办公、工厂运营控制中心、数字化工厂产线人物场景：工人的产线生产体验数字化支撑：统一身份认证、数字化工厂产线、智能可穿戴设备、远程控制、AGV

数字孪生制造运营的3个代表场景人物档案

人物场景及数字化支撑

生产操作工人在数字化产线上的一天

9:30AM本工单生产完成，在VR的

帮助下检查产品质量

，然后通过AGV运送至下道工序。并进行下个工单生产和转换工艺路线8:30AM出现无法自行解决的

问题时进行问题上报，

在可穿戴设备/移动终

端的帮助下远程指导

问题完成工单与物流管理•

工单查询•

物料需求•

线边物料管理自动引导车•

完工产品自动运输至

下道工序工位•

物料呼叫可视化报告•

工单完成率报告•良品率报告•

设备运行报告远程问题解决可穿戴设备（VR/带

有摄像头的帽子）自助问题诊断与解决

远程指导8:15AM根据可穿戴设备的SOP开始生产以及监

控设备正常运行及物

料损耗情况8:00AM使用移动端二维码/人脸

识别/指纹识别进入生产

区域与登陆系统统一身份认证•

人脸识别•

移动端二维码•

身份认证8:05AM推送排产计划，打开

工单，检查设备状况，清点物料数量•

生产SOP查看•

生产数据采集•

产品复检5:15

PM当日工单交接，

质量确认9生产完工用

户历程5:00

PM复核当日工作情

况，进行生产总

结异常解决生产执行投产准备进入厂区工位数字孪生支持生产交班当日工作汇总生产指导与监控生产工人林XX

数字化工厂厂长智能办公、

运营与决策的一天

8:45AM系统自动推送晨会相关材

料（工厂运营报表、待讨论事宜等）

，进入会议（现场/远程）

，与工厂运

营管理层召开会议，安排

当日工作2:30

PM接待意向客户，带领客户

参观数字化工厂，向客户展示DDM大屏、工厂运

营控制中心，展示强大的工厂监控、可视化与大数

据分析能力•

门禁统一身份认证•

工作事项提醒•

移动办公•

工厂运营报表统计•

流程自动化•

在线会议10:00AM巡检运营控制中心，控制中心

预警当前生产进度会影响订单

交付，经追溯发现为原材料问题，下达指令至供应链部解决可视化报告•

整体生产进度报告•

设备运行情况报告•

销售需求满足度报告•

供应链采购报告运营控制中心•

生产进度监控与可视化•

生产预测与预警提醒•

全流程追溯•

指令下达与执行数字化工厂•

DDM大屏•

运营控制中心•

柔性生产•

智能可穿戴设备8:30AM进入办公室，系统/移

动App提醒本日工作

安排（会议、审批等）3:30

PM介绍数字化工厂产线，带领客户体验智能穿戴设备、柔性生产线05:10

PM系统推送工厂关键

生产事项、进度信息，进行审阅用

户历程数字孪生支持客户接待与洽谈应急事项处理晨会安排工作准备

工作总结工厂厂长刘XX智能办公提前一段时间在线（微信或官网）

申请和预约工厂参观

选择参观时间，填写

和上传所需资料。

申

请审核成功后收到前

往路线和停车信息。智能预约•自助在线预约

（

网站或微信）•

客户经理预约8:30AM根据预留车牌信息

,

直接开车进入厂区

然后到前台签到。前台安排讲解员带

领访客队伍参观厂

区智能接待•

停车位预留及

车牌识别•

讲解员排班及

分派9:30AM讲解员带领访客参观数字化工厂监控室，向客户展示DDM大屏、

工厂运营控制中心

，并向客户介绍透明工厂及开放API等大客户服务数字化工厂运营DDM大屏运营控制中心OpenAPI10:30AM讲解员带领访客进

入生产线，介绍现

场智能穿戴设备、

柔性生产线等先进

技术数字化生产线柔性生产线智能可穿戴设备11:30AM商务人员与来访客

户进行商务洽谈

，

沟通进一步合作意向3:00

PM参观结束后，推送致谢邮

件及短信

，附有相关产品

手册。同时收集反馈意见，跟进后续合作意向客户关系管理•

客户信息管理•

线索与商机管理营销自动化•

自动发送跟进邮件/

短信•

销售线索/销售机会

生成

数字化工厂来访客户参观的一天合作洽谈后续跟进8:45AM讲解员介绍为访客

,

介绍产品信息，使

用AV/VR为客户

演示产品功能及使

用场景预约参观

参观签到VR/AR•

使用VR/AR

进行产品功

能演示用

户历程生产线参观工厂运营参观产品介绍数字孪生支持来访客户王XX•••••高效管理人工实时呈现产线工人产量、

计划完

成情况等数据，帮助您进行产线

工人绩效分析（包括生产效率、

废品率等各项排名）。

为工人提

供每日完工情况，提高工人积极

性。大数据分析实时让您掌握企业各关键KPI指

标，如PPM、

人均产出、

人均成

本、人均能耗、

不良品率、

设备

使用率、

故障率和订单制造周期

等。吸引高质客户重要客户可以实时查看相关订单

在产线上各个环节的生产进展，

质量检验等详细数据。

帮助您从

容应对客户质询，大大提高按期

交货率。实时掌控生产帮助企业实时掌握各订单进度，

随时详悉生产进度及不良品率、

返工情况；可对生产工序和责任

人进行及时追溯。

生产过程智能化的价值经过十五年的实践锤炼和精益求精，元工国际的产品成熟、稳定、先进，得到东风汽车、

中集集团、宇通客车、徐工集团、合力叉车、杭州叉车、杭汽轮机、上海剑桥和安捷利等客户的一致肯定。元工国际是中国智能制造百人会、

中国科技自动化联盟和中国机电一体化协会MES分会的副理事长单位。元工国际参与了上海剑桥、合力叉车、西电、宇通客车、玉柴、

中集宏图和安捷利等客户的智能制造专项的实施工作，积极参与工信部智能制造和CPS等多项标准的制定工作。北京元工国际科技股份有限公司(元工国际)，为国家双软企业、高新技术企业。元工国际自主软件，源于清华，献身智造。为汽车、机械、轨道装备、电力装备、电子、半导体和化工行业提供智能制造解决方案。元工CP

S

MES元工SC

M

ES元工QM

S设备联网采集控制监控优化精益物流降本增效优化协同全程质控全面追溯反馈提升元工APS

MES元工ME

IS约束建模优化排产优化排程精益制造科学指挥智能管控

元工国际-智能制造专家

1个中心

智能制造

3大平台配置开发平台SAW

现场管控平台VPS

信息总线平台MQX

5大系统高级排产排程APS

制造执行系统MES

赛博物理系统CPS

智慧供应链SCM质量管理系统QMS

7大行业机械

Machinery汽车Automobile轨道装备

Rail

Equipment电力装备

Power

Equipment

电子

Electronics半导体Semiconductor化工Chemical

元工国际智能化战略配置开发SAWSmartAdaptableWorkbench

建模适配MCT，数据建模(ER图、数据字典、配置表和配置参数)、流程建模(工作流配置)和后台适配(数据库日志配置和服务配置等)等。

前台配置开发OBA，智能化界面总线驱动，0界面控制代码，强大的客户适配能力。

同一配置多平台