数字化工厂简介

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    工业4.0”的概念最早在2013年汉诺威工业博览会上出现，“工业4.0”是指利用物联信息系统将生产中的供应，制造，销售信息数据化、智慧化，其核心目的是为了提高工业竞争力，利用信息化技术促进产业变革。随后，“中国制造2025”也相继问世。

    数字化工厂作为“工业4.0”的重要组成部分，众多企业正在建立自己的“数字工厂”。主流市场观点认为，数字化工厂主要涉及产品设计、生产规划与生产执行三大环节，数字化建模、虚拟仿真、虚拟现实/加强现实（VR/AR）等技术包含在其中。

“我们为什么要做数字化工厂？目的是两个：第一是降低成本，第二是提高产品质量。”

三维激光扫描在数字化工厂中的应用

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三维扫描技术通过光学测量获取物体的三维表面信息，将工厂空间内所有光源可视信息1：1地“搬”入计算机。三维扫描技术具有采集速度快，非接触，长距离，高精度，安全性高和自动化等特性。
采用三维扫描技术进行测绘，可以节约大量的现场工作时间，即保证了测绘安全，又不耽误工厂生产。
三维扫描在数字化工厂中的应用包括三维建模、工厂平面图绘制、工厂改造与维护、设备位置校准、新增管线设备位置干扰性分析及厂区沉降检测等。

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三维建模与可视化管理

三维模型是数字化工厂的基础。现代化工厂建筑通常较为复杂，厂房内部安装有大量设备，如何快速准确获取工厂车间及其机床设备模型，一直是实现数字化工厂的难点。三维扫描成为解决这一难点的最佳途径。目前，市场上大量的三维软件支持三维点云模型的导入。借助点云数据可快速、准确绘制出工厂及管线设备模型，实现虚拟仿真及工厂可视化管理。

工厂平面图绘制

在三维扫描出现前，技术人员通过传统的测量方式（全站仪）来记录工厂的尺寸数据。传统的测绘方式相对繁琐，三维扫描技术将工厂“搬入”电脑，通过三维扫描得到的三维数字模型与工厂建筑的实际尺寸一致，将该模型导入三维软件，可以快速、准确得到工厂各方位的CAD平面图纸。

工厂规划、改造与维护

市场经济的不断发展，使得传统的工厂空间与市场产品的需求量及规模不匹配。为解决这一矛盾，提高产能，改善生产效率成为关键问题。这使得工厂需要进行重新规划，对现有装备、管线进行改造与维护。通过三维扫描立体呈现工厂实况，有助于工程师准确掌握工厂信息，做出最精确的规划或改造方案。

设备位置校准与数字装配

现代化工厂生产时，大量设备协同工作，对各设备相对空间位置有着严格的要求。在生产线经过调试达到生产要求时，可对生产线进行三维扫描，准确记录各设备相对空间位置信息，为长时间生产后校准提供对比数据。同时，可在三维模型中进行虚拟数字装配，将新增设备模型放入生产线模型中，进行空间位置分析，模拟安装。

新增管线、设备位置干扰性分析

新增管线、设备位置干扰性分析随着生产需求的变化，工厂将在现有条件下进行管道数量增加、管道路线改变及新增设备等工作。三维扫描为这些工作的可行性分析提供可靠数据。在三维模型的基础上，可进行干扰性分析，以确定新增管道或设备是否符合场地的需要，并设计合适进场路线，这一方式节约了大量的人力、物力及时间成本。

厂房沉降或变形检测

类似工业产品的加工尺寸对比检测，厂房在三维扫描技术的支持下也可进行形变分析。利用三维扫描技术完成现场的现状扫描，得到三维点云模型。不同时段的点云模型数据或点云模型数据与理论CAD模型皆可进行对比，可直观、精确的完成厂房沉降或形变分析。