在工業(yè)4.0中，有縱向集成、端對端集成、橫向集成的三項集成，這是工業(yè)4.0中非常重要的概念，是實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間價值流集成的關(guān)鍵。而基于模型的可視化系統(tǒng)在里面扮演著舉足輕重的作用，下面與大家一同分享一下。
一、基于模型的可視化系統(tǒng)是工業(yè)4.0三項集成的主線
縱向集成主要是“將各種不同層面的IT系統(tǒng)集成在一起（例如，執(zhí)行器與傳感器、控制、生產(chǎn)管理、制造和執(zhí)行及企業(yè)計劃等不同層面）”（摘自德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計劃實施建議）。從信息化角度來看，就是在企業(yè)內(nèi)以產(chǎn)品模型為主線，實現(xiàn)研發(fā)、計劃、工藝、生產(chǎn)、服務的信息共享。
圖1 縱向集成和網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)
而端對端，則是“通過產(chǎn)品全價值鏈和為客戶需求而協(xié)作的不同公司，使現(xiàn)實世界與數(shù)字世界完成整合”。更是突出了以產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務等為主線，實現(xiàn)企業(yè)間的集成。
請見下圖。（圖示中“產(chǎn)品”二字，是Production execution，此處應該翻譯為“制造執(zhí)行”或者“生產(chǎn)”比較準確，筆者注）
圖2 端對端的集成
而作為三項集成中的最高層次，橫向集成是“指將各種使用不同制造階段和商業(yè)計劃的IT系統(tǒng)集成在一起，這其中既包括一個公司內(nèi)部的材料、能源和信息的配置，也包括不同公司間的配置（價值網(wǎng)絡(luò)）”。也就是以產(chǎn)品供應鏈為主線，實現(xiàn)企業(yè)間的三流合一（物流、能源流、信息流），實現(xiàn)一種社會化協(xié)同生產(chǎn)。
圖3 橫向集成
我們從橫向集成的圖中可以看出，信息流在企業(yè)內(nèi)市場、銷售、管理、計劃、生產(chǎn)、工程各環(huán)節(jié)，以及外部的設(shè)計人員、客戶、供應商、分包商等眾多角色之間實現(xiàn)了集成與共享。
通過工業(yè)4.0對以上三項集成的定義，我們可以看出，在工業(yè)4.0愿景中，基于產(chǎn)品模型，在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間、社會化的智能制造及服務中實現(xiàn)信息共享是三項集成中都涉及到的重要技術(shù)。
因此，在企業(yè)內(nèi)外不同角色之間，實現(xiàn)3D模型的共享及可視化是實施工業(yè)4.0的重要組成部分。
二、企業(yè)在產(chǎn)品3D模型管理、共享等方面存在的問題
作為產(chǎn)品的重要信息載體，3D模型在企業(yè)的研發(fā)、計劃、工藝、生產(chǎn)、銷售、維保等方面，以及企業(yè)間協(xié)作的共享尤為重要。
但企業(yè)常常被以下問題所困擾。
1、不同軟件間格式不兼容
現(xiàn)在，市面上各種CAD軟件繁多，如CATIA、PROE、NX、Solidworks等等，企業(yè)內(nèi)部或者協(xié)作單位之間，軟件經(jīng)常不統(tǒng)一，格式也不兼容，如果進行轉(zhuǎn)換，不僅費時費力，而且還存在數(shù)據(jù)丟失、多版本并存等問題，影響了企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間的信息共享。
即便是實施了PLM系統(tǒng)的公司，在PLM與CAD之間往往也存在著類似問題，比如，用美國PTC公司的WINDCHILL 管理法國達索公司的CATIA模型，這種情況在航空工業(yè)等領(lǐng)域是非常普及的。由于WINDCHILL 與CATIA分屬不同的軟件公司，PLM不能直接瀏覽CAD模型，企業(yè)需要花費幾十萬元購買轉(zhuǎn)換軟件，并且也存在轉(zhuǎn)換效率低、易于出錯等缺點。
2、投資與易用性問題
企業(yè)人員眾多，包括研發(fā)、工藝、生產(chǎn)、質(zhì)量、銷售、服務等人員都需要通過3D模型實現(xiàn)產(chǎn)品信息的共享，但企業(yè)不可能花費巨資為每個人購買一套CAD軟件。另外，很多人員，如操作工人、市場、服務人員，也不需要掌握復雜的CAD系統(tǒng)，他們需要的只是3D模型的瀏覽、剖切、測量等基本功能，需要的是操作簡單、成本低的可視化系統(tǒng)。
3、云架構(gòu)與數(shù)據(jù)安全性
企業(yè)往往為了市場需要、維護需要等方面考慮，既希望客戶或合作伙伴通過電腦、手機等就能遠程訪問他們的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)人機交互、入口經(jīng)濟等新經(jīng)濟模式，同時，又不希望對方能下載到真實的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，如何做到數(shù)據(jù)共享與安全的平衡，也是困擾企業(yè)的一個難題。
總之，由于3D數(shù)據(jù)格式的不統(tǒng)一、不兼容，有很多的困難影響著企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間的共享，隨著3D數(shù)據(jù)量的增多，這些問題會越來越突出。
如果這些問題不解決，不說實施工業(yè)4.0的三項集成，就是對企業(yè)的日常工作也帶來了很多的影響。
三、來自德國的專業(yè)解決方案
今天，向大家介紹一款北京蘭光創(chuàng)新科技有限公司總代理、德國KISTERS公司的旗艦產(chǎn)品——3DViewStation 3D可視化系統(tǒng)，這是一款可以完全解決以上問題，甚至是顛覆您3D模型瀏覽習慣的系統(tǒng)，可在實現(xiàn)工業(yè)4.0的道路上助您一臂之力。
以下是基本功能介紹。
圖4 3DViewStation可視化系統(tǒng)在企業(yè)中的應用場景
1、兼容性強
3DViewStation是一款性能卓越的3D可視化系統(tǒng)，無需任何轉(zhuǎn)換，可實現(xiàn)不同CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步加載、可視化展現(xiàn)和檢查。它還具有功能強大的分析功能，包括測量、標注、3D比較以及真正的Multi-CAD數(shù)據(jù)管理。
支持的讀取格式有3DVS、Catia、NX、CreoElements (Pro-E)、SolidWorks、Inventor、 SolidEdge、I-DEAS、STEP、IGES、ACIS、Parasolid、3D-PDF、JT、3DXML、STL、VRML、IFC 等。
輸出的文件格式，包括3DVS、Step、JT、Iges、Parasolid、3D-PDF、PRC、U3D、ACIS、STL等。
圖5 支持在同一文件中、不同格式的文件直接打開
2、功能強大
3DViewStation 功能強大，性能卓越，比如打開5.5GB的Catia復雜模型, 用自有的3DVS格式，僅需1 秒，用CATIA原有格式，也僅需7分鐘。
圖6 3DViewStation瀏覽波音飛機模型
以下是其基本功能介紹：
3、運行平臺多樣
既支持臺式機、筆記本電腦，也支持各類PAD、手機等智能終端。
并具有以下功能及應用：
•任何人都可訪問3D數(shù)據(jù)，即便是不太常用軟件的人
•B/S架構(gòu)，云解決方案
•互聯(lián)網(wǎng)入口經(jīng)濟
•客戶端零安裝(比如，不需要JAVA)
•HTML5瀏覽器即可流暢運行
•非�？欤幢闶蔷W(wǎng)絡(luò)帶寬很低
•極快的加載速度，不用下載幾何圖元，數(shù)據(jù)安全受保護。
圖7 手機等智能終端上的應用
4、應用范圍廣泛
3DViewStation可廣泛應用于研發(fā)、計劃、工藝、生產(chǎn)、銷售、技術(shù)文檔、協(xié)作、服務等環(huán)節(jié)，涵蓋了產(chǎn)品的全生命周期。
圖8 用于市場宣傳或生產(chǎn)指導
圖9 產(chǎn)品手冊編寫
5、集成性好
3DViewStation既可直接獨立使用，也可集成到PLM/ ERP/MES等各類管理系統(tǒng)中。
比如，與PLM集成后，可方便地實現(xiàn)以下功能：
•瀏覽零件、裝配
•分析
•零件、裝配比較
•真正的多格式源數(shù)字樣機
•使用PLM狀態(tài)的顏色
•虛擬樣機
•變量與可配置
•可視化的CAD載入
•關(guān)聯(lián)幾何到相關(guān)的圖元&文檔
圖10 與PLM集成后的效果
四、結(jié)束語
總之，3DViewStation兼容性強、功能強大，可完全滿足您在企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間的各種可視化的使用需求，也是將來實現(xiàn)工業(yè)4.0三項集成的重要基礎(chǔ)。
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本文標題：談3D可視化系統(tǒng)在工業(yè)4.0三項集成的應用
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