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数字化工厂是一种非常复杂的集成组织方式，是仿真技术、虚拟现实技术、试验验证技术、信息化技术、自动化技术、工业工程技术、企业管理技术等技术在研发过程、生产过程、管理过程等三个方面等的数字化应用，分为基础层、数据层、功能层三个层次展开。
(1)基础层
基础层包括软件设施、硬件设施两大类。硬件设施包括装备自动化、计算机网络、传输设施、识别设施、存储设施等，为数字化工厂提供基本的硬件保证。软件设施包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)、产品数据管理(PDM)、企业资源计划(ERP)、制造企业生产过程执行系统(MES)、办公自动化(OA)、供应链管理(SCM)、操作系统等等软件。这些软件通过C/S服务构架，利用服务总线方式，建立基于面向服务构架的服务框架。用户将通过公共接口，达到软件的集成应用。
(2)数据层
数据层作为数字化工厂体系框架的第二层，为数字化工厂提供最基本的数据支撑。数据层的产品数据、工艺数据、试验数据、设备数据、物流数据、过程数据、制度流程、人力信息、财务信息等等，这些数据为数字化工厂的仿真、分析、验证、优化、监控等活动提供了信息支撑。
(3)功能层
数字化工厂每一种功能由相应的子系统完成，为数字化工厂的核心部分。使用者在运用各项功能时，可以从数据库中直接提取，提取途径简单、方便，完成建立数字样机、物流方案仿真验证、装备实时监控、生产线仿真优化、工厂布局模型、产品性能模拟、虚拟装配、工艺规划模拟优化、人机工程仿真、机器人仿真、设备工装刀具验证、检测仿真、企业规划方案评估优化、业务流程对比优化等工作。
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