“中国制造2025”五项重大工程提出旨在重点领域建设智能工厂和数字化车间,促进虚拟世界与现实世界的交互与共融。随着智能制造战略的推进,生产设备的自动化、智能化、专业化程度日益提高,车间设备的布局规划和管理水平成为企业快速响应市场和产品竞争力的重要影响因素。船用汽轮机作为重大装备,其制造车间的智能化转型和设备的智能化管理需求日益凸显。目前多数企业仍采用固定低效的方式进行设备布局,缺乏数字化、透明化的设备管理方式,存在着布局柔性差、设备利用率低、质量问题难以追溯等问题,有必要应用智能化方法优化布局设计、革新设备管理方法。本文以某汽轮机厂叶片车间的关键设备为研究对象,为实现叶片车间的智能化转型开展了以下研究:首先,分析国内外设备布局方法、设备布局仿真技术、虚实融合技术应用和设备可视化管理等方面研究现状,研究叶片车间的设备布局方法及可视化管理方法,梳理现有问题并进行需求分析,比较设备布局的智能算法,分析虚实融合技术在智能车间的应用优势,设计面向虚实融合的叶片车间设备布局及可视化的总体框架。其次,通过对叶片车间设备布局的现状和需求分析,抽象问题,确定优化目标,建立适用于柔性布局的多目标动态布局模型,设计改进的遗传算法,利用MATLAB进行仿真验证。再次,基于智能算法提供的优化布局方案,应用3D Experience进行三维布局和仿真,验证算法的可行性,同时为面向虚实融合的设备可视化管理提供环境基础;结合虚实融合技术在智能车间的应用和实现方法,给出叶片车间的可视化管理方案。最后,基于Visual Studio 2013开发平台,应用C#语言、Microsoft SQL Sever2014和MATLAB等开发工具,设计并开发面向虚实融合的叶片车间设备管理系统,以某汽轮机厂的叶片车间关键设备为例进行了应用验证。综上,通过对面向虚实融合的车间设备布局和可视化管理的研究,实现适用于智能车间变批量生产需求的柔性设备布局和虚实映射的数据可视化,对提升设备管理水平、实现智能车间转型具有重要意义。