歡迎參加第十三屆產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化國際峰會 11月29-30日 天津
當(dāng)前大部分企業(yè)的工藝評審業(yè)務(wù)主要還是沿用傳統(tǒng)CAD查看方式，工藝人員根據(jù)個人經(jīng)驗、參照以往項目情況進行工藝可行性評價，根據(jù)樣機裝配試驗和生產(chǎn)工藝結(jié)合實際生產(chǎn)現(xiàn)場驗證產(chǎn)品。這種模式造成工藝開發(fā)驗證手段滯后。尤其是新設(shè)計零件和工裝。往往無法建立虛擬現(xiàn)實情況驗證。只能通過樣車實物確認，導(dǎo)致產(chǎn)品投產(chǎn)時存在許多工藝缺陷；工藝評審的質(zhì)量取決于工程師的個人經(jīng)驗，沒有建立有效的共享知識平臺，也無法使工藝規(guī)劃規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，不能有效地積累工藝經(jīng)驗和知識。因此部分企業(yè)通過引入并建立數(shù)字化制造工程系統(tǒng)(DMES)，旨在實現(xiàn)工藝評審由傳統(tǒng)方式向數(shù)字化工作方式的轉(zhuǎn)型，提高工藝驗證質(zhì)量；實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、工藝評審及工藝開發(fā)的同步工程，縮短項目開發(fā)周期。降低產(chǎn)品開發(fā)成本。
1 數(shù)字化制造工程系統(tǒng)介紹
數(shù)字化制造工程系統(tǒng)(Digital Manufacturing Engineefing System，DMES)是根據(jù)企業(yè)的PDM 體系(Teamcenter)建立的設(shè)計、制造一體化開發(fā)和管理的系統(tǒng)平臺，以產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、工廠數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)為依據(jù)，在數(shù)字化環(huán)境內(nèi)，進行產(chǎn)品工藝可行性評審、制造工藝規(guī)劃和工藝仿真。通過此系統(tǒng)，提高同步工程(SE)分析和工藝設(shè)計準(zhǔn)確性；提高工藝文件編制效率；實現(xiàn)工藝經(jīng)驗積累、有效重用，最終實現(xiàn)設(shè)計面向制造。
1.1 DMES軟件平臺
該DMES系統(tǒng)采用西門子Teamcenter軟件，它是基于企業(yè)現(xiàn)有的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)系統(tǒng)，通過擴展Teamcenter Manufacturing(TCM)模塊，以其成熟的數(shù)據(jù)管理技術(shù)為基礎(chǔ)，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理功能擴展到工藝數(shù)據(jù)管理，將產(chǎn)品、過程、設(shè)備和資源的管理相互關(guān)聯(lián)，從而保證數(shù)據(jù)的一致性、高效性和重用性。集成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保證了快速、準(zhǔn)確而安全地存取制造信息，同時對制造工藝進行可視化分析和優(yōu)化。數(shù)字制造解決方案的最終目標(biāo)是確保用戶能夠?qū)χ圃旃に囘M行創(chuàng)建、驗證和管理。如圖1所示。
圖1 DMES系統(tǒng)軟件構(gòu)架
1.2 DMFS數(shù)據(jù)基礎(chǔ)
數(shù)字化制造工程系統(tǒng)基于以3PR結(jié)構(gòu)為核心的制造數(shù)據(jù)，提供了一個單一的制造數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用環(huán)境，并以此支持各種業(yè)務(wù)功能。通過3PR數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將制造數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，所有與制造相關(guān)的數(shù)據(jù)信息如：產(chǎn)品數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、工廠布局和工藝流程等都存儲在“制造數(shù)據(jù)主干”中，在統(tǒng)一的3D環(huán)境中進行工藝規(guī)劃和驗證，實現(xiàn)組織內(nèi)部及組織之間的協(xié)同工作。
1.3 制造資源庫的建立
建立制造資源庫，將現(xiàn)有制造資源進行統(tǒng)一的分類管理并添加搜索類屬性，在工藝評審過程中供工藝人員隨時定位調(diào)用所需的工裝、工具，驗證制造可行性。
建立典型工藝庫，將成熟的和可以重復(fù)借鑒利用的典型工藝，利用分類管理工具建立典型工藝庫，為后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)工藝的建立打下基礎(chǔ)，如圖2所示。
圖2 DMES制造資源庫
1.4 虛擬仿真驗證功能
DMES系統(tǒng)利用Tecnomatix 工藝仿真軟件，使用Teamcenter軟件平臺的集成，基于3PR結(jié)構(gòu)的制造所需主要數(shù)據(jù)元素，在虛擬環(huán)境下進行模擬仿真，如圖3所示。
圖3 DMES虛擬仿真功能
2 基于DMES的工藝虛擬評審體系
在DMES系統(tǒng)開發(fā)過程中，整理規(guī)范工藝評審流程，初步構(gòu)建整車制造工藝虛擬評審體系，在產(chǎn)品研發(fā)階段部分實現(xiàn)數(shù)字化驗證，提升設(shè)計質(zhì)量，減少正式數(shù)據(jù)發(fā)布后的設(shè)計變更。
(1)制定整車制造工藝虛擬評審規(guī)范（共7個流程）：
(2)梳理總裝工藝檢查清單及標(biāo)準(zhǔn)（共97個檢查項及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）：
(3)梳理車身工藝檢查清單及標(biāo)準(zhǔn)（共96個檢查項及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）；
(4)編制DMES用戶手冊及虛擬驗證操作手冊（共5冊）。
在DMES系統(tǒng)中建立結(jié)構(gòu)化工藝評審模飯，將對應(yīng)各部位的檢查清單，以數(shù)據(jù)集的方式附在相應(yīng)的工藝節(jié)點下，由于檢查清單為Excel格式，清單內(nèi)可對各檢查項的評審標(biāo)準(zhǔn)作圖示說明，使工藝人員清楚了解評審業(yè)務(wù)內(nèi)容以及相關(guān)評審標(biāo)準(zhǔn)，如圖4所示。
圖4 結(jié)構(gòu)化工藝評審模板
3 DMES系統(tǒng)在車身工藝評審中的應(yīng)用
3.1 車身工藝評審應(yīng)用
車身工藝評審模板根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場搭建的工藝結(jié)構(gòu)，將各部位檢查清單及標(biāo)準(zhǔn)附在相應(yīng)工藝節(jié)點下，在需要調(diào)用工藝評審模板時，可在Teamcenter的制造工藝規(guī)劃器中選擇新建“來自模板的工藝”，將工藝評審模板“克隆”為新車型用的工藝評審結(jié)構(gòu)，此時可將產(chǎn)品DMU數(shù)據(jù)及工廠資源數(shù)據(jù)分配至相應(yīng)工藝節(jié)點，通過VisMockup軟件對產(chǎn)品工藝性進行靜態(tài)分析，減少使用CATIA軟件加載數(shù)據(jù)時間，同時兼具尺寸測量、斷面分析、干涉檢查、運動校核等功能。對于焊鉗選型、焊鉗可達性分析、機器人可達性分析等動態(tài)焊接仿真功能，可由Tecnomatix軟件完成，如圖5所示。
圖5 車身工藝評審結(jié)構(gòu)示意圖
3.2 車身工藝數(shù)據(jù)模型
車身工藝評審業(yè)務(wù)以結(jié)構(gòu)化的工藝數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別將產(chǎn)品關(guān)聯(lián)至工藝、資源聯(lián)至工廠，再將工藝結(jié)構(gòu)與工廠結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，使產(chǎn)品設(shè)計、工藝評審、工藝開發(fā)、工廠規(guī)劃形成并行的開發(fā)過程。DMES系統(tǒng)根據(jù)制造工藝，訂制了工廠、線體、工位的工藝及工廠數(shù)據(jù)模型，如圖6所示。
圖6 車身工藝數(shù)據(jù)模型
3.3 車身工藝仿真工作流程
通過VisMockup查看器，對白車身數(shù)據(jù)進行工藝分析，檢查數(shù)據(jù)是否滿足制造工藝要求。為提高評審工作效率，對于結(jié)構(gòu)簡單和平順焊接部位，進行靜態(tài)分析即可；對于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位，靜態(tài)分析不足以判斷焊接可行性，可根據(jù)焊接部位尺寸，在制造資源庫中初步選取尺寸適合的焊鉗（制造資源庫中焊鉗等工具已注明關(guān)鍵尺寸信息，直接輸入尺寸搜索即可），指派至工藝資源，將工藝結(jié)構(gòu)發(fā)送至Tecnomatix進行焊鉗自動選型，選型條件可設(shè)置干涉、焊鉗開閉狀態(tài)、進槍角度等，選出滿足要求的焊鉗。
圖7 車身工藝仿真工作流程
目前部分企業(yè)焊點數(shù)據(jù)為CATIA制作的圓形焊點圖，工藝人員需要將焊點圓心坐標(biāo)提取出來，導(dǎo)入至DMES系統(tǒng)，并在Tecnomatix軟件中將焊點投影至關(guān)聯(lián)零件，才能進行焊接仿真，建立焊接仿真路徑，通過添加、調(diào)整路徑中間點，得到完整的仿真過程，如圖7所示。
4 DMES系統(tǒng)在總裝工藝評審中的應(yīng)用
4.1 總裝工藝評審應(yīng)用
總裝工藝評審模板是根據(jù)產(chǎn)品功能區(qū)域劃分的工藝結(jié)構(gòu)，在各部位工藝節(jié)點下附加了相應(yīng)部位的檢查清單及標(biāo)準(zhǔn)，以“克隆”的方式將總裝工藝評審模板重用于新車型的工藝評審布局，通過VisMockup軟件產(chǎn)品DMU數(shù)據(jù)處理工藝性靜態(tài)分析，模擬生產(chǎn)線的流程，使用Tecnomatix軟件來完成裝配過程驗證及人機工程驗證，如圖8所示。
圖8 總裝工藝評審結(jié)構(gòu)示意圖
4.2 總裝工藝數(shù)據(jù)模型
總裝工藝評審業(yè)務(wù)，以評審工藝結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將產(chǎn)品關(guān)聯(lián)至評審工藝節(jié)點下，針對總裝工藝多車型、多配置混線生產(chǎn)，且大部分為人工操作的特點，將總裝工藝重點放在零部件的裝配次序確認；同時與車身工藝相同，組織一套根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場搭建的工藝結(jié)構(gòu)、工廠結(jié)構(gòu)，以此數(shù)據(jù)基礎(chǔ)進行資源和布局優(yōu)化、生產(chǎn)線平衡及人機工程仿真。DMES系統(tǒng)針對總裝工藝開發(fā)特點除訂制了工廠、線體、工位的工藝及工廠數(shù)據(jù)模型外，同時訂制了工藝內(nèi)工藝類型( MEPrProcess)。
此工藝類型主要用于總裝工位內(nèi)零件級工藝，為后續(xù)的總裝工藝開發(fā)組織工藝數(shù)據(jù)，可在評審工藝結(jié)構(gòu)下進行創(chuàng)建組織，完成后復(fù)制到總裝工藝結(jié)構(gòu)下，根據(jù)線平衡分析在不同工位間進行調(diào)整，如圖9所示。
圖9 評審結(jié)構(gòu)與工藝結(jié)構(gòu)
4.3 總裝工藝仿真工作內(nèi)容
總裝工藝不同于其他工藝，涉及零件數(shù)量較多、工藝難易度跨度較大，而且也不必對所有過程均采用動態(tài)仿真分析。為減少工藝分析的工作量，在滿足項目開發(fā)周期前提下，應(yīng)根據(jù)工藝類別對分析內(nèi)容進行合理分類和過濾，采用適合的驗證手段，提高工作效率，同時將工藝風(fēng)險降低到最小。因此在評審業(yè)務(wù)過程中，應(yīng)總結(jié)以往開發(fā)經(jīng)驗，梳理合理的工藝驗證清單并加以完善。
(1)裝配工藝虛擬驗證清單。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計而梳理出來的裝配過程復(fù)雜并且空間限制的工藝。
(2)人機工程虛擬驗證清單。依據(jù)工廠特點并結(jié)合產(chǎn)品情況，梳理出來的有潛在人機工程問題的工藝。
(3)高關(guān)注度工藝清單。在工藝開發(fā)過程中易疏忽或高風(fēng)險的工藝。
5 總結(jié)
隨著近年來汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)汽車企業(yè)愈來愈重視數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)數(shù)字化制造工程系統(tǒng)的引入，也正預(yù)示著制造工藝手段由傳統(tǒng)開發(fā)模式轉(zhuǎn)向先進的數(shù)字化模式的開端。企業(yè)在系統(tǒng)搭建應(yīng)用過程中，要不斷學(xué)習(xí)先進企業(yè)的實踐經(jīng)驗，結(jié)合自身情況，建立起一套適合于自身數(shù)字化制造業(yè)務(wù)流程與規(guī)范。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/
本文標(biāo)題：數(shù)字化制造工程系統(tǒng)在工藝評審中的應(yīng)用
本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/solutions/14019321395.html
相關(guān)文章
