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达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用

2024.06.14

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图1)

目前,许多商用车制造企业在研发端,引入CAD 及PDM / PLM系统,生产制造端采用高度自动化、智能化的生产线。然而,在工艺规划环节仍存在依赖个人经验,使用传统办公软件如AutoCAD、Excel辅助的情况,导致工艺规划与设计研发和生产制造之间的脱节,数据无法高效且准确地传递,形成信息孤岛。最终导致工艺规划时未充分考虑产品可制造性的问题,使得在试制或批量生产阶段才发现设计问题,反复变更,延长产品交付周期,造成成本浪费。同时,工艺规划过程中积累的经验,难以在企业内部共享。

达索系统3DEXPERIENCE平台(后文简称“达索系统3D体验平台”),是达索系统研发的一款强大创新平台,让企业能够通过他们的价值网络,以社交方式探索各种可能。从概念设计、工程设计、生产制造直至售后服务,该平台打破组织信息孤岛,帮助所有参与方在整个设计研发中共享单一数据源并更有效地开展协作,为企业创造价值提供了综合且全面的方法。

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图2)
图1. 达索系统3D体验平台

达索系统3D体验平台 DELMIA是一款强大的数字化制造和生产运营管理软件,提供了从数字化工艺规划、工艺仿真、生产排产、供应链及售后管理端到端完整的解决方案。

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图3)
图2 .DELMIA数字化制造版图


      介绍      


01



PLM整体规划

以达索系统数字化研发平台为基础,统一管理市场需求信息、研发及技改项目、整车产品设计研发信息、CAE仿真信息、数字化工艺规划信息、文档信息等,实现工程设计、工艺规划、生产、质量等部门之间高效协同管理。同时,与企业资源规划系统(ERP)、汽车经销商管理系统(CRM)、制造执行系统(MES)进行集成,实现数据在系统间无缝传输。

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图4)
图3. 达索系统3D体验平台整体规划


02



数字化工艺方案的应用

下文主要分享在OEM企业的车身冲压工艺数字化解决方案。

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图5)

图4. 冲压业务流程


PPR Context数据模型,是达索系统3D体验平台核心工艺模型,不仅包含产品(Product)数据节点,还包含产品制造结构(MBOM)、工艺路线(Process)和制造相关的逻辑/制造资源(Resource)节点。它们并不是独立存在的,而是存在内部关联关系(Scope)或实施关系(Implement Link),这种关系有助于工艺工程师通过工艺信息定位产品信息,以及在完成工程变更后,快速响应工程变更。

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图6)

图5. 核心工艺模型


 MBOM管理     


01



冲压产品树管理

基于超配150%汽车整车EBOM,结合EBOM物料定义的采购意向、供货状态属性字、汽车零部件编码规范,以及企业对汽车车系、车型的规划,创建或维护冲压专业所使用的产品树,并支持自制冲压件最新发布有效版本的自动更新。在不影响产品研发EBOM构建策略的同时,保证工艺工程师能快速识别、更新和维护所有车系、车型的车身冲压自制件。
达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图7)图6. 冲压产品树创建或更新


02



MBOM定义

车身冲压工艺属于零件级加工工艺,是基于白车身单件开展工艺规划工作。为了便于工艺工程师管理车系下所有车型白车身冲压MBOM数据,白车身件在一套MBOM结构中定义及维护,并进行独立的生命周期管理,提高MBOM管理效率。


基于自定义的车身冲压产品结构树及既定MBOM组织业务规则,自动创建MBOM结构,并继承EBOM物料编码、单位及材质等关键属性参数。


达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图8)

图7. MBOM创建或更新



03



合模件管理

为了减少模具研发、管理维护以及生产的成本,提高生产效率,对白车身中部分左右对称件进行共模生产。在白车身冲压MBOM初始化完成后,对合模件MBOM结构进行调整,便于定义后续产生的过程件以及原材料用量。

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图9)
图8. 合模件管理


04



过程件定义

白车身冲压件通常需要3-7序冲压,才能从板材下料件冲压成型。依据白车身自制件自身特点、冲压设备能力、原材料金属特性以及结合知识库积累的经验,开发模具及定义冲压过程件、下料件尺寸规格及原材料用量。除此之外,可根据需求定义冲压过程件三维模型形态,并关联至MBOM过程件。
达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图10)
图9. 过程件定义


05



编码管理

编码管理是平台对MBOM定义过程中产生的冲压半成品、下料件进行编码,物料编码是下游生产活动的重要的基石。工艺工程师根据车系、材料属性、材料厚度等参数,设计编码规则,由系统管理员在系统中维护对应编码方案,并支持用户后期按需调整。工程师完成半成品物料编码后,由系统自动将物料信息同步至企业资源规划(后文简称“ERP系统”)及生成制造执行系统(后文简称“MES系统”)。
达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图11)
图10. 过程件编码

    工艺路线管理   


01



工艺路线定义

冲压工艺路线数据是生命周期管理平台与ERP系统及MES系统交互的重要数据,是面向生产管理的工艺路线。工程师定义车身件下料及冲压成型工步,并维护设备参数、模具参数及工时等信息。
达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图12)
图11. 工艺路线定义


02



MBOM物料分配

MBOM物料分配,是支撑下游生产活动中物料拉动的重要依据,仓库管理员可根据MBOM物料分配关系实现精确地物料配送。系统支持手动拖拽、分配管理器面板及直观地三维交互式消耗MBOM物料,并且可通过强大的B.I. 智能分析工具,实时分析MBOM物料消耗情况,确保每一个MBOM物料均已分配。
达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图13)
图12. MBOM物料分配


03



顶杆图定义

冲压模具顶杆图,是指导员工人生产前模具调整的重要输入。工程师在自定义顶杆图定义界面,给每一道冲压工序定义顶杆图,系统以二进制数组形式存储在冲压工序的属性字段,并在输出作业指导书时进行解码输出。 

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图14)
图13. 顶杆图定义


   作业指导书定义及输出  


01



工艺附图定义

作业指导书是指导工人高效生产的重要文件,亦是体系管理重要组成部分。

工艺工程师可以添加作业指令、丰富的富文本、图片以及2D/3D标注功能来定义作业指导书。
达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图15)
图14. 作业指导书定义


02



作业指导书输出

基于既定义的作业指导书模板,提取工艺路线冲压工序的参数、顶杆图、作业指令以及工艺附图,输出冲压作业指导书,并支持更新。作业指导书输出完成后,发起作业指导书审批流程,完成在线审签。
达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图16)
图15. 作业指导书输出


    集成管理   

根据业务规划,达索系统3D体验平台需与ERP系统及MES系统集成。将冲压物料主数据、MBOM、工艺路线及作业指导书数据,通过中间表传输至ERP及MES系统,支持财务进行成本核算及下游生产活动。

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图17)
图16. 系统集成示意图


   工艺知识库管理  

工艺知识库帮助工程师将工艺经验、技术知识和最佳时间进行整理、存储和分享,促进知识传承和共享,提高企业生产效率及产品质量。工艺知识库中的数据信息可为管理者提供决策支持,帮助其不断优化工艺流程,实现持续改进和创新。 

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图18)
 
图17. 工艺知识库


01



总结

3DE数字化工艺解决方案是一种综合的技术方案,高度协同的“面向制造”的设计环境,实现基于单一数据源的3D可视化的用户体验和沟通。通过工艺流程和数据模板固化企业知识,实现知识在企业内共享,提高工艺设计的规范性、一致性和重用率。通用的数据源与流程,可以根据不同工厂快速调整工艺制造流程,缩短生产规划周期,减少试运行时间,实现产品快速投产。


达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图19)

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上海钛闻软件技术有限公司源自于上海江达科技发展有限公司,自2024年1月1日起,钛闻软件全面承接上海江达的人员、业务和相关资质。


钛闻软件在全国设有10个办事处,拥有超过200余人的专家顾问团队和近30年的行业经验,公司致力于向交通运输、工业装备、基础设施、航空航天、高科技电子及生命科学等行业客户提供先进的数字化解决方案及企业级应用系统。


作为达索系统重要的合作伙伴,钛闻软件在中国拥有1300多家客户。这些客户长期使用达索系统从需求、设计、工艺、仿真到制造的全生命周期解决方案,总装机量超过16000多套。钛闻软件非常注重客户的实施服务和应用支持,紧扣客户需求,引入最佳实践,让先进软件发挥出相应价值。

达索系统3DE数字化工艺方案在某汽车OEM冲压工艺的应用(图21)

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