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“护航工匠精神、助力智造升级”

—— 开目创新智能工艺解决方案

2017/8/16    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:智能工艺解决方案  
关于智能制造升级的方向和实施路线。智能制造大概有这样三个阶段,数字化、网络化、智能化。

    2017年7月7日,国产工业软件优秀解决方案展示对接会(大连)成功举办,会上,武汉开目信息技术股份有限公司副总经理贾华文发表了题为《“护航工匠精神、助力智造升级”——开目创新智能工艺解决方案》的演讲,本文为演讲内容整理,未经作者本人确认。

    一、智能制造的基本背景和趋势

    众所周知,云计算、移动互联、互联网、大数据、人工智能等技术已经围绕在我们工作、生活中。由于新一轮信息技术革命引领着工业驶入崭新发展空间,第四次工业革命浪潮在全球范围内掀起,我们已经处在这样的工业革命浪潮之中。

    在这样大的环境下,特别是2008年全球金融危机以后,全球各个先进经济体将制造业作为未来发展战略,德国、美国、日本,以及中国,都不断提出针对制造业未来的发展规划。我国在2010年提出制造2020,德国在2013年正式提出工业4.0概念。

    我国制造业进入不同阶段,2009年到2010年中国成为制造业大国,制造总量跃居全球第一,都说我国制造业是大而不强,面临产业升级的压力,从创新能力到资源利用率、全员劳动生产率等方面,与发达国家有很大差距。此外,还有劳动力成本上升和环境的压力。在国外高端制造业回流以及低端制造业成本降低的情况下,我国正式提出中国制造2025战略,应该说实现制造业升级是必然之路。

    在目前情况下,我国主管部门各部委进行顶层规划,包括工信部、发改委、科技部联合发布智能制造工程实施指南,工信部从2015年开始连续三年重点支持智能制造4.0示范项目建设,而今年的支持计划也在6月7日公布了。包括今年的“两会”,在总理的政府工作报告中再次提出把发展智能制造作为主攻方向。智能制造不仅是产业的共识,已经上升为国家意志,在这种情况下,我们已经不用再讨论为什么要进行智能制造转型升级,我们应该更多讨论怎样做好智能制造转型升级。

    二、开目创新工艺解决方案

    关于智能制造升级的方向和实施路线。智能制造大概有这样三个阶段,数字化、网络化、智能化。从发展方向来看,从开目公司的理解,智能制造应该包括两个方面,一是产品本身的智能化,像无人机、无人驾驶汽车,包括每个家庭都非常熟悉的扫地机器人,包括智能洗衣机、家电,产品本身就具备人机交互,自学习、自决策这样的功能和方向。

    这些产品实现智能化和产品后续服务智能化的过程,整个制造模式的创新,也就是云制造、互联网与制造的结合。产品实现智能化有这样几个阶段:首先是产品的研发,创新驱动产品研发重点在CAE技术方面。怎样有效围绕产品为中心,组织业务团队、开发、研发流程都是创新研发重要环节;其次是工艺规划。产品怎么做出来,零件怎么加工,怎么组装、包装出来也非常重要。进行可视化、网络化和知识化工艺规划也摆在重要议事日程上;再次是产品的加工。毫无疑问,车间怎样能够更加透明,怎样集成,从生产计划的制定、调度、设备监控、质量管控、物流管理等这些方面进行车间有序透明的管理,以及提高智能化水平。从车间到整个工厂,包括装备、设施、产线、生产执行管控的智能化,都是实现整个工厂智能化要面对的重要环节。

    除了产品本身和产品实现过程以及实现这些过程所需要的资源智能化水平提升之外,另外还有一个重要话题,就是产品服务。一个新产品设计制造的环节所占的利润率远远低于产品售后服务的利润率,例如备品、备件、维修服务。举一个简单例子,比如汽车的价格是逐年下降的,汽车真正赚钱的是4S店售后的维护。从这个角度来讲,怎样进行及时的维修与服务这也是制造业要考虑的问题。GE做航空发动机这样的企业,已经逐渐转型为基于它的发动机进行航空的调度、服务这样的延伸服务。可见面向服务型制造转型也非常重要。

    除此之外产品的设计研发,实现过程,产品的服务。整个制造模式的创新,比如说和互联网的融合,比如说最近提的各种云平台、云制造,包括仿真云,这会颠覆整个制造模式,不再是一个工厂、一个企业的制造形态,而是一个产业链。

    在这样的情况下,开目软件提出了不单是面向装备制造企业智能制造的架构,开目软件强调工业软件在系统当中应该起到非常重要的支撑作用。我们应该怎样做好智能制造,企业有多种化形式存在。如果以德国提出工业4.0概念来看,开目软件可能还处于2.0。开目软件基于大量调研分析发现,特别是国内装备型制造企业目前在工艺管理和工艺规划方面有比较大的短板。

    大多数企业工艺设计环节基本处于大量二维图纸进行信息传递和工艺设计的现状,工艺审查受限于个人意见,工艺人员的培养需要很长周期以及时间积累。我们提到大国工匠,但是我们的工匠并不多,原因就是培养时间很长。另外像加工工艺,零件工艺,目前大量企业还采用二维表格手写的方式,跟三维设计脱节。企业设计阶段用CAD设计,用CAE仿真,但是工艺阶段没有衔接上。在装备工艺,现在大量装备工艺是靠空间想象的,是工业员在脑子里想然后写出来先装什么后装什么。这是绕线工艺,这些工艺我们都缺乏专业软件的支撑。谈到工艺很多企业用传统二维工具,仅仅解决形式规范,没有真正解决问题。

    当前设计手段比较落后,质量有限,信息孤立,缺乏创新。我们研发与工艺有关的所有过程,也有工艺的仿真,包括后续工艺的变更、工艺的管理方面,工时、材料、定额这都不简单,在每一个环节怎样进行改进提升技术智能化转型。

    首先来看关于工艺性的审查。以前的工艺会签签审。设计结构是否能够架构出来这很重要,以前受制于个别有经验的工艺员。我们把有经验的工艺员他的知识按照行业标准和企业实践变成知识保存下来,变成工业技术软件化,工业技术的APP,也就是把这些知识财富变成具象化、模型化。进行可加工分析之后,紧接着就是加工工艺的规范环节,将零件按照特征进行分析归纳,建立基于特征的加工工艺的知识库,把那些工匠精神诀窍用软件技术数字化、模型化,把他们的知识积累出来,有经验的工艺员可以贡献更多工艺创新知识出来。后续利用三维技术提取加工特征就可以自动进行加工工艺的自动推理。在这个过程当中还可以反向形成工序模型。做设计最终设计出来的是结果,但是加工者是从原料开始的时候,没有成为主流的时候是通过剪裁制造。零件工艺完成之后,还有装配工艺,前面有设计模型,有仿真分析结果,有零件工艺的规划,在部件、组件和各产品装备环节,基于真实三维模型仿真环境下进行实体装配仿真,再结合虚拟现实增强技术,就真正变成虚实结合,装的时候就看到产品未来的样子。

    关于刚才提到的像线缆的布线,这会变成实体模型,线怎么成为线速,接到哪里,包括需要多少线都可以设计仿真出来。另外像电池元器件可以直接生成精确。在这样零件工艺包括装配工艺进行智能化转型之后,最终目的是要建立在全三维环境下要跟产品结构、工艺结构,包括工艺过程,资源、装备,建立协同的工艺管理平台,实现基于网络跨部门、跨组织的工业协同和工业创新。比如说像长安汽车,他们有一个统计数据,三天有8500台自主品牌车卖出去,长安有1500个工艺工程师遍布全国各地,我们提供创新平台来实现这么多车型在工艺里面的规划。

    在有关工艺解决方案中还有很多,刚才提到工时的处理,工装的管理,包括材料定额都有一系列的方案。开目软件做这么多有关工艺环节的智能化升级优化,一个核心目标是提升企业基于知识的工艺优化和工艺创新能力。提升企业自身工艺优化、合理创新能力,这才是开目软件的核心目标。开目的解决方案从2015年开始在国家级制造示范项目当中有很好的应用。

    开目公司1996年正式成立,但是开目软件研发从1991年就开始了,从CAE一直到三维工艺,形成从工具到产品,到解决方案,经过20多年的积累形成三大管理平台,面向大中型企业有eCOL平台,形成四条产品线面向企业智能研发、智能工艺和智能运营服务。现在总部在武汉,用户包括航空航天船舶电子,十大军工,汽车,工程机械等。

责任编辑:张瑾
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