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应用MBD,联宝电子实现高效产品开发

2022/1/19    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:MBD案例  e-works年度盘点  智能制造  联宝科技  
本文为“2021年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。本次活动将评选出2021年度,为中国智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。
一、企业简介

       联宝(合肥)电子科技有限公司(简称“联宝科技”)成立于2011年,是联想集团子公司,联想全球最大的研发和制造基地,安徽省最大进出口企业,全球每销售8台笔记本电脑,就有1台诞生于联宝科技。联宝科技2021年营收突破1227亿元人民币;2021年全年进出口总额达102亿美元,成为安徽首家百亿进出口额企业。联宝科技共有3000多名员工, 其中2000名研发人员,产线工人 10000余名。
 
联宝(合肥)电子科技有限公司
图1 联宝(合肥)电子科技有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

       联宝科技业务布局及战略旨在助力联想领跑和赋能智能转型、输出智能制造服务,在PC、Server、Maas、服务等多个领域精益、柔性制造,提供卓越产品,致力打造智能化标杆。近年来,联宝科技导入了三维化开发平台(MBx)、研发管理平台及各学科设计仿真、数字化生产制造平台及供应链数字化管理平台等多个项目,有效的提高了产品设计、生产、物流的效率及质量。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1. 项目背景介绍

       1)在项目立项之前首先进行业务调研,从三个维度对业务痛点进行了分析

       联宝的产品设计过程分为硬件和软件两大类,同时划分为各个功能部门,包括EE电子、ME结构、ID外观、PD包材、Layout布线等,通过对各个功能部门进行调研,总结出以下多条业务痛点。
 
产品设计过程痛点分析
图2 产品设计过程痛点分析

       设计工具和设计系统痛点:工具与工具、工具与系统关联差,导致设计资料信息依靠线下传递。
 
设计工具和设计系统痛点分析
图3 设计工具和设计系统痛点分析

       内外部信息传递痛点:各系统以物料号和BOM 为脉络连接,3D模型等设计资料线下传递。
 
内外部信息传递痛点分析
图4 内外部信息传递痛点分析

       通过对以上痛点的分析,归纳总结出了以下业务痛点:

       关联性差:工具与工具、工具与系统缺乏关联;生产以PN和BOM为脉络连接,与设计资料缺乏关联。

       依赖线下&个体经验:设计资料、工程资料依赖线下传递;设计依赖工程师经验。

       人工转档:设计资料(设计语言)需要人工转档成工程资料(制造语言),才能用于制造,急需一种方法将设计语言和制造语言统一。

       2)基于以上业务痛点分析,联宝科技提出了产品设计开发过程数字化方案MBx,成立MBD项目集中解决产品设计开发阶段的痛点。
 
MBx产品设计开发过程数字化方案
图5 MBx产品设计开发过程数字化方案

       联宝科技的MBD主要从以下四个方面展开:

       基于数字模型,统一设计表达。

       设计模型化,知识沉淀复用。

       集成,数据信息集成框架。

       强化协同能力,流程驱动。
 
MBD基于模型的设计
图6 MBD基于模型的设计
 
MBD流程
图7 MBD流程

       2. 项目实施与应用情况详细介绍

       1)项目整体规划

       (1)项目计划

       MBD 立项kick off 2019/12/E,Wave1 MBI(Model Base Inspection)模块 2020/6/16上线,Wave2 EE电子&ME机构模块 2020/11/30上线,Wave3供应商协同&EE电子&Layout协同(Layout booking system)模块2021/7/1上线。

       (2)项目范围

       涵盖MBI (Model Base Inspection)、EE电子、ME机构及外部供应商协同4部分。

       (3)项目组成员

       此次项目涉及近30个部门,3个BU,项目团队超50人,发起人为研发与IT Tier1;

       涵盖研发所有Tier2组织,各BU业务模式不同;

       间接涉及供应商/制造/供应链等研发外部人员。

       2)实施详细情况

       (1)MBD项目实施的主要系统

       主要系统PLM Windchill,以及部分涉及机构设计工具Creo5.0, 电子设计工具Cadence。

       (2)MBD项目实施方案

       a.MBI (Model Base Inspection)模块

       设计文件ID 外观logo,印刷等位置,Keyboard键盘印刷图,Label标签位置,印刷图,通过PLM系统自动传输到MBI Tool进行转换建模,传输到工厂MBI检测设备,用设计模型与实物进行匹配检测,PLM端工程师更新了设计档案可以实时同步到MBI Tool以及工厂。

       b.EE电子设计协同模块:

       EE电子设计流程:在PLM系统发起CIS Symbol创建流程,系统自动合成PCB footprint, Part Value后自动抛各个site (合肥/昆山, 台北, 联想) CIS库,电子工程师直接在画图软件Cadence中调用CIS库中的symbol中进行原理图的设计,完成后将原理图上传至PLM系统,基于原理图系统自动产生不同阶段不同配置的板阶BOM,原理图变更后,BOM也随之自动变更。

       Layout Booking System, EE电子与Layout布线协同:电子工程师在PLM上发起PCB板号申请,选择原理图,派发任务给Layout进行布线设计,同时也会出发备料相关表单,Layout完成设计后在线进行多部门的协同审查,最后透过PLM系统自动发布最终版本的Layout设计档案到SMT工厂以及PCB板厂进行生产。

       c.ME机构设计协同模块

       开案申请:机构工程师在开始画图之前,在PLM系统进行此产品专案的开案申请,系统自动建立对应产品的模型树。

       Auto Part: 工程师可以在PLM或Creo的3D图纸下直接触发自动创建对应的物料PN,自动建立3D图纸与物料PN的关联关系,不需要手动进行关联。

       New BOM & Change BOM: 工程师在建立ME BOM时,只需要选择与之对应的组立模型,因3D图已与物料PN建立了关联关系,可直接根据模型展开对应的BOM 原物料PN以及用量Qty。

       Auto ME BOM: 在设计初期,也可以在PLM系统通过Model Tree自动导出ME BOM表格,例如Connector List, Screw List, Tooling List等用于RFQ厂商报价使用。

       MCAD设计:在PLM系统建立材料库,UDF库,Common Parts库,工程师在Creo画图时可以直接引用,提高设计的效率以及共用率。

       工艺及仿真应用: 在Creo中MBD项目客制化开发了自动计算尺寸、重量、Label标签位置等参数的工具用于工程师辅助设计。

       d.供应商设计协同模块

       MBD项目中实现了各学科通过PLM在线打包设计文件,通过系统发送给外部厂商,外部厂商登录联宝自主开发的SDCP(Supplier Design Collaboration Portal)平台下载设计文件包,解决了传统用邮件发送因文件过大无法发送和设计保密性的问题。目前也计划二期能实现与供应商的双向协同,能够接收供应商回传的文件,甚至于供应商的系统进行对接,有助于实现供应商内部的信息化和智能化生产,目前正推动四大家供应商伙伴。

       3. 效益分析
 
MBD应用效益
图8 MBD应用效益
责任编辑:梁曦
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