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aPriori:聚焦设计生命周期的成本仿真与管理

2018/7/11    来源:e-works    作者:e-works  涂彬      
关键字:aPriori  成本仿真  美国考察  
6月27日下午,e-works第六届美国智能制造与工业物联网考察团来到位于波士顿的产品成本分析管理专业厂商aPriori总部参观考察。亚太区副总裁井口卫,亚太区技术经理柴思敏接待了考察团一行。

 

    aPriori公司发源于美国伊利诺伊大学的科研项目,得到约翰.迪尔和美国NSF的资助,后来得到风险投资的支持,创建了公司,实现了科技成果产业化。该公司每年的研发投入高达30%,实现了快速发展。已有很多大型企业客户,例如波音、福特、阿尔斯通、海尔、五征农机等。

aPriori覆盖产品全生命周期的成本仿真与管理

图.aPriori覆盖产品全生命周期的成本仿真与管理

    制造企业在成本控制中面临着诸多挑战,如在设计过程中无法快速获取设计变更带来的成本差异,不能准确评估不同地区供应商的实际成本。绝大多数企业的成本核算通过手动录入各工序、各工步的参数来计算,效率低,易出错,成本实时性差。另外,企业中各部门对成本的侧重点不同,得到的成本准确性、一致性差。同时影响成本还有很多不确定因素,如能源、人工、商品价格及国家政策的变更带来的成本风险等。
     针对企业在成本控制过程中普遍存在的问题,aPriori在设计阶段、工艺规划、生产制造和产品运营等各个环节,都有基于知识库的制造成本智能仿真应用,覆盖产品全生命周期的成本仿真与管理。在考察中,我们发现aPriori软件聚焦的重点是在设计阶段,基于3D模型的成本管理和仿真。井口卫先生强调,在产品创新过程中,当产品设计完成后,80%的成本已经锁定。而在生产环节、采购环节对成本的影响分别只有5~10%和15~20%,因此在这些环节上压缩成本的空间十分有限,因此设计阶段的成本分析管控至关重要。

aPriori可以将三维CAD模型几何特征转化成本信息

图.aPriori可以将多种类型三维CAD模型几何特征转化成本信息

    aPriori的核心能力就是可以将三维CAD模型几何特征转化成本信息,任何结构变化,成本都会及时更新。可以支持目前主流三维CAD软件所生成的模型,如PTC CreoCATIA、NX、INVENTOR、SolidWorks、SolidEdge,同时还可支持一些标准数据交换格式的三维模型或轻量化格式文件,如STEP、JT等。

aPriori的GCD几何成本因子分析算法

图.aPriori的GCD几何成本因子分析算法

    这项能力的关键就在于aPriori的GCD几何成本因子分析算法,这种算法可以实时、自动地辅助设计人员解析CAD模型特征,自动根据工艺特征、公差、设备等因素计算该零件制造所需的人力、生产制造能力和制造工艺流程中的成本总和。如上图,每一个钣金结构都有对应的加工工艺,每一个工艺流程都有对应的成本消耗,如果设计出不合理的钣金结构对成本影响较大,aPriori软件会自动解析出来,并且用热图提醒设计师具体的结构部位。 aPriori的这种算法知识库主要包括机械加工、钣金加工、注塑件、吸塑件、锻造、铸造和装配等离散制造行业的产品零部件制造。

对迭代设计进行成本对比

图.虚拟工厂制造环境进行成本对比

    在此基础上,aPriori还能够综合考虑不同地区的人力资源、能源和运输等成本,能够对迭代设计进行成本对比,将所有的设计方案成本开展比对,决定最优方案。

aPriori软件的可制造分析热图

图.aPriori软件的可制造分析热图

    aPriori软件的可制造分析热图可以直观展示出设计模型特征的加工难度,精确掌控零件加工成本。对迭代设计进行成本对比,将所有的设计方案成本开展比对,决定最优方案。

获取最新成本问题及趋势分析结果

图.获取最新成本问题及趋势分析结果

    通过成本分析模块,使不同业务管理人员及时、可视化获取最新成本问题及趋势分析结果,指导改进。

    aPriori结合实际应用案例和现场操作演示,为考察团展示了企业成本节省收益与方式。整个操作过程综合起来分为三个步骤:第一步通过分析零件的三维CAD数模,得到几何成本驱动(GCD);第二步通过指定虚拟的工厂制造环境(VPE),仿真出制造这些几何特征应有的、合理的生产工艺路线、工序、工步等。第三步综合这些工序的成本得到制造零件的最合理成本。

 aPriori生成制造与采购分析报告

              图.aPriori生成制造与采购分析报告

    考虑到不同地区的制造成本的差异,aPriori软件还可以指定零件生产加工的地区。本次演示过程特别设置成了武汉市的成本算法,让我们一目了然的知道该零件在武汉生产加工的最终成本。
 

     aPriori实验成本性能设计  
图.aPriori实验成本性能设计

    还有一个令考察团印象深刻的案例是GE公司将aPriori软件的成本分析功能融入DOE试验设计中,将成本分析作为试验过程中重要考量因素之一来优化产品的设计方案。该案例形成了结构设计,仿真分析,成本分析的联动,从而找出成本最优并且结构合理的设计方案。aPriori的交流令考察团成员对产品成本管控有了全新的认识,深受启发。

责任编辑:程玥
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