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数字化制造工程系统在工艺评审中的应用

2017/11/10    来源:互联网    作者:姚建辉  高英敏  高运芳  马铁利      
关键字:数字化制造工程系统  虚拟评审  数字化  
数字化制造工程系统(DMES)是基于研发PDM系统建立的设计、制造一体化开发和管理的系统平台,以产品数据、工艺数据、工厂数据和资源数据为基础,在数字化环境内,进行产品制造工艺规划、工艺仿真和工艺可行性评审。主要针对SE工艺评审业务活动,提出了工艺虚拟评审在DMES中的应用方案,以实现系统对业务过程的有效支持。

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    当前大部分企业的工艺评审业务主要还是沿用传统CAD查看方式,工艺人员根据个人经验、参照以往项目情况进行工艺可行性评价,根据样机装配试验和生产工艺结合实际生产现场验证产品。这种模式造成工艺开发验证手段滞后。尤其是新设计零件和工装。往往无法建立虚拟现实情况验证。只能通过样车实物确认,导致产品投产时存在许多工艺缺陷;工艺评审的质量取决于工程师的个人经验,没有建立有效的共享知识平台,也无法使工艺规划规范化和标准化,不能有效地积累工艺经验和知识。因此部分企业通过引入并建立数字化制造工程系统(DMES),旨在实现工艺评审由传统方式向数字化工作方式的转型,提高工艺验证质量;实现产品设计、工艺评审及工艺开发的同步工程,缩短项目开发周期。降低产品开发成本。

    1 数字化制造工程系统介绍

    数字化制造工程系统(Digital Manufacturing Engineefing System,DMES)是根据企业的PDM 体系(Teamcenter)建立的设计、制造一体化开发和管理的系统平台,以产品数据、工艺数据、工厂数据和资源数据为依据,在数字化环境内,进行产品工艺可行性评审、制造工艺规划和工艺仿真。通过此系统,提高同步工程(SE)分析和工艺设计准确性;提高工艺文件编制效率;实现工艺经验积累、有效重用,最终实现设计面向制造。

    1.1 DMES软件平台

    该DMES系统采用西门子Teamcenter软件,它是基于企业现有的产品数据管理(PDM)系统,通过扩展Teamcenter Manufacturing(TCM)模块,以其成熟的数据管理技术为基础,将产品数据管理功能扩展到工艺数据管理,将产品、过程、设备和资源的管理相互关联,从而保证数据的一致性、高效性和重用性。集成的数据结构保证了快速、准确而安全地存取制造信息,同时对制造工艺进行可视化分析和优化。数字制造解决方案的最终目标是确保用户能够对制造工艺进行创建、验证和管理。如图1所示。

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    图1 DMES系统软件构架

    1.2  DMFS数据基础

    数字化制造工程系统基于以3PR结构为核心的制造数据,提供了一个单一的制造数据管理与应用环境,并以此支持各种业务功能。通过3PR数据结构将制造数据关联起来,所有与制造相关的数据信息如:产品数据、资源数据、工厂布局和工艺流程等都存储在“制造数据主干”中,在统一的3D环境中进行工艺规划和验证,实现组织内部及组织之间的协同工作。

    1.3 制造资源库的建立

    建立制造资源库,将现有制造资源进行统一的分类管理并添加搜索类属性,在工艺评审过程中供工艺人员随时定位调用所需的工装、工具,验证制造可行性。

    建立典型工艺库,将成熟的和可以重复借鉴利用的典型工艺,利用分类管理工具建立典型工艺库,为后续标准工艺的建立打下基础,如图2所示。

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    图2 DMES制造资源库

    1.4 虚拟仿真验证功能

    DMES系统利用Tecnomatix 工艺仿真软件,使用Teamcenter软件平台的集成,基于3PR结构的制造所需主要数据元素,在虚拟环境下进行模拟仿真,如图3所示。

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    图3 DMES虚拟仿真功能

    2 基于DMES的工艺虚拟评审体系

    在DMES系统开发过程中,整理规范工艺评审流程,初步构建整车制造工艺虚拟评审体系,在产品研发阶段部分实现数字化验证,提升设计质量,减少正式数据发布后的设计变更。

    (1)制定整车制造工艺虚拟评审规范(共7个流程):

    (2)梳理总装工艺检查清单及标准(共97个检查项及相关标准):

    (3)梳理车身工艺检查清单及标准(共96个检查项及相关标准);

    (4)编制DMES用户手册及虚拟验证操作手册(共5册)。

    在DMES系统中建立结构化工艺评审模饭,将对应各部位的检查清单,以数据集的方式附在相应的工艺节点下,由于检查清单为Excel格式,清单内可对各检查项的评审标准作图示说明,使工艺人员清楚了解评审业务内容以及相关评审标准,如图4所示。

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    图4 结构化工艺评审模板

责任编辑:张纯子
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