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基于高端装备行业的网络化协同设计解决方案

2022/12/28    来源:北京数码大方    作者:朱士富      
关键字:高端装备行业  网络化协同设计  
本方案可重点解决企业跨部门协同、区域协同以及企业产品数据全局共享的应用需求,实现企业数据流程和业务流程的全面集成贯通应用。
前言

       高端装备制造业正面临数字化转型的关键节点。现阶段,随着所生产的设备生命周期短、产品种类多、交货期越来越短等产业现状,高端装备制造企业普遍存在着生产效率低、新产品开发周期长、质量不稳定、重技术轻管理、重硬件轻软件的问题,企业更面临着贯穿于高端装备的全生命周期的最为复杂的制造问题——如何实现全生命周期的高效率和充分柔性。

       以数据为核心,借助基于高端装备行业的网络化协同设计解决方案的部署及推广,可促进和推动行业的数字化改造,帮助企业从关键生产流程入手,建立实时、系统、全面的数据采集和工艺流程来优化,驱动研发、生产、制造、销售、服务等环节创造更大的价值,以应对产业转型升级的挑战。

1 方案总体介绍

       面向高端装备行业的网络化协同设计解决方案,基于CAXA自主的PLM平台,具备开放API,支持第三方应用开发,并具有用户数量多、技术先进、功能全面的突出优势,具有设计工艺制造全流程贯通的鲜明特色。本方案可抽取和管理各类CAD/ECAD/CAPP数据,并与ERP/MES实现双向集成;可提供图文档管理EDM、产品数据管理PDM、工艺数据管理CAPP、产品全生命周期管理PLM产品及方案,并支撑云端应用场景。本方案可重点解决企业跨部门协同、区域协同以及企业产品数据全局共享的应用需求,实现企业数据流程和业务流程的全面集成贯通应用。典型用户包括中国二重、兰石集团、西电集团、浙江中控、淮海汽车、恒安集团、英科医疗、今创集团等。

       1.1 方案架构设计

       本方案基于工业互联网平台基础设施、CAXA PLM协同管理、CAXA 3D实体设计等软件产品技术,研发网络化协同设计系统,该系统分为资源层、平台层、数据层、服务层、应用层等五个层次。

       为了支撑价值链上多主体单位间的协作及自主可控,底部的资源层要充分利用公有云成熟可靠的计算、存储、通信能力,支持在基于国产芯片、国产操作系统服务器上部署服务,支持使用国产数据库;平台层主要负责解耦网络化协同设计系统对底层软硬件基础设施的使用,确保系统不被供应商技术锁定;数据层对正向集成的各类数据以及来源于IOT的海量数据提供安全、高效服务,并依托互联网标识构建数字主线服务;服务层采用微服务架构,推进服务的持续扩展和标准化,降低应用层功能开发门槛;应用层重点围绕客户典型业务场景,开发行业、专业功能构件,支撑各类基于网络的协同、智能应用场景。

方案架构图

图1 方案架构图

       1.2 方案的核心优势介绍

       1.2.1 高效的二维三维CAD集成平台,支持自顶向下设计方式

       本方案包含自主的3D和2D软件,以及自主CAD内核和平台自主的文件格式,具备开放API,支持第三方应用开发,具有一体化的鲜明特色。通过构建以三维CAD为基础的数字化设计平台,实现快速创新设计与改型设计。方案支持主流三维设计软件的深度集成,可以方便的管理和使用三维设计数据。企业可根据自身的特点,建立和积累企业知识库,快速构建各类模型库,比如通用部件的3D模型库、外购件3D模型库、特殊外购标准件3D模型库等等,为设计标准化和规范化奠定良好基础。方案还支持3D、2D的混合设计模式,支持自顶向下和自底向上的不同设计方式。

       1.2.2 3D轻量化完整解决方案,促进跨企业、跨部门的协同作业

       轻量化模型显示了丰富的三维模型,统一的数据平台使上下游协作单位可以不同的角色访问同一模型,实现产品信息的充分共享,实现快速沟通并保证数据一致性。企业内部各部门可在产品全生命周期实现数据的有效共享和协同;企业与企业之间,尤其是在企业与供应商或客户等之间也共享部分相关的产品设计数据。 

       1.2.3 实现与制造系统集成,快速、准确支持生产准备 

       设计或变更数据(BOM、工艺、物料)通过与ERP的集成,保障及时、准确地为生产准备提供有效的产品数据。ERP集成的标准化设置,可以快速完成,数据的内容、格式和交互方式的定义,提高了实施的效率,为企业实现数据贯通。企业应用制造看板,将图纸及时准确的发放到生产环节,实现了单一数据源的有效管理和充分共享。

       1.2.4 云部署方式,为企业构筑易部署,易管理,易运维,易扩展的方案平台

       本方案可以部署在云端,让中小企业客户勿需关心IT硬件和运维,而又可快速获得基于最佳实践的数字化解决方案,解决了制造中小企业研发数字化成本高、周期长的难题。方案可帮助企业快速获取投资回报,实现研发数字化,积累研发智力资产将主要力量投入研发创新设计。部署模式可以根据客户的需求量身定制,提供本地部署、混合云以及公有云等多种灵活性的服务,使企业可以经济、高效地管理、控制和分享整个设计与供应链上的CAD数据,并支持集团型企业的异地管理需求和多形态的协同需求。方案还可以随着企业发展灵活地扩展,按需增加其他功能,使得企业可以即刻享受收益,并确保随着业务的增长快速进行扩展。

       1.2.5 降低运维成本

       一键安装、一键卸载,更新服务提供升级包的自动分发,客户端自动检测更新要求,实现自动下载和更新。通过快捷的部署和更新方式,让用户减少系统维护的难度和成本。

2 方案应用实践-中重科技

       天津市中重科技工程有限公司创建于2001年6月,坐落在天津市北辰经济技术开发区,主导产品为冷热轧带钢、型钢、棒线材轧制生产线系列成套设备及特种金属压延设备,在中宽精密带钢生产线市场占有率90%以上。

       2.1 中重难点及需求

       中重科技作为行业内龙头企业,客户多为国内外知名企业,合作单位对信息化的要求和理解高,为提高自身影响力、加强与同行业的竞争力,主要有如下几点需求需要优化解决:

       1)实现产品数据之间内部关系检索,快速定位数据结果,提高检索效率;实现项目及产品资料文档集中规范管理;实现企业各类技术文件版本管理,保证文档数据输出的准确性。

       2)实现二维权限管理,在资料使用的流转过程中按人和产品来区分文件不同权限。

       3)实现无纸化办公,固化现有的流程流转节点及人员线上审批,实现文档资料的时效性可控。

       4)实现数据平台与ERP系统数据贯通,避免信息孤岛对企业整体信息化工作带来影响。

       2.2 中重方案规划

       结合中重科技的实际业务需求,数码为其打造了中重科技技术管理平台,技术人员可以按照工作流程将技术数据准确、快速的上传到平台中,形成有序、高效的管理,再通过子ERP系统的集成,为中重科技其它信息化系统提供准确的数据支撑。

       2.2.1 统一研发部设计软件、图纸模板标准化

       应用统一的图纸设计软件CAXA-电子图板代替原有的CAD软件,同时设置了适合中重科技的标准模板,按照零部件的装配关系结构管理,组织3D模型、2D工程图、ECAD图、工艺卡片,形成技术文档集中、有序的管理。

模板及标准化应用

图2 模板及标准化应用 

       2.2.2 将图纸等项目资料纳入系统管理,技术资料通过树视图呈现

       建立产品结构树,对产品设计BOM进行视图化管理。产品结构树为用户提供关于产品组成的直观视图,在产品结构树的基础上,可以进一步实现产品结构对应的BOM输出。企业可以绘制总装图,也可以通过批量入库把总装图中的结构提取出来,生成产品的结构树,从而达到产品可查询、设计可追溯的效果。

项目管理文件树

图3 项目管理文件树

       2.2.3 实现按人和产品来区分技术资料不同权限管理

       通过产品树和文档树的权限管理实现二次授权和动态授权。

权限设置

图4 权限设置

权限分配

图5 权限分配 

       2.2.4 建立工作过程的管控,确保项目高效执行

       统一、固化了研发部门所用流程,各成员围绕一个作业对象承担相应部分的任务,保障制度执行。通过流程管理实现电子签审,审签过程透明;实现无纸化办公,文档审批锁定,签名水印标识,红批意见保存;规范透明流程消除各部门之间的信息孤岛,实现部门内和跨部门业务的贯通。

流程管理

图6 流程管理

       2.2.5 建立统一物料编码体系,确保编码准确、规范

       在设计或工艺环节,技术人员可以确定物料编码,填入到图纸或者零件的属性中,确保编码的准确性和规范性。

编码体系

图7 编码体系

物料清单

图8 物料清单

       2.2.6 与ERP系统集成,保证数据完整、准确

       在工艺编制完成后,技术人员可将BOM信息和工艺信息导出到SAP ERP系统,既避免人工输入,又保证下游业务体系数据的完整性、准确性。

3 方案价值

       本方案重点解决企业部门之间协作以及企业产品数据全局共享的应用需求,实现企业设计数据、工艺数据与制造数据统一管理,并支持企业跨部门的数据处理和业务协作。通过对产品全生命周期过程中产品数据的标准化和业务流程的标准化,改进企业的研发业务流程、提高产品数据管理水平,实现企业的产品创新。

       3.1 协同:以数据为核心协作,实现协同规范

       1)产品数据版本有序,实现规范化、标准化管理 

       通过对设计、工艺文件和各种技术资料管理的规范化,保证设计文件的完整性和一致性,同时根据分配的权限保证相关人员可以使用符合需求的资源。

       2)规范业务流程、缩短开发周期 

       实现企业产品开发流程规范化,审签、更改工作流程规范化,实现多人协同设计。通过协同管理中批量审批的应用,可以极大提高图纸审核的效率,实现在统一窗口对成套图纸的浏览、批注和签名。

       3.2 降本:提高开发效率,降低生产成本

       1)统一编码管理,减少新物料引入,降低生产成本

       建立和规范企业统一的产品、零部件、图纸、技术文件等唯一编码,避免重复。通过规范化的编码申请和对BOM版本的有效管理,实现了对以往设计资源的有效利用,提升设计效率,并且有效控制新物料的引入,节约生产成本。

       2)有效的项目管理,提高产品开发效率、质量,缩短开发周期,从而降低开发成本 

       产品数据的标准化和开发过程的标准化将大大提高开发效率,避免重复设计。通过项目管理的应用,将开发过程变得规范和透明,各项目的进度情况清晰可控,提高开发质量降低了开发成本。

       3.3 安全:自主可控,保护企业核心资产的安全

       实现企业知识管理:采用电子仓库对图纸和文档进行集中管理,并在管理时提供数据加密等安全性措施,通过协同管理系统内、外的数据实施不同的安全策略进行管理。通过企业知识库的构建,将已有经验有效地积累和总结,实现企业知识共享的同时又有效控制权限,从而有效保护企业的知识产权。

       3.4 国产操作系统、国产数据库支持

       支持麒麟(银河麒麟高级服务器操作系统V10)、达梦数据库DM9、海光x86(AMD)等国产操作系统及数据库。

       关于数码大方

       数码大方是中国自主的工业软件公司,提供数字化设计CAD、数字化管理PLM和数字化制造MES等产品及服务,贯通企业研发设计和生产制造全流程,致力赋能智能制造和数字化转型,推动产教融合引领人才培养,成为中国自主的设计制造工业底座。
责任编辑:程玥
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