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      3. 總裝數字化工藝設計與制造平臺的建設與應用

        2023-02-04 21:27:52·  來源:汽車制造網
         
        建立自主完整的制造技術體系及平臺,支撐產品的自主開發,有助于推動汽車工業技術進步,提升產品的競爭力。東風日產作為一家合資公司,致力于構建從商企、研發、采購、制造及銷售的全價值鏈體系。在制造環節,從合資之初的僅有生產制造單

        建立自主完整的制造技術體系及平臺,支撐產品的自主開發,有助于推動汽車工業技術進步,提升產品的競爭力。東風日產作為一家合資公司,致力于構建從商企、研發、采購、制造及銷售的全價值鏈體系。在制造環節,從合資之初的僅有生產制造單元,到逐步建立符合合資公司特點的、完整的工藝設計驗證、生產準備以及量產生產的制造技術體系,東風日產不斷努力提高競爭力。

        2010年創立的啟辰品牌,需要建立自主高效的開發體系。傳統的串列式、先產品設計再實物驗證的開發流程已不能滿足市場要求,有必要利用數字化技術,建立數字化工藝驗證體系。

        基于數字化工藝開發體系的規劃要求,有必要搭建數字化工藝設計與制造平臺,進一步提升同步工程的體系能力,支撐產品競爭力的提升?;谝陨纤伎?,東風日產從2015年開始以總裝工程為試點,開展了數字化工藝設計與制造平臺的建設。


        現階段工藝設計的主要課題

        同步工程作為汽車產品開發流程中重要的一環,要求設計、工藝和質量等相關部門并行工作,實現整車的同步開發過程,實現在前期設計階段發現整車產品可能存在的各方面問題,并輔以方案解決。工藝規劃/制造可行性分析作為同步工程業務的一部分,東風日產在此方面工作流程及工作方法相對比較完善。與此同時,也存在一些需要提高和改善的方面:制造工藝系統與上游數據系統是獨立存在的,缺乏一個整合的平臺系統,即工藝和設計數據不在同一平臺,沒有統一的數據源,數據無法自動繼承,且需要進行一系列的格式轉化工作,時效性差,且容易出現遺漏;缺乏對工藝資源管理和知識共享;工藝設計進行傳統的二維工藝編制,工作量大,手工作業多,且缺乏繼承性;缺乏完整的工藝信息管理,例如現場的作業編程,主要通過大量的線下文件和數據庫存儲,數據的保密和安全沒有保障,而且數據的追溯性差,版次及唯一性可控性差。

        針對以上現狀與課題,東風日產引入了TCM系統,并結合實際業務需求及規則進行二次開發,管理數字化產品、工藝流程、工廠布局及資源,在信息處理、數據貫通等方面實現自動化,全面提高了同步工程工作質量和效率,有效實現了業務從前向后的產品全生命周期的貫通,最終實現了設計與工藝協同,為未來智能制造的實現打下了良好基礎。


        總裝數字化工藝設計與制造平臺構建方案

        為更好地實踐數字與實物協同、設計與工藝協同,東風日產總裝數字化工藝設計與制造平臺(圖1)是實現全面同步工程的優秀實踐。通過高度集成化、系統化的數字平臺將產品設計、工藝設計、工藝驗證、實物試制及工廠量產等汽車開發全周期的各個環節貫通,在產品與工藝上實現數字到實物的映射,在工藝資源與工藝知識上實現實物到數字的映射,為進一步升級的智能制造體系建立基礎。我們主要從以下幾個方面來實現:

        1)工藝與上游產品數據的貫通。與車輛主數據系統(VMD)和產品數據系統(NXPDM)進行接口開發,實現產品信息及產品數據與工藝設計平臺的接收與傳遞,進而實現在同一平臺上對產品數據、工藝數據及工廠資源等信息的統一管理和使用。


         1 總裝數字化工藝設計與制造平臺建設方案

        2)對工藝資源的整合與管理。通過將生產要素進行3D數字化,利用TCMin-class功能進行分類與管理。

        3)對各種類工具軟件的集成。通過數據規則制定與接口開發,實現在同一平臺調用不同工具軟件展開工藝設計與仿真驗證,同時通過功能開發,進行結構化工藝設計,保證了設計與工藝協同的高效性及準確性

        4)與工廠側實現工藝設計與工藝實施的貫通,工藝文件通過平臺與工藝文件分發系統的集成接口完成工藝文件向各工廠各部門的分發,使設計走向量產,并在需要工藝變更的時候,通過系統實現高效處理。


        1.產品與工藝貫通

        為實現產品信息及產品數據的接收與傳遞,系統構建時,首先需要定義平臺與兩個系統集成接口;基于集成接口及業務規則,從總裝工藝的角度對EBOM中的產品信息進行一定的結構化調整,同時獲取CAD數據形成PBOM數據結構,自動更新EBOM并進行數據自動關聯,實現可視化BOM結構,而工藝工程師則在此基礎上進行總裝工藝的編制及工藝規劃(圖2)。

         2 產品數據傳輸流程

        PBOM建設過程中,最大的難點在于EBOMCAD數據如何實現自動關聯及自動更新?;跂|風日產產品數據發布的流程及規則,同時應用CAD-PartAliagnment關聯解決方案,實現產品數據與工藝之間的無縫對接,使得工程師及時獲取最新的數據,識別變更點,有效地進行數據確認及虛擬仿真。完成系統的自動匹配和融合后,使用TCM責信度檢查功能進行差異比較,基于差異比較結果手動進行修正。完成結果確認后,面向業務部門進行PBOM數據的正式發布。EBOM數據更新或者CADBOM數據更新時,將重復以上融合過程,完成平臺中PBOM的更新。


        2.工藝資源管理

        建立數字化工藝離不開工藝資源,工藝資源庫的積累也是企業不可多得的財富。利用TeamcenterIn-Class分類管理功能,建立東風日產總裝工程的工藝資源庫,使得工藝工程師可以在計算機輔助技術的幫助下對制造資源與工藝知識進行有效管理,從而減少工藝設計時間,增加工藝設計的準確性,并提高設計效率。同時根據工廠Layout及實際規劃對設備、工裝等進行3D布局,最終形成與生產環境完全一致的數字化工廠,為后續工藝設計作準備,從而對整個生產過程進行規劃分析、評估和優化。

         
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