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西门子数字化工厂 数字化车间 先进制造技术


▪ 生产准备时间减少到4-6周
▪ 产品投放市场的时间周期减少到16-18个月
▪ 使75%的车型通过公用制造平台进行柔性制造
▪ 与 Daimler (德国)进行技术信息,制造系统和工艺经验德共享
▪ 用少于25天的时间进行车型制造的生产线转换
▪ 增加50%的单车利润
▪ 每年减少 20%的规划投入
▪ 每年减少5% 装配成本
一汽大众
在美国:通 用 汽 车(GM) 白车身解决方案 Body-in-white, UG
福 特:(Ford)装配解决方案 Final Assembly , BIW,MACHINING
01-05开始实施协同作业方案-eMS
克 莱 斯 勒(Chrysler)白车身解决方案 Body-in-white, CATIA
eM-Plant物流仿真模块
eM-Plant物流仿真模块的功能 和作用:
•对复杂的制造体系进行快速建模(如车 身线,总装线,发动机线等) •对生产线的制造能力进行评估 •分析和优化生产线的缓冲区尺寸 •找出瓶颈点并进行优化 •制定最佳的物流控制策略 •定义精确的制造系统参数,如生产线实 际需要多少工人,设备,控制器等
–TDH – 工具设计部门
•每一个车型项目都由一个 PPH和四个 CPHs共同完成
美国克莱斯勒汽车公司
–在 白车身,冲压方面长期,广泛地采用了Tecnomatix公司的 MPM制造过程管理解决方案
获得的收益:
–刚刚签署了用于大型车制造的MPM制造过程管理软件合同 –在吉普 Jeep车型上开始了总装解决方案的开发应用
西门子数字化工厂 数字化车间 先 进制造技术
目录
1 “数字化工厂”的概念 2 汽车解决方案 3 国内外企业的成功案例 4 效益分析
“数字化工厂”的IT背景结构
•产品数据管理
CAD/ PDM
•怎么做 “how”
•企业资源管理
ERP/ MES
“what”
做什么
UG PRO/E CATIA
工艺规划
“when + where”
效益:
–减少了生产原型 –减少了工程冲突发生率 –装配工艺的早期验证 –简单安全的装配路径 –可根据定单安排生产 –优化总装生产线的物流系统 –缩短生产准备周期
发动机解决方案 - 应用于发动机的机加工工
艺规划和发动机总装装配工艺规划
我们的目标是提供发动机生产线 和装配线的设计、优化以及质量 管理的全面的制造过程解决方案
eM -W eld
3D fe asibility stud y, G e o gun se arch R oug h design of G un, T oolin g
R o b c a d /U n ix /PC
W orkcell sim ulation C reate robot paths & O LP
美国通用汽车及其供应商
CPH Under body
PPH OEM
PPH
CPH
Closures
▪2001年7月美国通用汽车GM的所有供应商开始使用MPM 系统以配合GM的协同制造要求
CPH Side Parts PPH
TDH
–PPH – 工艺设计部门
–CPH – 生产线制造安装商
CPH Framing
与调整时间 ▪ 优化工作循环时间
喷漆模块
▪ 对喷漆进行仿真, 优化漆膜厚度和喷 漆路径
▪ 优化选择喷漆工具
▪ 对自动化的喷漆线 进行快速精确的工 艺规划
Painting
eM-Plant物流仿真模块原理
真实的制造系统
仿真模型
模型
结果转换
分析
用于真实制造系统的结论
分析结果量化
应用仿真工具,可以对复杂的生产制造系统进行模拟 仿真优化并可以进行快速有效的分析验证
福 特汽车(Ford)
•TX 在美国最早的合作伙伴之一 * 白车身解决方案,发动机解决方案,总装解决方案 •2001年五月开始实施协同作业方案-Ems •今年初刚与TX签定了五千万美圆的合同,在五年内 实现全面的数字化制造信息平台
在日本:
本田: 车 身 解 决 方 案 发动机,总装解决方案
马自达:白车身,发动机,装 配 解 决 方 案 现在所有的工程项目在实施前必须进行 100%的仿真检验。平均一个车型在投产前 要进行20000个仿真检验。投产周期平均缩 短了30%。
降低投资成本
减少和优化机床的数量与布局 换刀次数最小化 减少机床工作台面的旋转 减少刀具无效运动的时间和距离 优化操作次序 进行数控仿真,减小工程风险 进行生产线平衡分析和优化 进行生产线物流优化
缩短生产线的调试时间和提高产量
冲压模块-冲压生产线仿真与模具运动校核
▪ 在设计阶段可进行更好的信息沟通 (通过3D浏览) ▪ 可进行早期的设计错误检查 (冲突分析) ▪ 可方便地进行运动学优化 ▪ 可同步地进行工艺设计 ▪ 减少冲压生产线的建立
BIW-Body in white solution
白车身制造过程描述
项目开始
概念确认
设计检验
时间
项目确认
工程概念 概念规划 费用评估
装配流程 工位布置
加工 焊接计划 生产流程控制
工位细节设计 加工设备设计 工艺细节设计
采购计划和设备 设备规划
设备测试及购买
评估工及计程划优化
工设艺备过采程购
控工制细程节细设节计
虚拟制造 并行工程
解决方案的结构体系
规划包
工程包
实施及协作
eM-Doc
时 间 规
生 产 计
生 产 线
规 划 管
工 艺 规
变成 更本 管分
工位布局, 机器人仿真, 干涉检查
文 件 传
划 划 规 理 划 理析


人机工程
规划模块
生产线仿真
统一的底层数据库 制造网络服务器
协同作业
结构体系
工程模拟仿真包
作业计划 •在哪做,何时做
Point Solutions
Product Structure
family of “whats”
Bill of Materials (BOM)
specific “what”
CAD/ PDM
“what”
“数字化工厂”
MPM
“how”
MPM
工艺设计
模拟仿真 作业计划 ..
制造“服务器”
冲压
制造过程管理的构架 白车身
Plant 物流解决方案
Machining 发动机解决方案
Carbody 白车身解决方案
总装
喷漆
Assembly 总装解决方案
覆盖了汽车生产的所有制造过程
冲压
白车身
喷漆
总装
质量
动力系统
白车身解决方案 - 应用于白车身生产准备和
生产制造
提供了完整的白车身制造工程的规 划,设计,管理及项目跟踪的团队协 同制造环境. 主要解决白车身焊接生产线的工艺 规划,焊接管理,焊接仿真和装焊 线的布局,同时应用物流模块对整 个生产线进行物流分析和优化。 .
总装解决方案 - 应用于总装的工艺规划
提供了完整的总装制造工程的规划,设计,管理及项 目跟踪的团队协同制造环境. 主要解决总装生产线的工艺规划,多车型混线生产 管理,复杂的物流仿真优化,根据定单的排产计划 和总装线的布局。
.FA-Final Assembly solution
总装计划流程
操作定义 主要操作分配 首次生产线平衡 主要变量设计
发动机制造工艺过程管理在生产中的 实现
产品功能定 义
概念设计 CAE
产品前期设计
产品详细设计
产品设计完成
模具设计
机加工工艺 过程规划
机加工工艺 过程仿真
验证工艺过 程
验证工艺过 程仿真
车间工艺资 源设计
加工设计
装配工艺过 程规划
装配工艺过 程仿真
生产实施
发动机解决方案的效益
缩短项目时间 (针对新产品)
工艺文件
生产线建立及平衡
管理经营
网络化的协同制造革企新业管和最理佳的项目管理流程 计划管理
白车身装配工作流程
CAD 模型 焊点及属性
零件明细表
1
Work Performed with eM Planner BIW
建立主要工位 (MWC)
导入零 件
零件分 组
导入焊 点
将焊点分 配给零件
确认焊点属 性
(eMS)
ERP/ MES
“when ct Structure
family of “whats”
零件
Bill of Materials (BOM)
specific “what”
The eMPowerTM 数字化工厂应用软件 为制造商及其供应商提供了一个制造工艺 平台,使企业能够对整个制造过程进行设 计,模拟仿真和管理,并将制造信息及时 地与相关部门,供应商共享,传递与发布。
“数字化工厂”软件(MPM) 在全球汽车行业的应用
“数字化工厂”软件在全球汽车行业的应 用
AUDI EDAG
COMAU
ABB
Suppliers
COMAU ITALY
Kolton Bar HMS MSX
JS McNamara
COMAU Germany
一汽大众
FAW一汽集团 上海汽车工业集团
SAIC
提供了完整的发动机机加工和装配工艺规划,仿真,管理及项目跟踪 的团队协同制造环境. 主要解决发动机机加工生产线和装配生产线的工艺规划,加工策略 优选,刀具和工装卡具优选与NC刀路仿真和机加工线/装配先的线 平衡,同时应用物流模块对整个生产线进行物流分析和优化。 .
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