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文档简介
西门子数字化制造解决方案
石炳坤
西门子工业软件(上海)有限公司2014年7月30日(周三);中航工业主要航空企业数字化制造研讨会内容
西门子数字化制造概览基于模型的装配工艺解决方案基于模型的零件机加工艺解决方案车间生产管理解决方案航空行业常用的数字化制造解决方案简介机器人仿真和离线编程工厂/生产线仿真和优化质量监控和分析西门子致力于虚拟与现实的融合数字化制造数字仿真数字化产品开发自动化的工程工厂设计产品设计自动化设计产品产品生命周期管理全集成自动化全集成能源管理
产品与生产数据管理的融合是制造业发展新动力西门子致力于为客户提供全面地数字化解决方案闭环反馈产品开发生命周期产品制造生命周期Teamcenter6数字化定义DPD
数字化制造是产品全生命周期PLM的重要组成部分制造执行系统
MESPoint
Solutions变更管理配置管理协同工作JTPLMXML数字化全生命周期管理PLMWeb服务系统制造过程管理
MPMTimeEst.WorkInst.TechPubsCAPPToolLib.LayOutRouteDefWorkflowQuality西门子的数字化制造解决方案…产品的生产制造统一的数据管理平台生产制造执行制造工艺管理虚拟世界现实世界工艺规划和仿真…零件工艺装配工艺机器人应用仿真验证工厂设计和优化质量管理生产建模生产管理设备运维质量管理物料管理系统集成覆盖数字化制造中的全部应用工艺规划制造BOM工艺路线衡量计算配置规则工厂布局物流计划
工艺验证数字样机工艺仿真工艺流程优化质量分析
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TCNO涵盖这个领域的全部应用!内容
西门子数字化制造概览基于模型的装配工艺解决方案基于模型的零件机加工艺解决方案车间生产管理解决方案航空行业常用的数字化制造解决方案简介机器人仿真和离线编程工厂/生产线仿真和优化质量监控和分析工艺仿真基于模型的装配工艺解决方案功能Pert图M-BoMAccountabilityCheck时间管理工作指令单内嵌3D浏览Excel集成
Integration甘特图资源库布局设计报告工艺结构管理TeamcenterPLMplatform设计与工艺协同功能客户益处保障设计产品的可加工性、可装配性、可维护性;减少工程更改,提高流水、工艺、工装等稳定性;有利于促进更改的闭环控制,加快更改的快速归零;标准规范、标准件库的统一受控和共享,有利于提高整体规范性和设计质量数据的发放与接收数据重用和BOM重构,基于EBOM编辑PBOM,实现PBOM与EBOM关联;PBOM可进行版本控制,权限管理,构型管理,有效性管理,工作流程签审发放,与EBOM的比较;及时反映工程更改对PBOM的影响;可以基于PBOM输出报表
基于EBOM构建MBOMEBOM及状态的有效的发放与接收EBOM编辑PBOM,MBOM与EBOM关联MBOM可进行版本控制,权限管理,构型管理,有效性管理,工作流程签审发放,与EBOM的比较及时反映工程更改对MBOM的影响可以基于MBOM输出报表基于MBD的装配工艺设计A版B版零件A装配AA版B版工序1:运送零件到设备工序2:铣削工步1:刀具准备A工步2:准备夹具A工序3:车削车间A车间B生产线A生产线B加工中心B工序4:送检工序5:运送零件至总装线A焊枪1铣刀1零件1零件2夹具库刀具库刀具A刀具B产品工艺工厂资源基于与EBOM关联的MBOM编制装配工艺,装配件与工序对应,实现按工序配料;基于产品模型在可视化的数字环境中编制装配工艺,检验产品、工装和装配工艺的正确性,提高装配的一次成功率,减少现场更改;通过典型工艺模板和知识重用,提高新产品、新型号的工艺编制效率和质量;建立3D可视化工艺表现形式,明确和规范操作过程;工艺系统与ERP、MES系统的集成。
工序Pert图
工艺员在工艺编制时可用图示的方式定义工序次序工序顺序号可传给生产计划系统定义工序次序次序表示可传给MES
附加工艺PMI,定义工序视图工序过程模型往往是组合件和工装、设备装夹之后的模型工艺PMI直接面向车间操作和检验
按照工序、工步的工时分配,图形化工时分配分析随时添加工艺常用语,规范描述,提高效率在工序(如增加了层次为工步)中,定义操作步骤。系统提供常用语句供编制者选用。可显著提高文字输入效率,并规范用语。工序下的资源、装配件等物料自动列出,供编制者点取,添加到语句中,避免输入错误。自动提取物料信息,避免漏错用户在车间系统和打印文本中高亮显示装配工艺和装配仿真一体化-----虚拟装配仿真AssemblySimulation的技术特点:分析包含装配环境因素的装配过程;分析动态过程中的可能干涉;无干涉路径计算;可选人机仿真;传统方法对于产品的装配性分析主要采用物理模装的手段,试装成为必须的环节;传统方法的问题在于:物理试装的成本和产品的生产周期!数字化装配的好处在于:在计算机虚拟环境下,可以在项目的早期发现问题,尽早解决问题;纠正问题快速,方便。从而减少大量的工程更改;
装配顺序是否合适?路径如何设定?装配是否存在干涉?装配间隙如何调整?
自动装配路径计算对某些装配通路复杂的零件,在规划路径时,只需给出零件的安装前位置和安装位置,通过系统自动计算装配路径功能,计算出零件安装到装配位置的位移和转动,可保证零件在装配过程中不与周围工装、零件等发生干涉。外襟翼装配
人因工程仿真更多的标准人体姿态列表;更为柔性的自动接近和手型适应功能;快速的姿态生成;可以控制的手型、躯干、腿部;视线、空间分析;更为方便的人机交互动作模拟(装具配合等)为什么需要进行人机工程学模拟分析?产品在使用过程中可能出现的人机交互问题(可视、可达问题);产品在维护过程中出现的设计不合理;工人操作时的身体舒适度问题;……HumanSimulation提供:参数化的人体模型(性别、百分比、地区);预定义的关节属性(脊柱、上下肢、头部等);宏命令方式进行人体动作的编辑定义;人体包罗、视线分析;常见的人机工程学国际标准(OWAS/RULA/NOIS/…)装配准确度分析
VSA是3D装配公差变化分析的工具,能够在设计和制造两方面都能优化零件公差,决定零件和装配件的关键公差变化(CTQ),预测加工的能力,指出影响装配误差变化的最大因素。VSA全面公差分析适合大装配,直观的用户界面,运动装配,过约束装配,连接FEA结果,飞机外襟翼部件装配准确度分析挑战:前缘外形轮廓度外襟翼外形轮廓度摇臂叉耳与外襟翼的可装配性三个摇臂叉耳之间对接孔的同轴度三个摇臂叉耳之间连接对接孔的虚拟连接轴的直径结果:仿真分析结果在实际制造中得到验证;减少了许多工程更改;提高与设计并行工作的能力,提高工艺协调的能力制造过程管理2D作业指导书
三维作业指导书三维作业指导书的输出方式2DPDF作业指导书输出3DPDF作业指导书输出EWI电子作业指导书输出3D作业指导书在线电子作业指导书:EWICASC-首都航天机械公司打通设计与制造,通过EBOM构建PBOM。确保制造与设计数据的一致性,大幅提高数据质量和工作效率实现3D数字化研制模式,同时兼容传统2D工作模式实现3D装配工艺规划、仿真集成和过程管理,实现工艺数据BOM化。创新工艺设计理念并提供先进手段,支持知识管理在工艺设计中的实现支持与其他制造平台的有效数据集成。实现单一数据源,形成数字化制造体系框架。装配工艺规划装配仿真验证3D作业指导书PBOM管理内容
西门子数字化制造概览基于模型的装配工艺解决方案基于模型的零件机加工艺解决方案车间生产管理解决方案航空行业常用的数字化制造解决方案简介机器人仿真和离线编程工厂/生产线仿真和优化质量监控和分析
基于模型的零件工艺解决方案从规划…………到生产ManufacturingProcessManagement产品工艺资源工厂零件模型准备工装设计CAM与仿真车间准备与试加工刀具管理数控测量执行制造资源库零件工艺设计数控测量编程操作指导DNC数控加工基于模型的零件机加工艺设计零组件对应一个总工艺通过工艺分工建立工艺大节点根据制造工艺需求在工艺下建立工序,指定工艺对应的生产车间可基于NX和JT进行同步建模和CAM快捷搭建工艺结构,管理工艺批次方便输入操作描述和工艺符号数控编程可直接从桌面到车间基于JT和NX同步建模技术的工序图基于特征的智能测量弥补设计PMI标识不足资源统一管理整合TC和CAM的信息输出三维工艺卡片基于设计模型的工序模型建立和使用产品零组件总工艺机加工艺7车间工序装配件、辅料工装、设备NX工艺模型设计模型工序NX工序模型NX工序模型热表工艺3车间工序NX工艺模型NX工序模型WaveLinkWaveLink操作过程:建立工序对应的‘工序模型’,用于说明工序操作过程和制造、检验要求建立工艺对应的‘工艺模型’,用于组织各工序模型工序模型与产品模型建立wavelink关联工序模型之间建立wavelink关联wavelink用于快速创建模型,并保持关联工序模型的快速创建零件模型与工序模型保持关联数控程序及工艺仿真(与CAM紧密集成)基于3D工序模型进行加工程序编制完整的加工功能满足铣、孔位、螺纹等要求加工仿真、后置处理提供可直接用于生产的输出加工程序的快速编制NC程序的有序管理数控加工的一次性正确制造
CMM检测自动编程直接基于设计和制造需求完成CMM编程。直接读取MBD模型数据,且在CMM机床环境中进行编程。针对各种检测特征(点、平面、柱、曲面)和各种GD&T和尺寸公差进行CMM编程CMM编程与MBD模型保持相关性,确保变更的自动更新CAD模型和CMM环境测量方法定义测量轨迹从工艺规划到车间生产制造对刀过程设计工艺一体化平台NC程序刀具清单机床准备车间文档加工时间刀具清单刀具管理DirectNC刀具规格要求加载刀具信息加载加工数据NC文件NC文件刀具测量数据刀具管理信息NC编程DNC为了工艺审批和打印方便,可以生成多种格式的格式(2D/3DPDF、EWI等)的工艺卡片。使用定制好的工序卡片模板,从TC中提取产品、工艺、工序、工装、设备等信息,添加到卡片中。在图形区插入3D工序模型视图、2D投影图,或直接在卡片中绘制工序图,也可插入其他格式的CAD图形,可依据零件加工的需求或工艺员的习惯选择。图形、标注或文字说明可灵活布置。复杂工序可根据需要增加页来表示。如果是检验工序要对检验项目(尺寸、公差、技术要求等)编号,输出检验条目列表。JT格式输出3D工艺视图,可以在teamcenter环境或系统外直接浏览在NX中定义的所有视图,包括制造信息标注、PMI剖视图。支持对模型的旋转、剖切、缩放、测量等操作;生成工艺规程沈阳黎明公司数字化工艺设计和管理平台装配工艺设计业务场景和流程装配工艺PBOM-BOP工艺规划
黎明公司数字化工艺设计和管理平台的建立从3种典型零件(机匣、叶片和盘轴)入手,逐步实现零件制造工艺和工装设计的数字化。建立资源库和知识库,加强制造资源和知识的重用。实现产品、工艺和制造资源的统一管理
效益
产品数据接受时间减少90%工装申请时间减少51%设计更改减少48%工艺发布减少50%(包括审批流程)内容
西门子数字化制造概览基于模型的装配工艺解决方案基于模型的零件机加工艺解决方案车间生产管理解决方案航空行业常用的数字化制造解决方案简介机器人仿真和离线编程工厂/生产线仿真和优化质量监控和分析DisparatePlantData生产线西门子SimaticIT–与现有的业务应用软件相结合,打造数字化的制造车间基于共享的数据及协同的商务应用软件来进行决策使用MES保证了制造现场各个环节数据的完整性为整个企业范围内的透明性提供了制造车间的操纵盘中央数据库制造执行系统(MES)系统集成产品档案、报表与KPI分析数据反馈设备管理质量管理生产数据采集生产过程管理工单管理物料管理西门子车间生产管理和执行系统改善车间生产系统的信息获取、管理和共享,提高车间生产的透明度,优化生产系统,提高生产系统的效率和确保产品生产的质量。工单管理物料管理生产数据采集生产过程管理设备管理数据反馈报表与KPI分析基础数据系统集成…面向服务,基于坚实平台的多层软件架构MES沟通数字化制造和现场自动化系统SIMATICScalanceX208SIMATIC
ScalanceW784-1Communication
modulesRF300Laptop/PCSIMATIC
ThinClientSIMATICMV440HandHeldRF610MMicroBox
PC427RF180C
ASMEmbeddedControllerWinACWinCCFlexRTHandHeld
SIMATICHE51TProfinetEthernetRS232Mobile
labelprinterCorporateNetwork(PLM,ERP,etc.)MESFarm与设备控制的深度集成Level0/1/2PLCPLCPLCCNCCNCLevel3(MES)FieldsDeviceProtocols(e.g.OPC,IVar2,etc.)OPCServer,PLCs,SIMATICS7,WinCCInputqueueOPCclientInputqueueDriverRTDSRTDSEngineHighPriorityqueueLowPriorityqueue与西门子控制系统的高紧密度集成,确保MES项目的数据采集根基。车间生产管理和执行
TCM与SIMATICIT集成内容
西门子数字化制造概览基于模型的装配工艺解决方案基于模型的零件机加工艺解决方案车间生产管理解决方案航空行业常用的数字化制造解决方案简介机器人仿真和离线编程工厂/生产线仿真和优化质量监控和分析机器人随处可见…在越来越多的工业领域和生产过程中,机器人的使用日益增加机器人的优越性:能够反复重复相同的操作可预见的可靠性有很高的精确性能够在危险的环境中工作随时间的低廉操作费用世界正在发生变化…“中国的劳动力费用正以每年20%的速度增长,而机器人的价格正以每年30%的速度下降。RichKarlgaard,PublisherofForbesMay16,2012
机器人编程的复杂性与其他机器人和其他设备资源的碰撞干涉资源的同步时间:在工作单元里制造或装配一个零件需要多长时间?费用:设计或更改夹具,焊枪,夹持器需要多少费用?Robotics是进行机器人路径规划、验证、优化的多用户协同环境,能够对生产线和制造区域的机器人应用进行基于事件仿真、离线编程和虚拟调试。西门子的Robotics软件在机器人仿真领域是最杰出的应用软件。几乎不可能用手工的方法编制工作单元中多机器人的工作程序。
在航空发动机行业的应用---表面处理技术Polishing
Blades&disksWaterJet
Cleaning&CuttingThermalcoating
Paintandcoat在航空发动机行业的应用---边缘处理技术Deburring
blades&disksEdgeprofilingGrinding,bending,rounding车间(生产线/工位)设计和优化
工厂的布局、生产及吞吐能力能否满足生产需求吗?设计的生产线能适应定单数量的变化和品种的变化吗?要多大面积,要多少设备、多少工人,怎么去布局?生产线是否较好地平衡?其批量是否优化过?
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