模型驱动的三维工艺设计和工艺仿真

1知识驱动的智能工艺2目 录c

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s01工艺信息化现状浅析知识驱动的智能工艺方案工艺软件产品及典型应用案例02030405工艺软件产品及典型应用案例工艺软件产品及典型应用案例3工艺信息化现状浅析P A R T01工业信息化需求与挑战制造强国制造大国制造大国向制造强国转变工业信息化需求与挑战制造强国，工艺是关键工业信息化需求与挑战智能制造的实现，需首先解决工艺这一薄弱环节数字化程度制造生产制造设计产品研发工艺规划20~30%20~30%40~60%产品研制周期的时间划分工艺设计非结构化工艺文件，上下游存在断点事务性工艺卡片编辑，缺乏工艺创新可制造性分析不足，导致返工频繁缺乏专业工艺设计工具，效率不高装配工艺靠“空间想象”，指导性不强工业信息化需求与挑战多企业仍然存在“重设计，轻工艺；重生产，轻技术”的思想工艺师需要经验的积累，培养周期长缺少有经验的工艺师工业信息化需求与挑战工艺性审查效率低传统的工艺性DFM检查，需要：维护

DFM

检查清单和指导说明书定期对设计人员进行培训手工进行设计评审咨询制造专家遇到的问题手工评审花费大量时间不一致的设计质量需要设计工程师和制造工程师之间的紧密协作完整性和准确度得不到保证难以定位相关制造信息工业信息化需求与挑战工艺创新手段落后没有对三维CAD模型有效利用看图、识图全凭个人经验工艺规划靠个人企业工艺知识没有总结和积累工业信息化需求与挑战设计模式在改变-MBD模型驱动的三维工艺设计新模式成为必然选择！工业信息化需求与挑战没有对三维CAD模型有效利用看图、识图全凭个人经验工艺规划靠个人企业工艺知识没有总结和积累工艺创新手段落后12知识驱动的智能工艺方案P A R T02工艺信息化发展之路初始阶段工艺电子化工艺结构化工艺知识化随图纸Excel/Word二维简图现场图片工艺自动化工艺三维化工序模型唯一数据源工艺仿真工艺推理工艺知识库制造特征识别CAPP软件工艺结构化下一代工艺设计智能工艺电子化结构化工具文档化改变工作方式系统流程驱动改变沟通方式数字化生态数据驱动业务转型改变生产方式智能化高阶数字化智能驱动系统性变革模型驱动的三维工艺解决方案工艺软件三维零件工艺规划系统3DAST三维装配工艺规划系统3DWeld三维焊接工艺规划系统3DSheetMetal三维钣金工艺规划系统3D工艺虚拟仿真3D工艺电子化发布3DViewer三维可视化软件可制造性分析系统KM

PLM支持多组织协同研发的产品全生命周期管理平台KM

MPM面向复杂制造的智能工艺创新平台KM

MES支持精益生产的制造执行系统模型驱动的三维工艺解决方案模型驱动的三维工艺解决方案产品三维设计基于模型的工艺审查三维工艺规划MPM生产制造MESEBOMPBOM可制造性审查审查反馈三维工艺设计3DAST/工艺软件工艺规划数据（工艺模型+工序规划）三维工艺下现场17产品及典型应用案例P A R T03功能介绍丨核心价值

丨应用案例应用模式设计师工艺师产品设计工艺会签工艺性检查工艺性检查审查报告设计更改审查规则库企业标准产品特点机加工类规则（220+）立面倒圆不一致凹槽狭窄部位同底面倒圆不一致成型刀加工凹槽内尖角厚度要求设计工艺知识库丰富产品特点孔入口障碍孔加工刀具可达性孔深孔径比孔侧壁厚过薄盲孔底部厚度过薄孔壁不完整机加工类规则（220+）设计工艺知识库丰富产品特点退刀槽规范要求半月型键槽规范肩部缺倒圆中心孔尺寸规范轴长径比过大螺纹入口倒角机加工类规则（220+）设计工艺知识库丰富产品特点不应在斜边上折弯止裂槽过窄折弯倒圆规范孔到折弯距离过小翻孔间距离距离过小平行槽设计尺寸规范钣金类规则（380+）设计工艺知识库丰富产品特点装配类规则（200+）设计工艺知识库丰富产品特点标注类规则（70+）设计工艺知识库丰富核心价值核心价值①

减少设计工艺反复。②

知识的积累与复用。③

提升工艺审查效率。智能检查设计中的难以制造、制造成本高或甚至无法制造的设计问题。一键式检查、无人值守式批量审查结果可存数据库，进行质量分析审查规则可自定义扩展；检查报告可多样1000+条规则，覆盖机加、钣金、注塑、装配、铸造、弯管、焊接、增材、标注、标准化、工程图等11个专业/规范提供Catia、Creo、NX、SolidWorks、中望版本应用案例建立了一套航天电子产品结构三维模型可制造性自动化审查体系，提高单机产品结构设计审签效率、质量。自动化审查率达85%，审查效率提高50%以上，设计问题下降30%；形成了一套工艺性审查知识库，包含机加、钣金、注塑、铸造、导管、装配、电装等七个专业共计245项规则。通过自动化审查系统，有效的减少结构设计师设计、审签图纸的工作量，提高审签效率和质量，缩短单机产品研发周期；实现50%传统人工图纸审签工作量将由审查系统完成减少人工审签图纸不稳定因素影响，暴露图纸审查环节中重点、多发质量问题。实施效果建设目标凹槽狭窄部位间隙审查紧固件审查电装审查微波器件审查三维模型可制造性审查系统项目 中国航天科技集团 西安WLS应用案例实施效果建设背景与内容三维模型可制造性审查系统项目 中国航空工业 沈阳SF一键式操作批量审查审查结果分级显示审查结果快速定位审查结果智能缓存新机型检查周期由原来60个人3个半月，上线后检查周期缩短到4个人1个半月一个月发现了原来3000多处原来人工未发现错误专业种类丰富，包括机加工、钣金、复合材料、增材制造、装配、MBD标注等应用案例实施效果建设背景与内容三维模型可制造性审查系统项目 浪潮集团 超越数控电子“DFM自7月份上线以来，对超越公司发挥了极大作用。其中可制造性问题下降了45%！设计错误下降达20%！超额完成期初的预定目标！”——工程制造中心主任

孙永升从事特种计算机开发、生产、经营及服务的国家骨干企业，致力于加固便携式计算机、加固手持机、加固服务器、防信息泄漏计算机等多种计算机的开发生产有效利用规则：机加工（25条）、钣金（57条）、注塑（19条）、铸造（2条）、工程图（13条）、装配（10条）、标准化（7条），共133条规则自上线以来，18年DFM问题下降65.6%，19年DFM问题再下降45.5%，目前DFM问题已不再是矛盾焦点。设计及审核人员有更大的精力投入到设计过程管控中，有75%的问题在方案或设计过程被发现，基本达到了在设计早期提前发现问题，减少设计反复。发现问题：265次/月300件零件审图周期：

缩短

95%

（8天---->0.5天）

设计错误率：下降

32%

（0.83---->0.57）可制造性错误率：下降

46%

（0.32---->0.17）应用案例钣金专业规则装配专业规则铸造专业规则焊接专业规则弯管专业规则机加专业规则、构建统一的审查规则库，设计所与制造厂采用统一的设计制造规则库整理机加、钣金、铸造、装配焊接、管路等多个专业300多条航空发动机行业规则两种应用模式协同工作：设计师边设计边检查；工艺师工艺审核，提升了设计工艺性审查的效率典型应用单位：航发南方工业有限公司、株洲动力机械研究所面向航空发动机行业的审查规则库支持与NX、Teamcenter的集成应用支持多专业方案同时审查应用支持工艺制造知识库与Teamcenter的集成实现设计过程中的可制造性分析检查实现厂所协同研发应用案例中国航发某设计所梳理了212项规则作为企业工艺审核的规范标准与NX、Teamcenter进行集成应用建立了一套基于模型可制造性自动化审查体系产品自动化审查率达85%，审查效率提高50%以上；发现问题110次/月中国航发集团厂-

所协同中国航发某制造厂应用案例46产品及典型应用案例P A R T04功能介绍丨核心价值

丨应用案例产品定位是一款基于3D与虚拟仿真技术的装配工艺规划专业工具软件。是在3D数字化产品模型的基础上，利用可视化技术来规划和仿真产品的装配过程，帮助企业建立产品的全3D装配过程。可广泛应用于产品的3D装配工艺规划与仿真、3D装配现场作业指导、产品3D维修手册制作及培训等。可视化装配工艺规划与仿真3D装配现场作业指导产品维修与售后服务三维装配工艺设计业务流程产品三维设计详细工艺设计三维工艺仿真生产制造工艺规划PLM系统 生产管理系统核心功能主要功能调整BOM层级结构添加工艺件、虚拟件定义工艺属性快速添加紧固件装配模型管理核心功能主要功能创建装配步骤（工序）消耗式分配配套件定义装配工序流程应用价值3D工序规划待分配已分配视图区列表区通过消耗式的三维配套件分配模式，提高工序规划效率，避免零件漏分配与重复分配。流程区核心功能主要功能3D流程图通过3D流程图可以直观查看工序模型以及装配工序间的逻辑关系。应用价值3D工序规划核心功能主要功能装配轨迹定义技术图解创建工装、资源定义仿真效果设计在三维环境中进行工艺设计，可以降低工艺人员的要求，提高工艺设计效率。应用价值装配工序详细设计核心功能装配工序详细设计主要功能自动爆炸通过自动爆炸快速创建装配运动轨迹，提高工艺设计效率。应用价值核心功能主要功能标准工具（扳手、量具、旋具、榔头）动作模板库常见扳手、量具、旋具、榔头等标准工具模型及其装配动作构建动作模板库，快速调用，不仅使得装配工艺表达更直观精准，也可以通过虚拟仿真验证工具活动空间。应用价值标准工具活动核心功能主要功能焊接活动定义涂胶活动定义变形活动定义专业的复杂装配动作定义工具，快速实现复杂动作的模拟，准确表达工艺过程，提高工艺设计效率。应用价值复杂装配活动定义核心功能主要功能标签、文本、标记三维尺寸标注、符号序号标注与BOM表格图片插入丰富的技术图解可以使得装配工艺技术要求展示更便捷与直观。应用价值装配技术图解核心功能主要功能闪烁效果定义剖切效果定义视频插入观察方位与局部视图通过对仿真效果进行设计，可以将复杂产品模型的装配过程展示更充分。应用价值仿真效果定义核心功能主要功能动态间距检测机构运动仿真动态装配干涉分析用数字化的手段验证产品的制造工艺可行性。应用价值装配仿真验证核心功能主要功能人机工程可视性，视觉窗口人机工程可达性增强装配工艺仿真能力，通过人机工程仿真验证装配工艺的可行性。应用价值装配仿真验证核心功能主要功能线缆规格库参考线、参考面创建线缆路径创建电线、电缆、排线创建构建机电混合产品的装配工艺设计环境，直观表达线缆空间位置，准确计算线缆长度，减少线缆下线浪费。应用价值三维线缆设计与仿真核心功能主要功能线缆放线仿真线缆绕线仿真通过线缆的放线与绕线仿真，可以直观指导车间工人的布线与线圈绕制过程，降低工人用工要求。核心价值三维线缆仿真核心功能主要功能AVI视频轻量化浏览器3DPDF3Dweb网页一套三维工艺数据可实现多种输出方式，满足不同应用场景需求。应用价值三维工艺发布核心功能主要功能产品对比产品同步更新指定零部件更新通过比对分析出更新的零部件，然后进行零部件的更新替换，可以快速实现产品更新后的工艺复用。应用价值工艺变更核心价值核心价值①

3D可视化指导车间装配。②

虚拟验证优化可装配性。③

缩短新老员工培训周期。设计工艺制造三维工艺车间反馈工艺反馈三维模型应用案例线圈绕线模拟物理样机试制成本高，亟需提高工艺质量。传统工艺文件指导性差，现场需要多次试装。新员工培训困难，线圈绕线过程难以表达，采用老带新模式进行一对一指导，效率低。应用背景应用价值实现变压器全三维工艺规划与仿真。通过虚拟三维装配仿真，可以提前验证工艺可行性，提高工艺质量与效率。采用三维技术规范现场作业。减少装配过程中容易因错装、漏装造成装配质量问题。三维线圈绕线模拟缩短新员工培训周期，新人培训周期由原来的1个月缩短至1周。应用案例如何采用三维技术规范现场作业？如何通过数字化样机、并行工程技术进行工艺虚拟验证？怎样减少工艺人员频繁下现场解决问题？提升装配工艺设计能力，降低了工艺设计难度；对现场装配工艺的指导有着明显的提升，能够降低现场装配工人对经验的依赖性；形成了企业三维可视化装配工艺设计规范。应用背景应用价值应用案例采用大量的二维图片表达详细装配过程，编制效率低，且一旦产品变更，工艺修改工作量大。工艺卡片现场指导效果不好，容易出现装配质量问题。现场装配工人流动性高，大量新员工需要进行装配工艺培训，耗费周期长。基于三维模型的直观设计手段，工艺设计效率高，能够快速响应变形产品工艺设计；通过三维可视化方式可以减少现场装配质量问题；缩短新员工培训周期，降低现场用工要求。应用背景应用价值68应用案例构建机电混合产品的装配工艺设计环境，直观表达线缆空间位置，准确计算线缆长度，减少线缆下线浪费；通过虚拟样机的三维线缆工艺设计，缩短周期，降低成本。应用背景应用价值线缆装配过程难以表达，不同人员布线结果不同，且下线浪费较大。机电混合产品工艺复杂，新产品需通过多次物理样机试制来确定工艺，成本较高。应用案例现有的工艺卡片模式来指导现场制造不够直观，工艺文件指导性不高。机电混合产品结构复杂，二维手段无法基于三维工艺资源验证操作空间的可达性，无法满足生产现场对工艺的质量和效率的要求。应用背景应用价值69实现与Teamcenter集成的一体化三维工艺系统；采用三维技术规范现场作业，有效减少现场装配错误；实现基于知识的装配工艺推理提供工艺设计效率。70工艺软件产品及典型应用案例P A R T05功能介绍丨核心价值

丨应用案例工艺软件产品定位工艺软件是一款自主研发的国产工业软件工艺软件是以制造特征识别（FR）、工艺知识库为核心技术的新一代零件工艺设计软件2013年推出市场，目前市场版本10.0，经过多个行业典型产品验证，核心技术行业领先适合于各类零件的工艺快速规划设计工艺软件应用目标分析图纸确定工艺路线确定工艺参数工艺呈现典型工艺路线推荐基于制造特征的快速工艺规划模型规范性自动检查制造特征智能识别几何、制造信息提取尺寸链分析工序模型自动创建工艺内容智能填写交互式三维工艺文档余量库材料库刀具库切削用量库加工方法库机床设备库特征工艺推理典型工艺库典型零件库工艺参数计算推理可打工序尺寸智能标注

印工艺卡片智能识图工艺路线自动推荐特征工艺自动推理动态工艺过程呈现①基于知识推理的计算机辅助工艺设计工艺软件应用目标？？传统CAPP软件三维CADCAM模型驱动三维零件工艺②基于三维数模的工艺设计，构建3DCAD与CAM的桥梁工艺软件应用流程智能识图工艺推理工序模型工艺验证工艺输出模型驱动的智能工艺设计流程工艺软件核心功能①智能识图，打通设计与制造的数据鸿沟零件工程信息提取几何信息提取制造特征识别分析制造信息提取模型合规性检查工艺软件核心功能①智能识图，打通设计与制造的数据鸿沟内圆柱面外圆柱面环

槽越程槽外圆锥面中心孔工艺软件核心功能①智能识图，打通设计与制造的数据鸿沟台

阶凹

槽单纯底凹槽A型键槽C型键槽矩形底凹槽L形直槽工艺软件核心功能①智能识图，打通设计与制造的数据鸿沟U形端面环槽U形直槽平底通槽通

槽平底沟槽扇形槽工艺软件核心功能①智能识图，打通设计与制造的数据鸿沟单纯底凹槽V形槽U形直槽侧

壁斜立面台阶斜立面台阶不定向侧壁成形铣79工艺软件核心功能①智能识图，打通设计与制造的数据鸿沟锥底槽带状直纹面曲面铸件加工面T形槽切口工艺槽工艺角块工艺软件核心功能②工艺推理，实现计算机辅助工艺决策加工方案推理制造资源推理工艺信息推送工艺知识库推理过程推理结果工艺软件核心功能加工方案推理制造资源推理工艺信息推送②工艺推理，实现计算机辅助工艺决策工艺软件核心功能加工方案推理制造资源推理工艺信息推送②工艺推理，实现计算机辅助工艺决策修改刀具材料工艺参数随之改变修改刀具齿数工艺参数发生变化工艺软件核心功能②工艺推理，实现计算机辅助工艺决策工艺软件核心功能③自动构建工序模型，提高工艺设计效率工艺软件核心功能③自动构建工序模型，提高工艺设计效率工艺软件核心功能④工艺验证，实现工艺优化工艺软件核心功能④工艺验证，实现工艺优化工艺软件核心功能⑤输出可视化工艺文件，提高现场指导效果典型零件工艺库特征加工方法库工艺知识库材料库刀具库余量库切削用量库设备库工艺软件核心功能⑥沉淀企业工业知识，提升企业工艺设计效率及工艺技术水平工艺软件核心功能⑥沉淀企业工业知识，提升企业工艺设计效率及工艺技术水平典型零件工艺库特征加工方法库工艺知识库材料库刀具库余量库切削用量库设备库工艺软件核心功能⑥沉淀企业工业知识，提升企业工艺设计效率及工艺技术水平典型零件工艺库特征加工方法库工艺知识库材料库刀具库余量库切削用量库设备库工艺软件核心功能⑦与主流管理平台无缝集成，实现结构化设计、工艺一体化管理工艺软件核心价值①