中国国际工业装配及传输技术设备展览会/中国国际智能工厂及自动化技术展览会
2024.08.01-03 北京·中国国际展览中心(顺义馆)
工艺设计管理是制造业整体素质和核心竞争力的根本体现,是制造强国建设的重要基础和支撑条件,是从制造大国向强国迈进的关键基础领域。通过分析提出面向智能制造模式下的数字化、结构化工艺设计思路及方法,利用参数化和模块化的工艺设计方法快速构建符合公司多专业下的工艺协同设计模式,并通过与下游车间生产和质量检验的反馈形成闭环体系,从而推进企业的精益化生产和数字化转型。
1数字化工艺的应用
国家《“十四五”智能制造发展规划》提出要推进智能制造发展,必须发展适应智能制造的工艺技术。工艺设计管理是推动智能制造发展的重要基础。未来,我国将加强先进工艺技术攻关,推进行业数字化改造,推进工艺数字化、智能化,加大对工艺技术创新支持力度,开展工艺数字化智能化行动,进一步突破智能制造工艺的制约瓶颈。
在生产过程中,工艺处于基础与先导地位,是企业制造能力的切入点和突破口。工艺在企业运营中实质就是生产制造技术,包括从原材料进厂加工制造到产品包装入库等一系列的生产技术。只有发挥工艺的支撑、保障和基础作用,才能提升产品质量,优化产业结构。
当前,工艺数字化、智能化已成为智能制造发展的重要方向,广泛应用于船舶、汽车、轨道交通、重工机械、航空航天、家电等。加强先进工艺技术攻关,掌握核心技术是我国智能制造发展的先决条件,通过加强产学研用协同攻关,推动跨学科、跨领域融合创新。对于装备制造领域,开展工艺技术的研究和创新,发展新技术与工艺结合的模块化生产单元,推进行业数字化改造,提高产品可靠性和高端化发展,成为企业在智能制造道路上强有力的推进器。
2数字化工艺发展趋势
随着互联网技术、信息数字技术的迅猛发展与进步,智能制造在全球范围内得到快速的发展与推广。在智能制造的发展背景下,各装备制造企业的工艺设计与管理向数字化转型也变的尤为重要。在企业的工艺设计与管理过程中,如何利用信息化手段,在三维可视的环境下并利用标准规范的工艺知识以及先进的工艺方法,以BOM为核心的数据组织,来开展详细的工艺设计与管理,已成为制造业在工艺、制造过程中发展的重要趋势。
3数字化工艺的价值
在装备企业的生产制造流程中,工艺的设计与管理贯穿于整个流程,而数字化工艺设计与管理,对于制造企业来说不仅是一种新的设计思想,更是一种新的管理模式。通过采用设计与工艺并行的设计理念,利用规范、准确且具有唯一性的数据源头,在三维一体化的环境中,开展工艺的详细设计以及工艺数据的应用、管理,可极大的提升企业工艺设计的效率与质量。
同时,打通设计、工艺、制造各环节的数据链路,可以实现企业在产品研制过程中“短周期、高质量、低成本”的核心价值与目标。
4数字化工艺的转型
目前,在国内装备制造业的产品研制过程中,工艺设计与管理处于产品设计和加工制造的中间环节,是设计与制造之间的重要“桥梁”。大多数企业已经不同程度的应用到结构辅助设计(UG、Pro、CAD、Slidworks等)情况下、面向计算机辅助工艺设计软件(CAPP)与PLM、MES系统相互配合使用,打造统一平台,可以进行有效的工艺设计与管理,可以代替传统人工的繁琐性劳动,缩短了一定的工艺设计时间,相对提高了工艺文件编制效率与质量,保证工艺设计与管理的合理性、适用性以及工艺数据的正确性和有效性。
4.1设计工艺一体化
通过对规范化、标准化的设计数据的继承,实现设计、工艺、制造的协同,且基于单一数据源的应用,满足设计、工艺一体化变更,保证变更及时、准确执行;见图1。
图1全生命周期管理系统(PLM)
4.2工艺表达三维化
通过三维可视化的PBOM构架、消耗式分配,提高工艺设计效率和工艺装配准确度;利用三维注释、动画等表达工艺意图,提高生产效率及质量;见图2
图2三维模型
4.3信息管理结构化
工艺的结构化管理,可以给制造端传递准确的结构化工艺信息,提高数据管理能力与应用能力;同时,工序级别的工艺合编,加强工艺协同设计能力,见图3。
图3工艺信息
4.4工艺过程集成化
设计工具的集成,提高加工过程的透明度、装配过程的设计效率和直观度,以及对工艺设计的可靠性;通过集成ERP、MES、无纸化等相关业务系统,提供结构化、可交互式的工艺发布结果,以确保传递准确的工艺信息。
4.5工艺设计标准化
工艺资源管理,实现工艺资源数据的标准化和规范化,为下游传递准确的信息;通过结构化工艺模板的使用,提高工艺知识重用度,实现企业工艺知识的沉淀,见图4。