科技前線 | 并行工程的應用
為了強調合作文化,讓工程組織高度融合并取得成功,許多制造商開始接受并行工程。這是一個通過使用相關技術利用多種工程工具使分布在全球的團隊之間實現自動連接和交流產品信息的過程。
1、并行工程的要素
盡管此方法的主要目的是及時利用多學科團隊的力量來加速產品開發,但關鍵是要使用技術來集成人員和流程。通過這種方式,并行工程有助于確保在設計過程的早期階段解決制造約束,例如通過制造設計(DfM),成本/采購設計(DfC / DfP),組裝設計(DfA)和可測試性設計(DfT)來解決制造約束問題。
通過這種集成,工程人員可以與其他相關人員實現并行設計和工作,并克服串行工程的弊端。例如,當產品設計師開始設計產品時,銷售團隊就可以著手處理消息,而產品支持部門可以開始考慮售后支持。又譬如:當機械設計人員在整合電氣工程團隊開發的PCB(印刷電路板)時,軟件工程師就可以開始查看軟件代碼。
2、如何實施并行工程?
如前所述,技術是并行工程的關鍵。特別是產品生命周期管理(PLM)軟件。PLM通過數字主線提供共享數據的通用視圖,從而將工程和生產結合在一起。數字主線將制造需求與產品,過程和資源聯系起來,使其易于訪問和可視化。
PLM軟件可在工程與制造之間無縫、實時、準確地傳遞信息,因此團隊可以同時工作并更快地將更高質量的產品推向市場。PLM支持將工程數據(包括相關的工廠特定的文檔和過程)實現自動化,可追溯且雙向地傳遞到生產系統。工程數據包括制造物料清單(MBOM),制造過程管理以及制造優化和模擬仿真(例如人體工程學,機械手,布局和工藝規劃)。通過與制造執行系統(MES)和企業資源計劃(ERP)集成,PLM成為了實現工廠產品智能的真實源頭。這意味著,PLM支持并行工程的應用程序。
PLM通常以一種循序漸進的方式實施,以實現未來的“數字”工廠:
第1步:在此步驟中,制造工程師通常使用PLM和CAD軟件來開發創建工程發布的3D CAD結構中的流程清單和工作指令。
這使他們可以將3D數據用作所有下游活動的基準,從而使PLM成為整個職能團隊的唯一真相來源。然后,在執行模擬時,可以將這些信息用作工藝計劃和工作指令(裝配線,人體工程學等)的輸入。還有變更管理流程,可以確保工廠能夠盡早作好變更準備。
第2步:此步驟的目標是使制造工程師能夠開發對所有PLM用戶可見的產品的專用工廠視圖。包括特定于工廠的關聯過程,資源計劃和工作說明。
第3步:此步驟旨在實現IT系統(如PLM和ERP)與OT系統(如SCADA)之間的集成,包括作為工業物聯網(IIoT)一部分的互聯機器和工具。在這一步中,制造商可能會使用增強現實(AR)進行工作指導。
3、并行工程有哪些應用?
我們來了解一下使用PLM實現并行工程的所有潛在應用。
使BOM轉換具有可追溯性
憑借BOM管理和BOM轉換功能,產品設計人員可以創建和管理以部件為中心的數字產品,該產品可以在產品生命周期的每個步驟中發揮作用。這意味著可以將機械、軟件、電子部件和相關工件集成到工程BOM中,從而提供一個單一接口來支持依賴于特定領域系統(例如CAD,PLM和ERP)的團隊之間能夠進行協作。通過利用工廠特定的MBOM關聯性和統一的變更流程,還可以改善跨工廠特定的MBOM的可追溯性和關聯性,并簡化BOM協調工作。
工藝規劃
在PLM中,制造過程可在功能強大且對變化敏感的存儲庫中創建和管理過程描述。借助MBOM,工藝規劃使每個人都可以看到產品的組裝方式。同時,由于開發人員可以輕松地重用以前的設計,PLM大大縮短了產品上市時間。
通過包含多個操作序列的特定于配置/特定于工廠的工藝規劃,制造過程可以無縫銜接。
通過支持變更工作流,可確保工廠提前知道即將發生的變更,并可以為變更進行規劃或提出不同的應對方法。同時,通過對工程和制造計劃人員的質量工作流提供支持,可以實現重要的根本原因分析。
資源管理
PLM有助于在零部件的生產、維護、檢查或維修期間更有效地利用車間所需的制造資源。這些資源可以是物理資源(工作中心,工具,過程材料)或人員的技能,并且通常與成本,時間和技術限制相關聯。
制造業中的CAD
今天,對于工程師來說,快速評估不同的設計替代方案和制造流程至關重要,這將提供贏得新項目所需的競爭力和速度。借助正確的CAD解決方案,制造商可以使用先進且高效的制造技術來支持創新產品的創建。他們可以在實際條件下改善產品和生產條件。
支持從衍生式設計、實時仿真、多體設計和增材制造(僅舉幾例)的所有功能,從而可以有效地將產品從概念轉化為數字原型。
數字仿真和時間優化
很大程度上,PLM為仿真組成部分(即仿真模型,結果和報告)提供了集成的配置/變更管理,從而在產品、流程和資源之間建立關系。由仿真驅動的設計功能支持衍生式設計和實時仿真。后者能夠提供有關設計決策的持續反饋。此外,它支持分析師級別的仿真,因此所有工程師都可以在生產前對設計進行最終驗證。
裝配作業指導書
PLM中用于制造數據管理的中央存儲庫和設計環境可以為一線工人提供全新的裝配作業指導書。使用該軟件,工程人員可以定義必要的過程,并指定完成工作所需的材料、工具、技能、零部件/組件和機器。有了合適的CAD軟件,工程師甚至可以從現有CAD資源創建自定義3D插圖和動畫,然后將其添加到中央存儲庫中。
利用此存儲庫中的信息,操作員和終端用戶那邊的技術人員可以在屏幕上或通過移動設備,平板電腦和AR頭戴式耳機訪問2D和3D技術作業指導書。可以在裝配過程開始時主動提供交互式的動畫工作說明,也可以按需將其提供給終端用戶,以幫助其完成任務。而且,借助直接從PLM提取信息的軟件,一線工作人員始終可以獲得全新且準確的相關工作說明,以了解他們正在處理的零部件或組件,從而減少人為錯誤并大幅度減少報廢和返工情況。
4、汽車行業中并行工程示例
跨行業的組織在并行工程的各種應用程序中都可以使用PLM。例如,沃爾沃使用PLM軟件作為工業化數字主線的主干,從而提高了跨團隊效率并縮短了上市時間。這對于沃爾沃而言尤其重要,因為這會增加整個產品目錄的配置變化和復雜性。具體而言,并行工程使用PLM來實現工程與制造之間的信息自由流動,確保將設計更改快速有效地向下游車間傳播。
PLM為產品開發提供了快速、準確和可追溯的工作流程,同時縮短了產品上市時間,降低了成本并提高了質量。這對于改進組件設計并將其快速投入生產尤為重要。
來源于:PTC官方
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