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基于PLM和MES的数字化制造
2018-08-21 14:56:17  作者:佚名  来源:互联网
  •   传统模式存在的问题   大型复杂产品的传统制造模式流程一般划分为以下几个环节:下达订单信息和时间节点要求-调度编制生产计划并下发纸质任务通知单-编制各项纸质工艺文件-根据要求进行下料-编制各工序责 ...

  传统模式存在的问题

  大型复杂产品的传统制造模式流程一般划分为以下几个环节:下达订单信息和时间节点要求-调度编制生产计划并下发纸质任务通知单-编制各项纸质工艺文件-根据要求进行下料-编制各工序责任人和时间节点要求-根据纸质工艺过程卡和二维图纸进行编程加工和检验。由此看出,传统制造模式存在诸多不便之处,主要包括二维图纸不直观、理解转化周期长,重复性编程使生产效率降低,生产车间实时状态不易查知,制作过程中的产生的大量数据包不易管理。

  由此可见,传统制造模式存在诸多问题,数字化制造技术成为解决这些问题的重要手段。

  数字化制造总体架构

  数字化制造技术,是将信息化手段用在工艺、生产、检验等产品的全生命周期中,以提高生产效率和质量、降低生产成本、实现任务快速响应为目的的一系列技术手段的统称。数字化制造系统离不开底层信息系统、各类硬件设备以及客户端软件等的支持。以服务器为代表的信息系统是数字化制造的后勤保障,用来存储数字化制造过程中的各类文件和数据等过程记录,并给各类人员赋予相应的权限。车间现场的各种硬件设备是数字化制造的重要工具,实现现场人员对系统的应用、物料的条码化流转、各类刀具的自动化管理等。以PLM系统和MES系统为代表的软件系统是数字化制造的核心架构,通过不同的软件系统实现对各个制造环节的数字化管理,并通过打通各个软件系统间的接口,使各类软件系统达到集成互通,最终实现整个制造流程的数字化。

  数字化制造关键技术

  1、基于模型的数字化制造

  基于模型的数字化制造使用的数模是基于模型定义的,该模型的几何形状完全无误,并且带有设计和工艺人员所需要的三维产品制造信息标注。

  2、结构化三维模型与工艺

  支持NX、CREO、CATIA、Inventer、SolidWork、SolidEdge等多种三维CAD。通过与三维CAD的集成,自动提取模型信息,快速创建与三维模型一致的产品结构和零部件节点,可提取的信息包括装配关系、零部件属性、模型特征、PMI信息等,使在整个企业每位用户在产品的完整生命周期内均可方便地查看和使用这些数据。

  

自动提取模型信息

  图1 自动提取模型信息

  3、加工数据包审核与归档管理

  对加工数据包的有效管理能够减少很多数控编程当中不必要的重复工作。PLM为企业提供了完整的产品数据和文档资料管理解决方案,可以建立统一的产品数据管理平台,同时也为工程师提供了丰富的数据查询和共享功能,在这个平台上所有参与设计的人员可以共享所有的设计文档与信息,使得工程师在安全准确的状态下,建立、编辑、浏览以及控制文档,使得企业能够在并行工程环境下,共享信息,协同设计,并更好地进行产品的创新和维护,为企业管理提供一个集成和共享的产品信息库和检索查询模型,有效支持企业设计知识的三化以及设计业务快速有序进行。

  

完整的产品数据和文档资料管理

  图2 完整的产品数据和文档资料管理

  4、生产状态的实时跟踪

  随着生产任务的逐年加大,车间现场的生产状态越来越难以获悉。MES系统实现了生产状态的实时跟踪,车间领导和调度人员可以通过MES系统直观看到每个零件的工序进展,以及每道工序的责任人、节点要求和完成情况。

  5、过程文件的电子化管理

  在生产制造过程中会产生大量的数据和文件,MES系统实现了制造过程中各类数据的记录、各类表单的电子化,并将这些数据和文件按照一定的规则保存起来,不断积累形成制造过程的大数据。利用大数据可以进行任务完成率、产品合格率、工时统计等一系列复杂的数据统计工作。

  系统运行

  在计划排产阶段,相关人员在MES系统中填写订单信息并下发给生产部门,调度中心在MES系统中进行产品相关计划的编制,并下发工艺任务。在工艺制定阶段,阶段任务在下发后,会在PLM系统中产生该任务节点。工艺人员在MES系统中接收到该任务之后,在PLM系统中该任务节点下建立模型BOM清单,并发起工艺审核流程。流程结束后这些工艺数据即在PLM系统中归档受控,并可被生产人员查看。在下料生产阶段,PLM系统工艺数据审核流程结束时,会在MES系统中产生该零部件的工艺过程。根据工艺过程,调度中心会在MES系统中下发生产阶段任务并通知下料,车间根据MES系统中的工艺过程,进行工序级计划的编制并安排生产。在检验入库阶段,质量技术处检验人员在MES系统中接受任务,登录系统中查看该零件的工艺要求,根据工艺要求在MES系统中填写检验数据,如果下道工序是外包工序,则需要检验人员在MES系统中进行入库操作。

  通过PLM和MES等各类软硬件系统的相互配合,能够实现产品全制造过程的数字化,提高产品质量和生产效率,对于离散型制造企业有较高的借鉴意义。



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