数字化工厂解决方案ppt课件.pptx

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1、数字化工厂解决方案,Page 1,Siemens,主要内容数字化工厂简述航空工业制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结,Page 2,Siemens,数字化工厂,数字,支撑,平台,Page 3,制,造协,同,工作,Siemens,NC-Program,Tooldata,Backbone,数字化工厂ERP,产品设计模型,工艺仿真验证,工装设计,CAM - NC 编程,工艺卡片,MES / ERP集成,MESDevelop and Simulate Product,Teamcenter 单一制造数据管理Develop and Simulate Productio

2、n,Execute ProductionSetup Sheet.,面向工艺,人员管理,工艺分工,资源管理,工艺设计,检验,车间信息集成,面向制造,Page 4,Siemens,主要内容数字化工厂简述航空工业制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结,Page 5,Siemens,航空工业制造的特点 航空航天属于机械加工和装配生产并存的离散制造行业； 产品结构复杂，产品配套的零件品种和数量众多； 生产工艺复杂，包括机加（车、铣、磨）、钳工、电火花、热表、焊接、装配、试车等多种工艺； 生产组织复杂，多品种、小批量，研制与批产混合生产； 涉及多种制造资源之间的协调，相

3、互制约； 制造资源能力常低于生产需求；, 法规遵从性异常严格。Page 6,Siemens,航空工业制造面临的问题设计制造仍主要采用串行模式，制造模式未实现根本转变,现场工人需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件，而且经常会出现工作上的失误，造成生产质量问题，影响生产周期,航空,各环节虽然已实现数字量传递，但仍存在信息孤岛现象，未打通数字化制造生产线，模拟量传递依然大量存在,现场的数据复杂，包括物料、设备、人员、工具、半成品、成品等，缺乏有效的组织管理，无法保证信息的继承性与可追溯性Page 7,工业制造各环节虽然已实现数字量传递，但仍存在信息孤岛现象，未打通数字化制造生产线，模拟量传递依然大量存在

4、,对飞机数字化装配技术缺乏研究，资金投入不足，仅满足于能把飞机制造出来，目前飞机装配还是沿袭着过去几十年来的手工作业模式,Siemens,数字化工厂目标 提高航空工业的生产制造水平和研制质量，缩短研制周期，降低研制成本 开展 “数字化制造”，实现数字样机逐步取代物理样机 采用并行工程，实现设计、试验、工艺和生产制造的协同 实现制造信息的单一数据源管理 采用3D数字化工艺，提高工艺设计、现场工人、数控测量的效率 能够自动实时收集现场的质量、物料信息，并自动记录作业人员与作业时间等作业信息，实现生产现场实时监控、达到生产现场的透明化管理,Page 8,Siemens,主要内容数字化工厂简述航空工业

5、制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结,Page 9,Siemens,从虚拟演进到现实,项目规划,工艺BOM,性能仿真,产品设计,概念设计,资源管理,工艺设计,零件工艺,设计BOM,详细设计,数字仿真,装配工艺,质量管,维护大修计划,理控制,服务数,服务维护,维护大,数据采 制造资集 生产 源制造过程监 制造执,Page 10,据管理,修执行,控,行,Siemens,数字化工厂体系架构,设计,工艺,验证,文档,排程,执行,追溯,支持,BOM 成熟度,As-Designed产品研发,As-Planned制造工程,As-Built制造中心,As-Maintain

6、ed服务计划和执行,产品设计,设计数据接收,工艺仿真,产品定义管理,生产跟踪,质量管理,机电一体化产品仿真EBOM管理,工艺分工PBOM管理零件工艺规划装配工艺规划,资源管理工装设计、管理工艺数据发放工艺更改管理,计划排程设备管理与维护生产调度,文档管理生产性能分析数据采集、归档,刀具、工具管理DNC远程机床诊断,服务计划、服务方法跟踪更改维护BOM,Page 11,生产执行,生产过程监控,条码管理,Siemens,5,9,17,业务过程描述,设计数据接收1,工艺分工2,BOM,MRP7,生成生产计划8,计划完工22,As-Planed BOM构建3虚拟制造,As-Built BOM22,订单

7、组件,下达生产计划物理制造,反馈生产数据21设备运维管理,工艺设计4,产品定义管理6,计划排程10,20人员管理,质量管理11,19物料管理及追溯18,仿真验证,仿真验证,仿真验证,文档管理,生产过程监控,12,生产效能分析,Page 12,生产调度执行13生产统计14,数据采集15,16,Siemens,以BOM为核心的单一数据源管理,BOM结构3D模型2D图纸数字样机技术要求Page 13,BOM(重构)工艺流水工艺路线工作指令工装资源,BOM(单台)零组件寿命零件交接状态备件维修3D模型,BOM(单台)零件追溯序列质量信息材料批次加工过程,Siemens,e,制造工程3PR数据模型,产品

8、结构,产品设计BOM,CAD模型Vehicle Origin,工艺规程Complete Vehicle,Top Level Vehicle,Windshield Origin,Left Wiper Arm Complete*,Wiper Blade (2)Wiper Arm (2)Wiper GearWiper Motor,Left Wiper Axle OriginLeft Wiper ArmLeft Wiper Arm OriginLeft Wiper BladeRight Wiper Axle OriginRight Wiper ArmRight Wiper Arm OriginRigh

9、t Wiper BladeWiper Gear,Left Wiper ArmLeft Wiper BladeRight Wiper Arm Complete*Right Wiper ArmRight Wiper BladeWiper Motor UnitWiper Motor*Wiper Gear*,3PR信息模型,Wiper Motor,A1,A2,A3,A4,A5,A6,Consumed Parts。,IPA,零件加工,IPA,IPA,装配,IPA,试验,工艺规程,零件加工SharedResourc,Plant A,P1,P2,P3,P4,P5,P6,生产车间,Assembly Line,

10、磨床,电火花,数控铣,工作台,工装,试车台,制造资源,Page 14,工装、机床设备,Siemens,企业 BOP 是企业BOM 管理的重要组成部分EBOM-PBOM-MBOM支持复杂制造数据管理Plant AProduct AWork Area 1Work Area 2Enterprise,Work Area X,BOP,BOM,Product B,Plant AWork Area 1Work Area 2Product CWork Area YPlant NWork Area 1Work Area Z,Page 15,Siemens,Process 1,Work,Instructions,

11、Instructions,Work,Work,制造数据管理,产品结构,mBOM,工艺结构,资源,工厂,版本，业务规则，工作流变更配置分类,Part APart B,Resource X WorkWork Area J Instructions,Configuration ARev 1,2 3 or B, C, DWork InstructionsInstructions,Page 16,Part C,Process 2Process 3,Resource YResource ZWork Area KWork Area L,Siemens,More Weldi ng,Ano t h er Wel

12、d Operati o n,支持装配工艺业务,Mr. Plan n erMr. Quali t y,TEST for Appro val Ro u ti ng S h e e tTEST PART现状,BOM转换工艺人员需要花大量的时间来管理EBOM的更改变换，同时需要手工进行BOM的转换，虽然有一些系统辅助，但是和EBOM的管理系统脱节。更改也需要手工维护,自动查询和协调EBOM的更改可根据每个定单进行详细的MBOM配置期望,17,Page 17,Siemens,解决方案策略：eBOM to mBOM,eBOM,mBOMMfg assembly,Owned byEngineeringOwne

13、d byManufacturingPage 18,AB,Two typesof grease,Siemens,CAE,Engineer,Industrial,Engineer,制造工程师EngineerCADDesignerToolingEngineer,ProductRelease厂房设计人员,QualityPlanner,工装夹具设计人员FacilitiesPlannerPlantEngineer,工装信息管理人员,Mfg. 车间管理人员Engineer,LaunchTeams,MES,DNC / CMM控制器,Page 19,Siemens,工艺分工装配工艺设计Page 20,mBOM管

14、理资源管理,零件工艺设计仿真验证Siemens,Teamcenter工艺分工,规划,仿真验证,功能工艺处型号主管，根据零件的加工特性，编制工艺路线；在分工结束后，车间自动接收到分工组件的BOM；各车间自动接收到各个分工组件下达的工艺编号派工任务。客户益处 基于EBOM编制工艺分工。 快速便捷的分工信息录入。 可以直接利用已分工的零件信息,Page 21,Siemens,TeamcenterPBOM管理,规划,仿真验证,功能基于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

15、以基于PBOM输出报表客户益处用户可以维护几个BOM结构同时保持与主工程结构的 相关性PBOM 可以根据批次/日期来配置每一个发货集更改可以在一个可控的方式下被传达用户可以分析影响 和 衡量,Page 22,Siemens,Teamcenter零件工艺,规划功能结构化工艺设计,仿真验证,Process DesignerPart Planning&Machining,产品、工艺、工厂、资源的关联性设计数控编程与管理虚拟机床和装卡环境的仿真验证输出3D工艺卡片客户益处 提高工艺编制质量和效率，减少错误和返工。 丰富直观的工艺卡片，减少无效的工作时间和出错机会。 仿真验证，减少实际操作错误。Page

16、 23,Work InstructionsWeb Tools,Siemens,Teamcenter装配工艺,功能,规划,仿真验证,Process Designer,结构化工艺设计产品、工艺、工厂、资源的关联性设计基于与EBOM关联的PBOM编制装配工艺，装配件与工序对应，实现按工序配料；RobCAD离线编程装配工艺仿真输出3D工艺卡片客户益处 提高工艺编制质量和效率，减少错误和返工。 丰富直观的工艺卡片，减少无效的工作时间和出错机会。 仿真验证，减少实际操作错误。Page 24,Part Planning&MachiningWork InstructionsWeb Tools,Siemens,

17、Teamcenter资源管理,规划功能工装分类管理,仿真验证,设备库,典型工艺模板库客户益处 统一的工装、设备资源管理 提高制造资源的利用率，降低成本 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,Page 25,Siemens,Teamcenter仿真验证,功能,规划,仿真验证,Process Simulate,装配过程仿真 装配干涉检查 装配顺序和路径定义 工装、夹具干涉检查人因工程仿真 人因工程分析（舒适度、疲劳等） 可达性检查,机械运动仿真 机器人运动仿真 干涉检查工厂设计和物流优化 数字化工厂布局和设计 物料处理和成本 产能分析,Plant Simulation

18、RobcadHuman Simulation, 定单顺序和优化客户益处 早期监测和沟通产品设计问题，提高设计质量，减少车间安装和调试的时间； 减少工装夹具的更改，降低夹具的制造成本； 完成产能分析为工厂布局和工艺提高提供了数据基础； 降低制造成本和提高产品的制造质量。,Page 26,Siemens,数字化工厂：在制造层面的主要应用,Page 27,生产管理质量管理,现场管理物料管理,Siemens,Occurrencies,0,0,MES生产管理,产品定义,计划排程,生产调度执行,数据采集及归档,生产过程监控,效能分析,生产完工确认,功能,产品定义计划排程生产调度执行数据采集及归档生产过程监

19、控效能分析生产完工确定,FAULT ANALYSIS : CATEGORIES ONPACKER L12C004Pck02/44 PET BOTTLING LINE FOR 0.5L , 0.9L & 1.8L L12a031PERIOD 01/03/2004 - 25/04/2004 (data from last 8 recorded weeks),35,31,10.9,客户益处,3025,28,0.80.7,0.620,实时、准确的排程优化了制造资源的利用,1510,12,10,0.50.40.3,提供生产文档及加工指示，让生产更加高效、有序,5,8,4,0.20.1,强大实时数据处理能

20、力，为数字化生产管理奠定数据基础,N. of faultsFault percentageCumulative percentage,33.00%Mechanical310.330.33,30.00%Electrical280.30.63,13.00%Personnel120.130.76,11.00%Power down100.110.87,9.00%Materials80.090.96,4.00%Other40.041,通过MES及时、准确的数据收集，让生产成本核算更加及时准确，使得管理得到提升实际生产数据的收集（差异、异常），给工艺持续改进提供良好的数据支持,Page 28,Siemen

21、s,MES现场管理,现场数据采集分析,文档管理,刀具管理,NC程序管理,预防性维护,功能 现场数据采集分析（自动化系统，机床数据）,文档管理刀具管理,NC程序管理及传输预防性维护客户益处 现场采集实时数据。 机床加工过程中对机床加工的准确分析，确保最优化地使用机床，增加机床可用性和生产率，提高车间生产透明度。 刀具资源的动态链接，刀具数据实时监控，挖掘合理化使用刀具和节约成本的潜能，降低刀具错误。 现场工艺卡片、图纸、操作指导书、维修指导书、及各种流转单据的全面跟踪。 NC程序资源的动态链接和集中管理，与多种控制系统的NC程序传输。 全员维修，制定完善的预防性维修计划，保证机床的开工率。,Pa

22、ge 29,Siemens,MES物料管理,在制品管理,防错漏管理,看板管理,谱系追踪管理,功能 在制品管理 防错漏管理 看板管理 谱系追踪管理客户益处 通过产品族分类，形成产品价值流体系，利于生产过程组织 透明化在制品的生产状态； 规划化物料在车间的流转行为； 提高物料识别的准确性和效率； 能够灵活应对现场物料的异常操作； 提高装配过程的准确性和装配质量，避免因装配事故造成的产品返工、返修，甚至报废； 规划化工人的装配现场的操作行为； 通过产品谱系查询，回顾产品的历史生产过程，以及物料变迁轨迹,Page 30,Siemens,MES质量管理,基础配置管理,质量作业管理,质量分析,质量追溯,功

23、能 基础配置管理 质量作业管理 质量分析 质量追溯客户益处 自动继承设计部门的工作成果，作为质检部门进行质量管理的重要基础数据； 根据客户对质量控制的不同需求，灵活定义检验流程。 事后检验升级为事先预防，降低产品的不合格率； 建立员工质量成本意识，激发员工改进产品质量的动力； 动态监控产品质量趋势，避免产品的批次质量事故发生； 循序渐进地改进工艺和质量水平。 未雨绸缪，建立完善的产品质量档案，跟踪产品的全周期质量状态； 当产品被召回返修时，快速定位质量问题所在，以及定位会发生同类质量事故的潜在产品。,Page 31,Siemens,1,工艺设计到生产制造过程举例,工艺设计员,计划员,工艺设计与

24、验证,反馈生产数据给工艺设计11,反馈订单实际数据10,发布给制造部门,任务,发布来自ERP的订单,任务,传送订单和生产数据,生产主管 / 生产调度,生产统计员,调度排程加工任务程序刀具数据,2传送到机床,任务信息,归集任务信息7上传刀具信息，生产数据,归档生产数据8,关键数据分析9,操作员,3接收刀具数据NC程序等,4开始加工任务,5质量检查,6数据采集,控制,维护,刀具,质量管理,生产计划,IT,制造管理,Page 32,Siemens,返回,1 工艺设计与验证环境: Team Center Manufacturing角色: 工艺设计员动作: 查看EBOM 制作MBOM 完整性验证,Pag

25、e 33,Siemens,返回,1 工艺设计与验证环境: Team Center Manufacturing角色: 工艺设计员动作: 查看/ 修改 BOP 将消耗的MBOM 填入BOP 验证完整性,Page 34,Siemens,2 调度排程环境: SIMATIC IT角色: 计划员行动: 在SIMATIC IT中查看ERP下达订单计划在SIMATIC IT中获取BOP，并做工艺 状况检查进行生产调度，如加工顺序确定，协调物料,Page 35,Siemens,2 调度排程环境: SIMATIC IT,角色: 现场生产主管动作: 查看生产订单生产任务派发 查看订单详细：操作，行程，文件，等.Pa

26、ge 36,ReturnSiemens,3 接收生产任务,环境: SIMATIC IT角色: 操作员动作: 登录工作站 查看操作列表 选择运行调度 查看操作细节：操作指示，文件，等. 首次确认任务接收Page 37,返回Siemens,4 操作执行,环境: SIMATIC IT角色: 操作员动作: 查看文档，三维图，物料清单，等. 读 EWI 向DCP窗体中输入数据 消耗物料 完成操作 EWI 类型: 只读文件，完成的文件，DCPPage 38,返回Siemens,9 质量检查,环境: SIMATIC IT角色: 操作员动作: 声明缺陷 查看相关图片 选择图像中缺陷出现的区域 选择缺陷 声明报

27、废，返工，等.说明: 缺陷管理Page 39,返回Siemens,返回,10 订单完成环境: SIMATIC IT角色: 监督者或（事件驱动）,(,),动作: 选择操作 进入最后的操作数据：生产，返工，报废数量，操作数据 结束订单说明: 最后一次操作完成后订单自动关闭,Page 40,Siemens,11 最终的订单确认,环境: SIMATIC IT / SAP角色: 事件驱动动作: 从 SIT 到 SAP的订单确认事件Page 41,Good pieces,返回ScrapSiemens,12 物料追踪,环境: SIMATIC IT角色: 质量管理员动作: 输入序列号 查看操作树说明: 操作数

28、据收集: 序列号, 设备,数据收集平台, 操作员 (角色,活动, 等.)Page 42,返回Siemens,主要内容数字化工厂简述航空工业制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结,Page 43,Siemens,价值定位 通过3D工艺设计、数字化仿真验证，制造信息的统一管理，解决目前航空工艺制造与设计脱节； 支持物理样机向数字样机的转变，用数字化的手段验证产品的制造工艺可行性； 在3D的环境下进行制造工艺过程的设计，提高工艺设计、现场工人、数控测量的效率； 单一制造数据源管理，提升企业制造知识和资源的使用效率，保障现场获取数据的及时性和准确性； 现场数据（设备、质量、操作、试验）的及时采集、反馈，实现成本的及时统计、工艺的持续改进，支持产品的后期维修； 采用数字化制造，实现“无纸化”制造。,Page 44,Siemens,主要内容数字化工厂简述航空工业制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结,Page 45,Siemens,总结,Page 46,协同平台集成的工艺设计和资源管理,单一制造数据源集成车间和ERP系统,Siemens,Thank you !,Page 47,Siemens,