汽车制造工程的核心技术及四大工艺流程开发体系.ppt
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1、1,汽车制造工程核心技术-制造工艺开发体系,2,目录,概念定义开发流程开发体系与业务分析组织与资源信息管理系统制造要求输出与质量控制现状分析制造工艺开发战略制造工艺开发的实例-C2 项目工艺开发,3,一 概念定义,制造工艺(ME)制造工艺开发(MED)虚拟制造(VM)制造工程(ME),对应于PE同步工程(SE/CE)制造工艺设计制造工艺业务开发体系,4,制造概念区分,2。虚拟制造,1。制造工程设计(工艺设计开发):工艺概念,工艺规划,工艺设计,质量策划,工艺制造要求下发,快速工装试制,工艺要求冻结,制造工艺开发ME,3。工艺装备开发,质量控制系统开发,产品与工艺验证,作业系统开发,制造系统验证
2、,精益制造系统,5,制造工艺的涵义,制造工艺-是一个广义的范畴,是所有制造过程的总和,以保证产品的有效制造。包括工艺战略规划,工艺设计,工艺验证与优化,工艺装备,工艺作业系统以及工艺的实施!制造工艺开发-就新产品而言,是介于产品开发与制造实施之间的过程开发;制造实施 就是商品制造,属于产品生产范畴。,6,虚拟制造的定义,虚拟制造(Virtual Manufacturing,VM),是集高速发展的计算机软硬件技术,信息数据库技术,图像技术处理技术,以及制造工艺,有限元计算技术,资源管理,产品研发设计于一体的综合核心技术;能够在制造实施前,虚拟仿真制造实施过程,是同步开发的必要手段!它将彻底改变传
3、统的产品设计制造的概念,虚拟制造技术的存在将为提高产品设计的成功率,缩短产品设计时间,降低成本,降低投资风险提供一个系统的平台;它已经成为21世纪设计制造业变革的核心技术之一,成为科学的学科前沿,企业界的热点;,7,同步工程(SE/CE),同步工程:Simultaneous Engineering/Concurrent Engineering 同步工程是对产品开发及其相关性过程(包括制造过程和支持过程)进行并行,一体化设计的一种系统化的工作模式,这种工作模式力图使设计人员从一开始考虑到产品全生命周期(从概念形成到产品报废)中的所有因素。它把目前大多按阶段进行的跨部门(包括供应商和协作单位)的工
4、作尽可能进行同步作业.同步工程的核心是对在时序上串行的流程,借助某种手段使之并行开发!虚拟样车,虚拟制造是同步开发的必要手段!同步工程的目标:降低开发成本与缩短开发时间:合理的数模发放模块与时间安排工艺设计应紧密与PE工作;工艺设计与产品设计应共同负责数模发放;工程开发与供应商的早期开发制造要求的早期输入标准化以降低风险数据库将帮助降低风险关键路径管理(从设计开发到工装开发),8,制造工艺设计,制造工艺设计是相对于产品设计而言;产品设计输出的是产品三维数模,以及产品技术定义;制造工艺设计输出的是三维产品制造的工序数模,以及制造工艺的制造要求!制造工艺设计包含三层次的工艺设计:工厂的工艺设计,生
5、产线工艺设计,生产工位的工艺设计;制造工艺设计开发是整车开发流程中必不可少的环节,是与产品设计开发同样复杂,同样重要的开发环节!,9,生产性核心工艺,主机厂生产性核心工艺(20/80原则):冲压工艺焊装工艺涂装工艺总装工艺发动机机加工制造与装配工艺(发动机自供),10,产品设计输入,冲压工艺规划,冲压工艺设计,冲压工艺虚拟验证,工艺开发输出,冲压工艺规划:生产区位模具投资预算冲压工艺规划说明冲压车间平面布局图车身冲压件自制与/外协分配冲压模检具开发方式规划,冲压工艺规划,冲压工艺开发的主要内容,产品概念报告,冲压件技术要求,工艺设计标准,标杆产品数模,11,冲压工艺设计:DL图全序模模面数模(
6、DM)冲压设计工程书验收标准冲压open issue,DL图设计,op30翻边整形,op60侧冲孔,全序模面工程,产品设计输入,冲压工艺规划,冲压工艺设计,冲压工艺虚拟验证,工艺开发输出,冲压工艺设计,冲压工艺开发的主要内容,产品概念报告,冲压件技术要求,工艺设计标准,产品数模,标杆DL图,12,冲压工艺虚拟验证:冲压成型CAE分析报告冲压回弹分析报告冲击线,滑移线分析报告冲压CAE故障诊断报告产品问题open issue,CAE分析建模,成型CAE分析报告,冲压CAE故障诊断报告,回弹分析报告,产品设计输入,冲压工艺规划,冲压工艺设计,冲压工艺虚拟验证,工艺开发输出,冲压工艺虚拟验证,冲压工
7、艺开发的主要内容,产品概念报告,冲压件质量标准,工艺设计标准,DL图,工艺数模,冲压制造要求,13,焊装工艺开发的主要内容,焊装工艺设计,工艺开发输出,产品设计输入,焊装工艺虚拟验证,焊装工艺方案:产能目标焊装节拍分析报告焊装车间物流方案焊装线规划方案:生产纲领及生产工艺过程/生产线型式及设备选用/焊接夹具及检具开发/生产场地及面积/质量控制策略技改方案及投资预算项目实施的人员配置培训规划结构性能分析报告焊装质量目标:焊点合格率/间隙&阶差合格率/白车身合格率/白车身AUDIT分数,焊装工艺规划,产品概念报告,标杆eBOM,标杆三维数模,白车身技术要求,工艺设计标准,14,焊装工艺开发的主要内
8、容,产品设计输入,工艺设计输出:生产节拍相关设备及辅具清单焊装工艺卡(焊接顺序、焊点布置及分配,定员、工时,焊接参数,焊接设备及辅具)焊装工艺流程卡可视化BOM工装夹具清单检具清单焊点位置示意图检具检测点位置图焊装车间平面布局图(包括车间物流布置)线边物流方案工位器具清单,工艺开发输出,产品设计输入,焊装工艺虚拟验证,焊装工艺规划,焊装工艺设计,产品概念报告,eBOM,产品数模,白车身技术要求,工艺设计标准,15,焊装工艺开发的主要内容,产品设计输入,焊装虚拟验证输出,焊装工艺方案:零部件焊接顺序验证报告及优化建议焊点布置验证报告及优化建议工装干涉验证报告及优化建议焊接设备选型,设备与工装干涉
9、报告及优化建议焊装线布局验证报告及优化建议线边物流验证报告及优化建议CAE三维仿真演示,产品设计输入,焊装工艺设计,焊装工艺规划,焊装工艺虚拟验证,产品概念报告,VBOM,工艺三维数模,焊接制造要求,工艺设计标准,16,涂装工艺开发的主要内容,产品设计输入,涂装工艺规划,涂装工艺设计,涂装工艺虚拟验证,工艺开发输出,涂装工艺方案:产能目标涂装线规划/技改方案及投资预算涂装工艺流程图涂装平面布置图涂装质量目标及质量控制策略涂装车间工装设备清单涂装质量检验设备清单,产品概念报告,涂装质量标准,工艺设计标准,标杆三维数模,17,涂装工艺开发的主要内容,产品设计输入,涂装工艺设计,工艺开发输出,涂装工
10、艺作业要求前处理、电泳工艺要求涂装打胶图PVC喷涂区域图喷漆部位设计图涂装车间材料消耗清单涂装新材料开发报告,涂装工艺虚拟验证,涂装工艺规划,产品概念报告,涂装工艺设计手册,产品三维数模,涂装制造要求,涂装工具设计,18,涂装工艺开发的主要内容,产品设计输入,涂装工艺虚拟验证,工艺开发输出,涂装工艺方案:漏水工艺孔虚拟验证分析报告车身内腔电泳漆膜厚度虚拟验证分析报告腊膜厚度分析报告涂层烘烤效果分析报告,涂装工艺设计,涂装工艺设计,产品概念报告,涂装生产线参数,涂装制造要求,涂装工艺设计手册,涂装工艺流程图,19,产品设计输入,总装工艺方案:产能目标总装线规划/技改方案及投资预算工厂物流方案项目
11、实施的制造团队规划总装质量目标及质量控制策略,总装工艺虚拟验证,工艺开发输出,工艺规划,总装工艺设计,总装工艺开发的主要内容,产品概念报告,eBOM,标杆三维数模,标杆二维装配图,装配技术要求,20,产品设计输入,总装工艺设计,工艺规划,总装工艺虚拟验证,工艺开发输出,总装工艺开发的主要内容,总装概念设计可视化BOM总装工艺流程方案(装配顺序、定员、工时)设备及工具清单物流方案工位器具清单总装车间平面布局图(包括车间物流布置)总装工艺流程卡定位点系统RPS检具清单,产品概念报告,eBOM,产品三维数模,产品二维装配图,装配技术要求,扭矩要求,21,产品设计输入,工艺规划,总装工艺设计,总装工艺
12、虚拟验证,工艺开发输出,总装工艺虚拟验证输出:工装、工具模型生产线模型装配可行性分析报告及产品更改要求人机工程仿真报告物流方案优化建议工艺流程、定员、工时优化方案,工艺开发输出,产品概念报告,VBOM,三维数模,二维装配图,装配技术要求,总装工艺开发的主要内容,22,生产性核心工艺装备,阶梯增长的生产性核心工艺装备的建设投入:装配厂的工具与输送系统冲压设备与模具焊装夹具涂装设备,$,制造体系是汽车制造企业的核心动力.制造战略是汽车企业运营战略中最重要部分之一.制造成本是汽车企业的最主要的成本之一.制造的固定资产是汽车企业的最大投资之一.制造的柔性是汽车企业的柔性.制造的人力资源占公司的总资源的
13、70%.,23,制造工艺业务开发系统,开发业务,同步工程与 开发流程,组织机构与资源配置,项目管理与制造信息系统,GMS,以人为本,标准化,质量植于过程,缩短关键路线周期,持续改善,24,二 同步工程与开发流程,目前现状,存在问题,解决措施,产品开发内容内部部分同步;部分工艺与产品同步;开发局部同步,非全流程同步;,产品数据下发,仍不能按结构模块,分段发放;部分性能验证仍不能在数据冻结前完成;产品开发,工艺开发的虚拟验证手段仍不完善;制造资源难以早期定位;且与制造工艺质量要求难以匹配,建立产品的模块化数据下发机制;新产品开发应实施快速样车试制;工艺开发应从概念开发开始;产品开发应与工艺开发共同
14、负责数模发放;精细的制造要求输出,将减缓工艺商工艺水平低下瓶颈,2007.7,2008,2009,25,开发流程综述,26,Mule Tool/Build/Test,Integration Vehicle,底盘/Concept Design,结构/Structure Design,整车/Integration Design,同步工程与虚拟制造循环/Ongoing and Staged Virtual Learning Cycles,Production Tool Design/Build,Launch,Matching,Part Approval,Learning Cycles,外表面数模发放
15、,外表面设计,油泥模型,概念报告,PVV,油泥冻结,制造工艺验证后的数模发放,投产,快速样车,工具件样车,试装,TTO,小批量,常规生产,某国际汽车整车/工艺开发流程,制造工艺概念阶段,制造工艺设计阶段,制造工艺虚拟验证阶段,制造工艺装备开发阶段,制造工艺投产准备阶段,作业系统开发阶段,零部件制造工艺开发阶段,MV Vehicle,27,国内某公司目前开发流程,Integration Vehicle,底盘/Concept Design,结构/Structure Design,整车/Integration Design,Production Tool Design/Build,Launch,Ma
16、tching,Part Approval,外表面数模发放,外表面设计,逆向模型,概念报告,PVV,油泥冻结,制造工艺验证后的数模发放,投产,工具件样车,试装,TTO,小批量,常规生产,工艺规划,制造工艺设计阶段,制造工艺虚拟验证阶段,制造工艺装备开发阶段,投产准备阶段,作业系统开发阶段,零部件工艺开发阶段,MV Vehicle,批量样车,制造工艺初始评估,Prototype Vehicle,快速样车,28,样车试制工艺验证阶段,2 工具件样车试制工艺验证工装模具验证局部装配流程验证物流路线工艺为生产性工艺,但非生产节拍工艺,3 批量生产车生产工艺验证生产线运行验证生产节拍验证物流匹配工艺为生产
17、性工艺,及生产节拍工艺,1 快速成型样车的试制工艺验证产品的市场反馈;验证产品的总布置;验证产品的功能;验证产品的装配;工艺为临时性,非生产性工艺;,基于逆向开发的基础,采用标杆样车的拆解,进行动力匹配!,基于生产性工装,非全序零部件进行白车身,整车试装;大部分性能测试在此阶段完成,基本一致;,29,某国际快速成型样车的开发内容,数模冻结1.1 根据设定的概念目标,定义不允许更改数模;1.2 评审与验证要完成;1.3 这是造型的最后释放版;快速成型车的三阶段:2.1 早期BIW;2.2 早期整车(NR)2.3 早期骡车(R)完成先期骡车制作(running):3.1 驱动螺车应在数模冻结前完成
18、,用以测试底盘,通风空调,电器,动力总成(包括进气与排放)及动力系统。3.2 驱动螺车的改进版将用于测试评审动力的冷却与排放!工艺验证4.1 BIW分拆,搭接,断面,装载顺序4.2 整车零部件装配顺序4.3 焊点布置,目前基于逆向开发的基础,采用标杆样车的拆解,进行动力匹配!由于没有进行快速成型工装的开发,没有早期工艺实物验证,30,制造工艺与产品开发界面,工艺驱动产品设计Process Driven Product Design(or commonly called Design For Manufacturing),概念与开发计划,项目启动,总布置,设计,数模发放,DFM 输入要求,制造工
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