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使用西門(mén)子Tecnomatix軟件，對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)前期進(jìn)行數(shù)字化模擬仿真及工藝分析。其中通過(guò)對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的構(gòu)成、工藝布置、設(shè)備和工裝等的全面分析，并且充分考慮現(xiàn)有產(chǎn)品和新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)，找出影響生產(chǎn)節(jié)拍的主要因素，從而對(duì)新規(guī)劃的廠(chǎng)房進(jìn)行改進(jìn)，使之更符合現(xiàn)生產(chǎn)需要。
總裝的工藝規(guī)劃需要考慮的因素很多，以前的工藝規(guī)劃中新產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)樣車(chē)裝配試驗(yàn)情況和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)際調(diào)整后完成，整個(gè)規(guī)劃過(guò)程如零部件裝配次序、操縱次序、工時(shí)分析、工具選擇、工位布局、生產(chǎn)線(xiàn)平衡、生產(chǎn)線(xiàn)能力分析、變更治理及工程本錢(qián)分析等都以傳統(tǒng)的手工加經(jīng)驗(yàn)方式進(jìn)行，用工藝概況表或者其他Excel的形式來(lái)描述，也沒(méi)有有效的仿真工具對(duì)工藝規(guī)劃進(jìn)行驗(yàn)證，工藝規(guī)劃的質(zhì)量和效率非常低。為了能夠使新產(chǎn)品盡快上市并且追求更高的產(chǎn)品質(zhì)量，華晨金杯引進(jìn)了西門(mén)子Tecnomatix軟件，用它作為工藝規(guī)劃的輔助軟件。
總裝車(chē)間數(shù)字化工廠(chǎng)構(gòu)建
1.總裝車(chē)間對(duì)數(shù)字化的需求
總裝生產(chǎn)線(xiàn)是由輸送設(shè)備和專(zhuān)用設(shè)備構(gòu)成的有機(jī)整體，先進(jìn)的裝配工藝需要先進(jìn)的工藝裝備，工藝裝備設(shè)計(jì)制造水平對(duì)保證高效率的生產(chǎn)和產(chǎn)品的高質(zhì)量至關(guān)重要，也是汽車(chē)裝配技術(shù)水平的標(biāo)志。作為汽車(chē)四大工藝的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，總裝車(chē)間能夠直接反饋出前三個(gè)環(huán)節(jié)所存在的題目，而目前汽車(chē)產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜，不但零件的外形多樣，且產(chǎn)品中包含的零件個(gè)數(shù)非常多，零件之間的裝配關(guān)系復(fù)雜，而生產(chǎn)設(shè)備日益趨向復(fù)雜和昂貴，總裝車(chē)間設(shè)備的布局和配置是否適應(yīng)現(xiàn)有和后期產(chǎn)品，都將直接影響公司利益。為了縮短總裝車(chē)間的生產(chǎn)制造預(yù)備時(shí)間，進(jìn)步總裝車(chē)間工藝規(guī)劃的效率和質(zhì)量，盡早發(fā)現(xiàn)和減少總裝的生產(chǎn)制造中的錯(cuò)誤，加快新車(chē)型上市，應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)是最好的解決方案。
2.Tecnomatix數(shù)字化構(gòu)建
?。?）資源庫(kù)的構(gòu)建
通常研究的制造系統(tǒng)是非線(xiàn)性離散化系統(tǒng)，需要建立產(chǎn)品模型、資源模型(制造設(shè)備、原材料、能源、工夾具、生產(chǎn)職員和制造環(huán)境等)、工藝模型(工藝規(guī)則、制造路線(xiàn)等)以及生產(chǎn)治理模型(系統(tǒng)的限制和約束關(guān)系)。數(shù)字化工廠(chǎng)是建立在模型基礎(chǔ)上的優(yōu)化仿真系統(tǒng)，所以數(shù)字化建模技術(shù)是數(shù)字化工廠(chǎng)的基礎(chǔ)，只有齊全而正確的模型才能保證數(shù)字化工廠(chǎng)的完整性和正確性，這表示前期資源模型的建立是必不可少的。資源可按照公司自己的方式自行分類(lèi)，這次A1項(xiàng)目將資源分為Equipment、Human models、Logistic、Tool、Transportation、Layout和Other六大類(lèi)，將資源的數(shù)模（co或cojt文件）放到sysroot\LIB\Resource中各分類(lèi)的文件夾中即可，如圖1所示。
圖1 資源庫(kù)
（2）產(chǎn)品樹(shù)與產(chǎn)品庫(kù)的構(gòu)建
根據(jù)設(shè)計(jì)部分提供的BOM表按照一定的層次結(jié)構(gòu)輸進(jìn)Tecnomatix中，將產(chǎn)品庫(kù)中的零件拖動(dòng)到相應(yīng)的產(chǎn)品樹(shù)上即可，根據(jù)多車(chē)型的具體情況，零件數(shù)目不在產(chǎn)品樹(shù)上顯示，在后續(xù)的操縱樹(shù)中顯示，如圖2所示。
圖2 產(chǎn)品樹(shù)與產(chǎn)品庫(kù)
3.工藝線(xiàn)的構(gòu)建
總裝車(chē)間的工藝特點(diǎn)是多車(chē)型/多配置混線(xiàn)生產(chǎn)、需要裝配的零部件非常多且大部分為人工操縱。針對(duì)A級(jí)車(chē)總裝車(chē)間工藝特點(diǎn)，我們將重點(diǎn)放在裝配順序、資源和布局優(yōu)化、生產(chǎn)線(xiàn)平衡和人機(jī)工程仿真上，具體的工藝流程如圖3所示。
圖3 工藝流程
?。?）工藝定義
篩選BOM表中的零部件，將零部件初步分配到各個(gè)工段，并編輯出零部件的裝配工藝卡片，通過(guò)工藝卡片能夠進(jìn)一步深化了解裝配過(guò)程。根據(jù)工藝卡片編輯工藝概況表，它可以初步制定出裝配順序。具體可以利用PERT圖直觀地定義各工序之間次序（見(jiàn)圖4）。
圖4 PERT圖
（2）分配零部件
在工藝定義后，零部件的裝配方法和裝配順序已經(jīng)初見(jiàn)成效，為了在3D規(guī)劃環(huán)境下更直觀地進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，現(xiàn)將產(chǎn)品樹(shù)拖拽到工藝樹(shù)中，保證工藝卡中的零部件與產(chǎn)品樹(shù)逐一對(duì)應(yīng)，如圖5所示。
圖5 零部件分配
（3）裝配順序
根據(jù)生產(chǎn)線(xiàn)初步確定的工位數(shù)目及裝配順序，將裝配工藝卡分配到相應(yīng)工位，利用自動(dòng)創(chuàng)建裝配樹(shù)工具自動(dòng)創(chuàng)建裝配結(jié)構(gòu)樹(shù)。按照預(yù)先定義的裝配順序進(jìn)行虛擬裝配順序分析，驗(yàn)證裝配順序，找出不公道的操縱工位并進(jìn)行調(diào)整。
?。?）布局規(guī)劃
生產(chǎn)設(shè)備和制造系統(tǒng)日益趨向復(fù)雜和昂貴，生產(chǎn)制造系統(tǒng)的布局和配置是否適應(yīng)所制造的產(chǎn)品十分重要。通過(guò)以上工位順序的確定，將前期構(gòu)建好的生產(chǎn)設(shè)備資源模型添加到生產(chǎn)線(xiàn)指定工位中，并檢查生產(chǎn)線(xiàn)物流通道與物料空間是否有干涉，這樣可以提前起到優(yōu)化資源選擇和優(yōu)化布局的作用。
?。?）工時(shí)計(jì)算
利用自己的工時(shí)定額標(biāo)準(zhǔn)MTM以及工程師自身的工藝經(jīng)驗(yàn)計(jì)算出每張裝配工藝卡的操縱時(shí)間，把每個(gè)工位的工時(shí)與節(jié)拍進(jìn)行比較，假如超出節(jié)拍則表示工位的工序過(guò)多應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，反之則過(guò)少。在這里同樣需要考慮的是混線(xiàn)生產(chǎn)帶來(lái)的題目。
（6）操縱平衡
單一車(chē)型的線(xiàn)平衡是很好實(shí)現(xiàn)的，可以通過(guò)手動(dòng)、半自動(dòng)及全自動(dòng)往實(shí)現(xiàn)，這里使用軟件自帶的自動(dòng)線(xiàn)平衡工具進(jìn)行分析。當(dāng)車(chē)型較多，混線(xiàn)生產(chǎn)時(shí)，手動(dòng)線(xiàn)平衡就很難做到盡善盡美了，并且需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。西門(mén)子自動(dòng)線(xiàn)平衡不僅縮短了以前經(jīng)驗(yàn)性的手動(dòng)設(shè)計(jì)工藝規(guī)劃流程圖的耗時(shí)及后期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的大量調(diào)整時(shí)間，更重要的自動(dòng)線(xiàn)平衡給項(xiàng)目提供了大量的理論技術(shù)依據(jù)，并有效清楚的輸出分析報(bào)告。就很有必要。這樣無(wú)論在后期研究工藝規(guī)劃公道性以及未來(lái)新項(xiàng)目的實(shí)施都進(jìn)步寶貴的技術(shù)資料，從而避免資源的無(wú)序使用。通過(guò)Gannt圖（見(jiàn)圖6）可以非常直觀地檢查各工位、各操縱工人的工作節(jié)拍。
圖6 Gannt圖
（7）裝配驗(yàn)證
經(jīng)過(guò)以上這些步驟，車(chē)間的工藝信息基本上定義完成，為了讓工藝信息更加正確，必須對(duì)裝配工藝進(jìn)行驗(yàn)證。西門(mén)子Tecnomatix的裝配規(guī)劃及驗(yàn)證，能在第一時(shí)間生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。產(chǎn)品及制造需求的同步控制功能，則通過(guò)反復(fù)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的解決方案及最佳實(shí)踐來(lái)減少裝配規(guī)劃工作。另外，裝配規(guī)劃及驗(yàn)證環(huán)境為用戶(hù)提供了研究新工藝和技術(shù)的一種虛擬環(huán)境中，而無(wú)需在實(shí)際工廠(chǎng)中開(kāi)展繁重的研究和驗(yàn)證，利用3D仿真工具，具體仿真整個(gè)裝配過(guò)程，其中包括零部件裝配次序、工具干涉檢查和工位布局優(yōu)化等。同時(shí)也進(jìn)行人機(jī)工程仿真，包括裝配可視化、可達(dá)到性和疲憊仿真等。
總結(jié)
綜上所述，使用西門(mén)子公司提供的Tecnomatix軟件在解決汽車(chē)行業(yè)數(shù)字化制造題目上得到了很好的效果。把企業(yè)的數(shù)字化拓展到制造領(lǐng)域，覆蓋生產(chǎn)規(guī)劃和改造整個(gè)制造過(guò)程。同時(shí)，華晨金杯汽車(chē)公司通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)，也獲取和積累了工藝知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，形成了最佳實(shí)踐知識(shí)庫(kù)，能夠更好、更快地規(guī)劃高效的生產(chǎn)線(xiàn)及進(jìn)行須生產(chǎn)線(xiàn)改造，縮短新產(chǎn)品的上市周期，減少新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)本錢(qián)和風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)以利于加工，優(yōu)化生產(chǎn)線(xiàn)配置和布局，減少生產(chǎn)線(xiàn)預(yù)備和停機(jī)時(shí)間，增加生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備生產(chǎn)力，大大進(jìn)步生產(chǎn)率，改善工人的勞動(dòng)環(huán)境，進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量。
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