基于MBD的数字化工艺赋能企业制造转型

发布时间：2022/5/12 来源：杰索

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工艺作为连接企业的研发业务与工厂生产制造的纽带，在企业实施数字化转型战略的过程中，占有举足轻重的地位。据调查估算，企业产品开发全生命周期约40%-60%的时间集中于生产准备阶段，即工艺设计、资源准备和产品试制阶段；工艺越来越成为企业数字化转型的“瓶颈”。

那么，针对该“瓶颈”企业面临哪些挑战呢？

如何更好的把产品研发专家们的idea传递至生产现场，以避免上下游业务数据脱节？

如何提高工艺设计效率和质量，以减少更改，杜绝返工，降本增效？

如何利用三维工艺虚拟验证，以缩短产品试制周期？

三维工艺如何赋能企业智能制造？

针对上述挑战，达索系统基于3DEXPERIENCE平台给出解决方案。

01.MBOM—基于模型的制造数据主线

3DEXPERIENCE平台提供基于统一产品模型的MBOM设计环境，可直接从3D设计中定义、管理、重构和更新MBOM。

01基于三维装配单元划分MBOM结构，数据直观；

02可视化、交互式MBOM重构，支持基于模型消耗式分配物料，避免零部件错分、漏分，提高BOM编制效率和质量；

03EBOM与MBOM保持关联关系，支持数据追溯；

04提供多种工具检查EBOM与MBOM状态，产品设计、工艺设计在同一平台中分析工程变更带来的影响。

图1 三维可视化BOM编制

02.BOP—全三维工艺构想与规划

工艺规划是定义工厂该如何生产、验证产品可制造性的关键环节。3DEXPERIENCE平台支持用户在可视化环境中基于图形方便快捷的定义工艺规划。

图2 可视化、图形化、交互式工艺规划编制界面

系统支持工艺员基于模型开展工艺路线定义、工作中心定义、物料分配、工时定义、资源规划、产线平衡、工艺流程虚拟验证等工作，让工艺员以“生产规划师”的身份基于三维环境实现产品的虚拟生产。

01基于三维可视化布局创建工位、工序及其串并联关系，直观、高效；

02消耗式组件分配，避免组件错分、漏分；

03甘特图、工艺规划结构树、三维工艺布局数据同步，多角度查看工艺路线；

04可视化分配工具保证完整、准确、高效的配套定义，可实时查看上下游物料信息，快速掌握产品组件流程；

05支持基于工艺流程定义资源规划，在虚拟环境中建立工艺设计与工厂资源的关联；

06支撑面向产线的流程仿真和面向工时定义的线平衡分析。

03.资源定义—布局三维虚拟工厂

三维工艺的一大拓展应用是构建三维虚拟工厂，同时三维虚拟工厂也是实现数字孪生、智能工厂的数字基础。基于3DEXPERIENCE平台，三维虚拟工厂可无缝承接工艺设计数据，实现基于虚拟环境的生产仿真、验证和优化，缩短物理样机和生产试制周期，减少更改和返工，大幅度提高生产效率和质量。

视频2 三维虚拟工厂漫游

04.工艺验证—运筹制造于虚拟体验

传统的产品开发流程，企业需要消耗大量时间和成本用于物理样机开发和生产试制。基于3DEXPERIENCE平台完成工艺编制后，工艺数据可直接应用于工艺验证和产品可制造性检查，从而在工艺设计与生产准备之间形成良性迭代与优化。

视频3 三维虚拟工艺验证

3DEXPERIENCE平台通过基于模型的方式，提前验证制造工艺过程，降低了采购/生产成本及产品非质量成本，同时缩短了产品试制周期。

05.作业指导—三维沉浸式制造表达

三维作业指导继续秉持着3DEXPERIENCE平台一贯的数字连续性，使得工艺员可直接使用MBOM、工艺规划等工艺编制数据，基于三维场景无缝编制作业指导书。基于三维虚拟工厂，工艺员身临其境的操作工厂内任何三维数据，结合三维标注、装配仿真、人机工程等功能，如“现场直播”般真正实现对工人有价值、规范化的指导。

图3 沉浸式三维作业指导编制界面

编制完成后系统自动输出三维作业指导，并支持作业指导实时在线、全三维评审与发布。

06.融会贯通—一体化协同工艺管理

3DEXPERIENCE平台作为企业级业务协同平台，涵盖了产品、设计、数据、流程、管理、企业、人员组织等企业运营的各个层面。基于3DEXPERIENCE平台，工艺员在完成工艺编制后，可直接基于数字化流程发起在线工艺审签或工艺更改；在数字化流程中，基于数据驱动，每个人各司其职，共同协作完成工艺业务流程。