eCOL MPM

面向复杂制造的智能工艺创新平台

概述

智能制造需要以网络化为支持,从数字化入手,逐步实现智能化,同样,工艺的智能化也需要走过数字化、网络化、智能化的各个阶段。

工艺的数字化,以三维模型为基础,形成可视化、结构化的三维工艺,以模型的方式进行工艺方法、工艺过程和生产指令的表达,然后再进一步延伸到工艺执行过程的模型化表达;

工艺的网络化,使得工艺的关注点不再局限于工艺文件中有限的信息,而要工艺过程中的软件、硬件、人等各类资源通过网络连接起来,将覆盖了产品、加工过程、加工资源、加工方法等完整工艺信息的数字化的工艺模型应用到全生命周期过程,实现网络化能力单元跨地域-多企业-多学科-多专业的协同;

工艺的智能化,则是指把工艺经验形成数据,利用数据对工艺进行建模,把经验变成可持续的价值,从解决可见问题延伸到解决不可见问题,然后再将这些知识变成具体的工艺参数、生产指令和可执行的决策,从根本上解决和避免问题。

如同智能制造是我国制造业的长期发展战略,智能工艺也是企业工艺信息化的中长期目标,为了实现这一目标,我们需要跨越这样三个阶段:

第一阶段:重点解决工艺数字化的问题,部分解决网络化的问题,并为解决智能化的问题打下基础

第二阶段:深化工艺数字化,扩大工艺网络化的范围和深度,形成智能化工艺的基础架构

第三阶段:形成智能工艺的完整体系

通过这三个阶段的建设,工艺信息化将逐步达到虚实融合、软硬一体、基于云的制造目标:

虚实融合是指虚拟的工艺过程与实际的生产过程的深度融合;

软硬一体是指整个工艺过程中的人、资源、软件、硬件等软硬件各类数据形成完整的整体;

基于云的制造则从跨企业、跨产业链、跨行业、跨地域的角度对完整的企业业务过程形成支撑。

eCOL MPM充分考虑了产品全生命周期的各个环节,利用产品的三维模型,由工艺设计人员在三维环境中对产品的工艺过程进行交互式的定义和分析,包括建立三维工艺结构、规划工艺过程、定义工艺方法、分配工装/设备等制造资源、进行工艺仿真、完成工艺决策,输出三维工艺文件,以指导生产现场的加工与装配,从而使制造人员能更加直观、准确、高效地完成制造工作,帮助企业提高产品质量和生产效率,降低时间和成本。

应用目标

工艺作为延伸设计、引领制造的核心业务环节,是智能制造中不可或缺的一部分。而工艺环节最重要的是通过智能化手段,进行工艺的优化。工艺的优化不仅仅是指工艺本身的优化,还包括工艺设计方法和工艺管理体系的优化,总的来说,是希望借助信息化技术,为企业构建支撑企业工艺创新,实现工艺优化的管理体系。

eCOL MPM从工艺的设计的角度,实现工艺设计过程和结果的可视,从工艺管理的角度,打造基于三维模型的工艺业务闭环,从业务集成角度,形成产品生命周期过程的一体化协同,从而帮助企业实现增效降本、提升质量的战略目标。

eCOL MPM的应用,在工艺的审查环节,能够从工艺可行性、合理性、经济性等环节对设计进行可加工性分析;在工艺规划环节,系统能够结合产品的各项性能参数要求,提出工艺方案、流程等的建议;在详细工艺设计环节,能够针对具体的加工要求,提出符合国标、行标、企标,且融合了实际生产环境和历史生产数据的优化的加工方法、加工资源;在仿真环节,能够根据仿真结果,提出优化和改进建议;而在工艺执行环节,真实的产品数据在虚拟的生产环境中及时重现,基于生产大数据的分析,能够进一步发现工艺问题,总结工艺经验,形成工艺知识,而这些知识将及时反馈到前端的工艺研发等各个环节,优化工艺模型,改善工艺质量,形成工艺的持续改进和创新。

商用价值

开目制造工艺管理系统的实施应用,将使制造业企业的工艺编制的效率比手工编制工艺的效率提高6~10倍以上,比传统的二维CAPP工具系统提高2~3倍。将促进制造业企业的工艺知识复用和创新,提高工艺规划的质量,生产制造准备周期比实施前缩短1/3以上,工程师的劳动强度比实施前减小50%以上。提高工程和制造的标准化;优化生产车间的设备、空间和人员的利用率15%;提高客户和供应商对工艺流程的可视化程度;提高对市场变化的反应速度。

实现基于BOM的工艺规划

面向产品全生命周期的集成化研发管理平台基于eCOL的统一平台上,实现需求的解析和确立,功能架构、逻辑设计、物理设计、系统验证,实现系统驱动的产品开发,使企业可以从整体上把握价值链的上下游系统,帮助避免因需求与物理实现不符所导致的后期系统集成而产生的高昂成本。

实现了对三维模型的支持

为满足企业三维产品模型完整表达、无障碍应用的要求,开目三维结构化工艺系统提供了对三维工艺设计的支持。系统以三维模型为基础,为工艺人员提供了一个接近真实的可视化工艺设计环境,在这个环境下进行包括建立和提取三维模型中的加工特征信息,加工过程仿真和校验、装配过程仿真优化、加工资源规划等高层次的工艺设计工作,这将大大提高工艺设计的质量和效率,并强化工艺在产品研发过程中的地位。

实现了基于知识的工艺创新

开目制造工艺管理系统以基于知识的工艺创新为设计思想,提供多种知识积累工具帮助企业构建知识积累和管理体系,使得企业的各种工艺知识、经验等能够逐步固化为企业的能力,同时还提供多种基于知识的工艺规划工具,使得企业的工艺研发的整体水平。

实现了精细化的工艺管理

开目制造工艺管理系统对工艺内容的管理粒度更精细,能够实现更细致的管理,同时较小的管理粒度也使得工艺知识的积累和复用变得可行和易用。结构化工艺信息由于管理粒度变小,工艺编制、管理和复用可细化至工序级甚至工步级,可以最大限度地降低重复编制的工作量,降低工艺系统中的数据冗余。

实现了工艺信息之间以及工艺信息与其它信息之间的有机关联

通过结构化工艺信息模型的定义,按照各类工艺信息之间内在的逻辑关系建立了信息之间的关联,并可对这些关联关系进行管理。使得工艺设计数据与产品设计数据实现了有效的关联,体现了产品结构在工艺阶段的核心作用。通过这种关联,产品研发的更改能够有效地传递到工艺环节,并可对整个过程进行跟踪,提升了工艺阶段信息化应用的效率。另一方面,也降低了工艺信息被后续生产、制造、服务等阶段使用的难度

促进建设集成协同化工作环境

结构化的工艺信息使得工艺信息的抽取和复用变得简单。结构化工艺系统使得三维模型从设计延伸到下游的工艺、制造环节,形成了面向产品全生命周期的工艺规划系统,并使得系统进一步朝着集成化、协同化的方向发展,充分发挥CAPP在整个生产活动中的信息中枢和功能调节作用。

主要功能

eCOL MPM实现对企业工艺部门从三维设计模型引入到三维工艺信息发布的完整业务活动提供多角度、多层次的支持。主要业务流程包括工艺审查、工艺规划、工序设计、工艺仿真、工艺发布以及工艺管理等协同工艺设计的各个环节提供支持。

工艺审查

在预发放状态下,eCOL MPM为研发部门提供数据传送通道,在流程驱动下,将设计数据转到具体专业的审查工艺人员窗口,对产品模型特征关联的尺寸、公差、粗糙度、技术要求、材料属性等工艺要求进行审查。

主要功能特点:

(1)设计数据接收

1)支持多格式、多来源的设计数据,包括2DCAD、3DCAD、 EXECL、XML、TXT、数据库表等。

2)完整继承设计数据中的各种信息(结构关系、属性等)。

3)提供批量导入工具,在导入的同时进行规范性检查,并自动完成标准化转换。

(2)设计数据可视化

图 审查设计模型

1)可浏览多种类型设计数据。

2)支持轻量化模型数据。

(3)零件可加工性分析

图 零件可加工性分析

1)一键式分析工具。

2)基于3DCAD环境,符合工程师工作习惯。

3)内置丰富的行业标准和规范。

4)可扩展、易定义的企业规则库。

5)多种报告形式。

(4)设计数据的比较、圈阅、批注、电子签名工具

图 审查电子CAD图纸

1)支持结构、图纸、三维模型、技术文件等多种数据格式。

2)支持以列表、树状、模型高亮、闪烁等多种直观的方式展示比较结果。

3)内置圈阅、批注工具。

4)与流程融合的电子签名工具。

工艺规划

基于三维模型,结合直观的过程流图和结构树、过程树,高效地完成企业产品的工艺过程和工艺结构规划。

主要功能特点:

(1)工艺结构定义

1)基于三维模型,拖拽式操作,结构与模型联动。

2)支持按照产品装配、制造及车间的生产能力,进行工艺零组件的划分。

3)支持根据产品的工艺特性添加工艺属性信息。

4)支持PBOM的签审、变更和版本管理。

5)支持汇总表自动生成。

6)支持与EBOM间的协同。

7)支持多PBOM间的协同。

(2)工艺过程规划

1)基于三维模型,可视化的过程规划工具。

2)结构化的工艺过程规划。

3)模型、过程树、过程流图多种形式并行、联动。

在三维环境下进行工艺过程规划

在三维环境下进行装配流程规划

三维流程图实时展示动态装配过程

三维流程图实时展示动态装配过程

(3)工艺分工和计划管理

1)支持工序级协同工艺任务分派。

2)支持多级任务分派。

3)支持远程任务执行和监控。

4)支持技术层和管理层等多业务线。

5)报表支持。

工艺任务分派和跟踪

工艺标准化

能够实现主制工序、协作工序的编制,并对其中的协作工艺与扩编工艺进行流程发起,通过流程推送,协作工艺与扩编工艺员接受当前零组件的工艺路线、三维模型及其整个工艺数据模型,然后开展当前工序的工艺设计,实现工序协同设计和扩编工艺设计。

主要功能特点:

1)可定义结构化工艺数据模型,用以构建结构化工艺数据模型,管理当前零件的工艺结构、资源和工厂数据,并建立数据之间的关联关系等。

2)可定义各类工艺文件模板,如工艺方案、工艺规程、作业指导书、工艺汇总表、工艺总结、首件鉴定资料、特殊过程确认资料、工艺评审报告,工艺攻关总结、工艺FMECA报告等。

3)可定义数据的来源、格式、输出样式。

4)各类模型和模板可维护、可扩充、可更新。


图 输出3D作业指导书(PDF/XLS/GXK)

详细工序设计

主要功能特点:

1)能够实现主制工序、协作工序的编制,并对其中的协作工艺与扩编工艺进行流程发起,通过流程推送。

2)参照真实感的三维产品模型,以三维模型和PMI、技术要求等信息为依据,开展工序定义。

2)采用结构化工序定义方式,强化信息间关联,细化工艺设计、复用和管理粒度,打开工艺文件“黑匣子”。

4)支持二、三维混合的工序定义,符合二维向三维过渡时期的工艺业务模式。

三维装配工艺规划工具

二维结构化工艺编制工具

5)支持结构化的三维装配工序定义。

6)以企业的工艺知识、经验和行业规范为指导,在图形化、结构化、可视化的设计环境中,智能化地进行工序定义,规避设计风险和质量偏差,显著提高设计效率。

7)自动生成毛坯和工序模型,将工艺人员从繁杂的工序模型建模工作中解放出来。

8)内置丰富的工艺知识、规范、标准、经验。

9)面向工艺人员的知识管理工具,边使用边积累的知识复用机制,增加了知识管理的可行性。

10)内置多种常用工具,提高工作便利性和系统友好度。

电装工艺编制工具

三维机加工艺规划工具

工艺成本管理

主要功能特点:

(1)工时管理

1)支持批量编辑工时

2)基于MODAPTS法的工时管理

3)特征参数化的工时设计方法

(2)工装全生命周期管理

1)与工艺设计环节紧密融合,支持在线工装申请。

2)支持工装设计任务管理。

3)支持在线工装库的查询和选用。

4)从工装资源管理扩展到前端的工装设计和后端的工装实物管理,对企业的工装资源库、工装的数据以及工装资源的使用过程等进行管理。

(3)工艺资源管理器

1)实现对各类企业资源的集中管理。

2)不但提供了丰富的符合国标的标准刀具、量具、标准工艺术语等资源库,还提供可视化的操作界面以使企业可自行扩充专用工艺资源。

(4)材料定额管理

1支持材料库选择。可以是系统内材料库,也可是外部系统的材料库

2)支持材料计算公式的定义

3)支持材料信息自动计算

4)支持材料定额自动汇总计算

工艺仿真

eCOL MPM支持利用专业的工艺仿真工具,实现零件加工仿真和装配过程仿真。

主要功能特点:

(1)零件加工仿真

打通CAD与CAM。将加工工艺(机床、刀具、加工参数、加工策略)和三维工序模型传递给CAM作为加工仿真的输入,利用CAM本身的功能自动生成加工仿真、机床仿真和NC代码。

(2)装配过程仿真

1)对产品的装配过程进行模拟与分析。

2)模拟和预估产品装配性能及可装配性等方面可能存在的问题,并将装配信息反馈给设计阶段的设计人员,修改、优化设计,提高设计质量与水平。

3)向用户展示真实感的三维装配过程,分析与优化装配顺序,检验工装、工具使用者的可达性、装配空间的开敞性, 评价装配工艺的合理性,及早发现潜在的装配冲突与缺陷,优化产品的装配过程,提高装配设计效率、提升装配质量。

(3)生产线仿真

工艺发布

eCOL MPM支持多种工艺输出,可以提供包括轻量化3D工艺文件、二维工艺卡片、各类工艺汇总表、以及AVI视频文件等多种格式文件的输出和浏览。企业可以根据应用场合不同,按需选择。

主要功能特点:

1)支持二维、三维结构化工艺信息输出

2)支持二维、三维工艺文件输出

3)支持仿真视频输出

4)支持工艺报表输出

工艺信息电子化浏览

工人面前操作台

手机及平板等移动终端输出

工艺管理

eCOL MPM能够为企业搭建统一的工艺管理平台,提供结构化的基础数据管理、工艺文档管理、工艺流程管理、工艺研发项目管理、变更管理、版本管理、打印、输出与汇总管理等。

主要功能特点:

(1)工艺任务管理

1)支持利用三维工艺浏览器进行三维工艺的浏览和圈阅。

2)支持利用工艺卡片浏览器进行二维、三维工艺卡片的浏览和圈阅。

3)通过电子化流程管理完成工艺的评审。

4)支持支持临时流程处理、委托流程处理、出差管理等。

5)在满足流程规范管理的同时,保证流程的灵活性。

(2)变更和版本管理

1)对设计引发的工艺变更及工艺引发的变更提供不同的管理模式。

2)符合国际标准变更管理规范的变更流程管理。

3)提供变更影响范围分析工具,避免错改、漏改和改错。

4)提供多种变更通知渠道,及时将变更通知在指定范围内送达。

5)完整记录变更过程,便于追溯。

6)提供技术状态管理。

7)提供版本管理,可定义版本标识规则,可管理历史版本,可管理版本有效性。

(3)项目管理

1)项目模板管理:管理项目分解、项目团队、项目计划、项目交付物等多种模板,保证项目按预先定义的规范过程被管理。

2)项目计划管理:能够对项目计划进行 WBS 分解编制,支持直接编制和文件导入。任务自动分配和自动通知。

3)项目执行管理 :实现实时的项目状态更新和进度控制,,实现动态的项目管理,及早发现问题,提高沟通效率,减少人工管理强度,避免项目疏漏,提升项目管理效率和质量。包括项目看板、项目监控、项目过程记录、项目汇总、协作沟通等。

4)项目交付物管理:管理和记录项目过程,积累和传承项目管理经验。对项目过程进行管理和记录,建立项目过程与最终数据之间的联系。

(4)工艺数据管理

1)保证工艺数据的外部完整性和内部完整性。支持多种来源、多种样式、多种格式的工艺数据的管理,细致管理各类工艺数据中的所有信息。

2)多角度、多层次的工艺数据组织,满足不同业务部门的数据管理和使用需要。

3)提供功能灵活、完善的检索和浏览工具,快速准备地获取所需的信息。

装配BOM清单和零部件序号标注

集成性和扩展性

eCOL MPM提供多种灵活的标准接口,通过这些接口强有力的支撑,使eCOL MPM很容易与企业其它信息化工具间进行数据交互和共享;同时,eCOL MPM还充分考虑企业发展的需要,支持企业规模及个性化功能性需要的扩展。

主要功能特点:

(1)与其它业务系统集成

eCOL MPM充分考虑了其与其它业务子系统之间的接口以及在各个业务子系统之上构建的综合信息系统的接口,以适应整体规划和分步建设的需要。支持基于企业服务总线(ESB,Enterprise Service Bus)、基于数据中心、基于集成接口等多种方式的集成

(2)支持多组织及分布式应用

通过多组织的工作模式来实现集团分布式应用的要求。提供多种软硬件性能优化策略。

(3)规模及功能可扩展

eCOL MPM可以支持通过硬件和软件两种模式实现规模扩展,以满足企业发展壮大的需求;同时,eCOL MPM还提供可复用的组件包或接口,使得用户可以通过配置实现功能扩展以构造个性化应用系统。

(4)二次开发平台

eCOL MPM支持提供丰富的二次开发接口和强大的二次开发语言,用户或实施人员可以根据实际的需求在系统的现有功能上进行功能的开发扩展。

行业应用

1) 中国西电集团公司中国西电电气股份有限公司

我国高压、超高压及特高压交直流成套输配电设备生产制造企业中产品等级最高、产品品种最多、工程成套能力最强的企业。
开目 “产品装配三维闭环工艺设计系统”为2016年国家智能制造应用示范项目。通过项目建设,为企业构建统一的基于MBD的三维工艺设计协同管理平台,支撑两地的工艺协同管理与工艺资源共享,实现基于MBD的装配工艺路线规划、三维装配工艺仿真与输出。以三维工艺来指导生产现场的装配,减少生产人员理解工艺信息的时间,降低出错率,提高生产的质量,同时为精细化的生产管理提供支撑。

2) 广州汽车集团乘用车有限公司

2015年,开目公司在广汽乘用车开展“同步工艺交互开发应用系统“的实施,该项目面向整车工艺开发过程,以知识管理为核心,以项目管理为主线,以流程和交付物管理为重点,对广汽乘用车的整车、整机等标准项目以及TOP问题管理、各类会议和培训以及其它等非标项目的完整开发过程管理进行管理,并建立了包含开发能力(冲焊涂总四大工艺专业的各类相关标准与规范、指南、总结、CHECKLIST等)、数据(院内数据、对标数据、生产线数据、试制数据等)、SE(ECR报告、分析报告、工艺验证报告等)以及其它各类需要总结和沉淀的知识在内的知识管理体系,使得工艺人员在进行工艺研发过程中,利用规范的流程和交付物管理,保证管理的规范性,利用工艺知识库进行交互式的工艺设计,保证工艺研发的效率和质量。而针对工艺设计人员、工艺管理人员以及企业各类业务管理活动定义的多种图形化报表进一步提高了工艺业务的整体效率。

主要优势

1) 可视化。

基于三维模型上实体信息和以及各种PMI、技术要求等标注信息,在三维环境下开展工艺规划和管理。可视的不仅仅是设计模型,还包括工艺规划、工艺仿真的过程以及输出的工艺数据。据此为设计人员提供了一个接近真实的可视化工艺设计环境。在这个环境下进行工艺过程规划、工序内容定义、工艺过程仿真、工艺资源规划等高层次的工艺设计工作,这将大大提高工艺设计的质量和效率,并强化工艺在产品研发过程中的地位。

2) 结构化。

用结构化的方式组织和管理工艺数据和过程,使得工艺内容的管理粒度更精细,较小的管理粒度使得工艺知识的积累和复用变得可行和易用, 也使得工艺信息的抽取和复用变得简单。结构化工艺系统使得三维模型从设计延伸到下游的工艺、制造环节,形成了面向产品全生命周期的工艺规划系统,并使得系统进一步朝着集成化、协同化的方向发展,充分发挥CAPP在整个生产活动中的信息中枢和功能调节作用。

3) 智能化。

自动根据企业的工艺知识、企业和行业的工艺标准和规范等进行智能化推理和推荐。为保证知识库的可用性和持续性,系统提供方便易用的知识库维护工具,使得企业能够不断扩充和完善满足企业个性化需求的装配工艺知识库。 工艺知识库的定义简单直观,工艺人员可以日常的工作中点滴积累,持续丰富,保证工艺知识能够得到最大化的复用。

他们正在使用:

专注于以PLM为核心的制造业信息化领域,为客户提供提供专业的产品和行业解决方案

航天科工集团

中国电子科技集团

中国航空工业集团公司

中国航天科技集团公司

中国兵器工业集团公司

中国兵器装备集团公司

中国船舶工业集团公司

中国电子信息产业集团有限公司

柳州五菱汽车有限责任公司

东风康明斯发动机有限公司

长安汽车股份有限公司

重庆力帆乘用车有限公司

长城汽车股份有限公司

陕西重型汽车有限公司

上海电气电站集团上海锅炉厂有限公司

桂林大宇客车有限公司

哈尔滨电气集团公司

三一集团

厦工集团

北车集团大连机车车辆有限公司

中国南车

中国北车

浙江洋普重机有限公司

陕西法士特齿轮有限公司

中国第一重型机械集团公司

湖北三环锻压机床有限公司

四川矿山机器(集团)有限责任公司

徐州锻压机床厂集团有限公司

宁国中鼎密封件股份有限公司

国机重工集团

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