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全三维工程化


业务背景

当前,国内外大型装备制造企业的数字化技术发展迅速,三维数字化设计技术得到了广泛的应用,基于模型定义(Model Based Definition, MBD)的数字化设计与制造技术已经成为制造业信息化的发展趋势。MBD是产品数字化定义的先进方法,它是指产品定义的各类信息按照模型的方式组织,其核心内容是产品的几何模型,所有相关的工艺描述信息、属性信息、管理信息等都附着在产品的三维模型中,一般情况下不再有工程二维图纸。MBD改变了传统的由三维实体模型来描述几何信息,而用二维工程图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的产品数字化定义方法。同时,MBD 使三维数模作为生产制造过程中的唯一依据,改变了传统以工程图纸为主,以三维实体模型为辅的制造方法。

目前,国外MBD技术的应用已经比较成熟,如波音公司在以波音787 为代表的新型客机研制过程中,全面采用了MBD技术,将三维产品制造信息与三维设计信息共同定义到产品的三维模型中,摒弃二维图样,将MBD模型作为制造的唯一依据。国内大型装备制造企业也逐步开始应用MBD技术进行产品设计,并将MBD模型作为制造的唯一依据。

解决方案概述

从产品全生命周期来看,全三维工程化应用包括三维设计、三维签审、三维工艺设计、无纸化制造、三维检验检测,以及跨产品全生命周期的三维工程化管理。

能力简介

 构建基于全三维数据化样机面向全生命周期的技术支撑平台:实现三维标注、三维工艺设计、三维工艺仿真验证、工艺数据管理、统一三维工程化工作环境,建立高效的基于全三维工程化应用的产品精益研发平台;实现全三维数字化全生命周期数据及流程一体化协同:在PDM系统中固化产品三维设计、三维工艺、三维制造流程,建立基于三维模型的新型产品研制模式;建立全三维数字化样机开发和管理的标准规范体系;通过三维工程化应用,逐步建立知识、经验积累和重用机制,固化到PDM系统,减少低水平重复设计,降低研制成本,提高设计质量;培养一批三维工程化应用种子选手,建立一支三维工程化应用人才队伍。

 解决方案

1、三维工程化产品设计

     三维工程化产品设计起始于三维设计,在三维模型中利用MBD技术将产品生命周期内的所有信息(包括产品设计、工艺、制造、检测等过程信息)定义于三维模型上,实现基于三维模型的产品设计、模型审核、工艺设计、工装设计、生产制造、检测等。产品设计完成检入PDM系统提交启动签审流程,各专业相关人员在PDM系统中,借助可视化工具进行三维评审,同时,工艺师对设计模型进行工艺会签,以明确产品设计的工艺可行性。工艺师的提前介入可以避免产品后期的制造环节对产品设计的不断更改反复。评审通过后的设计数据自动归档发布,进入三维工程化工艺环节。

2、三维标注

     建立以三维模型为核心的研制模式,设计人员在三维CAD软件环境下直接在三维模型上添加尺寸、公差、技术要求等信息,并将三维模型上的所有信息按照不同的需求分门别类地以视图的形式保存和显示,以便于其他人员进行浏览查询。为了快速、有效、准确的实现符合企业标准,贴合企业实际需求的对三维模型进行标注,应该定制开发基于三维CAD软件的三维标注工具。

3、公差分析

产品和零件的公差与制造成本是一对矛盾,按时交付高质量的产品和利润最大化,需要对设计进行非常精确的、高效率的、有效的分析。公差指标提得越高,即选择的公差范围小,加工的难度就越大,所涉及的工序和设备越多,占用的工时越多,制造成本就越高。

4、构建全三维模型结构

为了实现以结构化BOM数据为核心管理型号产品数据,保证产品结构及产品结构中每个节点属性的完整性,需要在产品设计时构建全三维模型结构,通过CAD软件与PDM集成接口自动生成产品结构。


客户价值

1、全三维设计带来的价值:产品设计输出以全三维MBD模型为主,不再转换二维工程图,设计师在三维建模和三维标注时兼顾满足工艺制造的要求,整体提升设计效率,缩短周期。

2、三维工程化管理带来的价值:通过PDM系统建设,构建统一的产品数据管理平台,实现对产品研发过程和设计数据的全面管理,确立PDM系统单一数据源地位,支撑三维工程化管理的推广应用。

3、三维工程化工艺设计与管理带来的价值:形成以MBOM为核心的结构化三维工艺设计与管理模式,实现工艺设计与产品设计基于单一平台、单一数据源的管理。通过对MBOM构建过程的管理,确保在平台中形成准确、规范的MBOM,并能够向ERP系统进行及时、有效的集成传递。

4、无纸化系统带来的价值:车间工人通过现场无纸化终端可以直接查看生产任务相关的设计模型、结构化工艺文件以及关联的各类工艺文档、工艺附图等,基于三维模型和仿真动画等多种工艺表现形式,便于工人快速理解设计意图,从而提升生产效率,减少理解偏差导致的生产问题。

5、标准规范体系建立带来的价值:在全三维工程化应用过程中,结合MBD技术在设计、工艺、制造环节的贯彻应用,在系统中固化三维工程化相关的业务流程,形成支撑三维工程化在产品全生命周期推广应用的标准规范体系。

 信维提供的产品及服务组合

Creo + Windchill + CreoView + CeToL + Glaway MDA

CATIA + ENOVIA + 3DVIA + CeToL + Glaway MDA

 优点

1、实力强大,经验完备的专家团队

2、从业务咨询到IT系统实施的一揽子、全方位贴身式服务

3、可供深度借鉴的成功案例(14所全三维工程化项目)

4、可信赖的长久合作伙伴

 应用案例

中国电子科技集团公司第十四研究所

上海宇航系统工程研究所

南车集团戚墅堰机车有限公司

上海机电工程研究所

上海卫星工程研究所

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