西门子数字化工厂解决方案.pdf

如需更多方案添加小助手微信：YGT17131008007主要内容数字化工厂简述航空工业制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结Page 2Siemens数字化工厂数字支撑平台Page 3制造协同工作NC-ProgramTooldataBackbone数字化工厂ERP产品设计模型工艺仿真验证工装设计CAM-NC 编程工艺卡片MES/ERP集成MESDevelop and Simulate ProductTeamcenter 单一制造数据管理Develop and Simulate ProductionExecute ProductionSetup Sheet.面向工艺人员管理工艺分工资源管理工艺设计检验车间信息集成面向制造Page 4如需更多方案添加小助手微信：YGT17131008007主要内容数字化工厂简述航空工业制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结Page 5Siemens航空工业制造的特点航空航天属于机械加工和装配生产并存的离散制造行业；产品结构复杂，产品配套的零件品种和数量众多；生产工艺复杂，包括机加（车、铣、磨）、钳工、电火花、热表、焊接、装配、试车等多种工艺；生产组织复杂，多品种、小批量，研制与批产混合生产；涉及多种制造资源之间的协调，相互制约；制造资源能力常低于生产需求；法规遵从性异常严格。Page 6航空工业制造面临的问题设计制造仍主要采用串行模式，制造模式未实现根本转变现场工人需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件，而且经常会出现工作上的失误，造成生产质量问题，影响生产周期航空各环节虽然已实现数字量传递，但仍存在信息孤岛现象，未打通数字化制造生产线，模拟量传递依然大量存在现场的数据复杂，包括物料、设备、人员、工具、半成品、成品等，缺乏有效的组织管理，无法保证信息的继承性与可追溯性Page 7工业制造各环节虽然已实现数字量传递，但仍存在信息孤岛现象，未打通数字化制造生产线，模拟量传递依然大量存在对飞机数字化装配技术缺乏研究，资金投入不足，仅满足于能把飞机制造出来，目前飞机装配还是沿袭着过去几十年来的手工作业模式数字化工厂目标 提高航空工业的生产制造水平和研制质量，缩短研制周期，降低研制成本 开展“数字化制造”，实现数字样机逐步取代物理样机 采用并行工程，实现设计、试验、工艺和生产制造的协同 实现制造信息的单一数据源管理 采用3D数字化工艺，提高工艺设计、现场工人、数控测量的效率 能够自动实时收集现场的质量、物料信息，并自动记录作业人员与作业时间等作业信息，实现生产现场实时监控、达到生产现场的透明化管理Page 8如需更多方案添加小助手微信：YGT17131008007主要内容数字化工厂简述航空工业制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结Page 9Siemens从虚拟演进到现实项目规划工艺BOM性能仿真产品设计概念设计资源管理工艺设计零件工艺设计BOM详细设计数字仿真装配工艺质量管维护大修计划理控制服务数服务维护维护大数据采制造资集生产源制造过程监制造执Page 10据管理修执行控行数字化工厂体系架构设计工艺验证文档排程执行追溯支持BOM 成熟度As-Designed产品研发As-Planned制造工程As-Built制造中心As-Maintained服务计划和执行产品设计设计数据接收工艺仿真产品定义管理生产跟踪质量管理机电一体化产品仿真EBOM管理管理工艺分工PBOM管理管理零件工艺规划装配工艺规划资源管理工装设计、管理工艺数据发放工艺更改管理计划排程设备管理与维护生产调度文档管理生产性能分析数据采集、归档刀具、工具管理DNC远程机床诊断服务计划、服务方法跟踪更改维护BOMPage 11生产执行生产过程监控条码管理5917业务过程描述设计数据接收1工艺分工2BOMMRP7生成生产计划8计划完工22As-Planed BOM构建构建3虚拟制造As-Built BOM22订单组件下达生产计划物理制造反馈生产数据21设备运维管理工艺设计4产品定义管理6计划排程1020人员管理质量管理1119物料管理及追溯18仿真验证仿真验证仿真验证文档管理生产过程监控12生产效能分析Page 12生产调度执行13生产统计14数据采集1516以BOM为核心的单一数据源管理BOM结构结构3D模型模型2D图纸图纸数字样机技术要求Page 13BOM(重构)工艺流水工艺路线工作指令工装资源BOM(单台)零组件寿命零件交接状态备件维修3D模型BOM(单台)零件追溯序列质量信息材料批次加工过程e制造工程3PR数据模型数据模型产品结构产品设计BOMCAD模型模型Vehicle Origin工艺规程Complete VehicleTop Level VehicleWindshield OriginLeft Wiper Arm Complete*Wiper Blade(2)Wiper Arm(2)Wiper GearWiper MotorLeft Wiper Axle OriginLeft Wiper ArmLeft Wiper Arm OriginLeft Wiper BladeRight Wiper Axle OriginRight Wiper ArmRight Wiper Arm OriginRight Wiper BladeWiper GearLeft Wiper ArmLeft Wiper BladeRight Wiper Arm Complete*Right Wiper ArmRight Wiper BladeWiper Motor UnitWiper Motor*Wiper Gear*3PR信息模型信息模型Wiper MotorA1A2A3A4A5A6Consumed Parts。IPA零件加工IPAIPA装配IPA试验工艺规程零件加工SharedResourcPlant AP1P2P3P4P5P6生产车间Assembly Line磨床电火花数控铣工作台工装试车台制造资源Page 14工装、机床设备企业 BOP 是企业BOM 管理的重要组成部分EBOM-PBOM-MBOM支持复杂制造数据管理支持复杂制造数据管理Plant AProduct AWork Area 1Work Area 2EnterpriseWork Area XBOPBOMProduct BPlant AWork Area 1Work Area 2Product CWork Area YPlant NWork Area 1Work Area ZPage 15Process 1WorkInstructionsInstructionsWorkWork制造数据管理产品结构mBOM工艺结构资源工厂版本，业务规则，工作流变更配置分类Part APart BResource X WorkWork Area J InstructionsConfiguration ARev 1,2 3 or B,C,DWork InstructionsInstructionsPage 16Part CProcess 2Process 3Resource YResource ZWork Area KWork Area LMore Weldi ngAno t h er Weld Operati o n支持装配工艺业务Mr.Plan n erMr.Quali t yTEST for Appro val Ro u ti ng S h e e tTEST PART现状BOM转换转换工艺人员需要花大量的时间来管理EBOM的更改变换，同时需要手工进行BOM的转换，虽然有一些系统辅助，但是和EBOM的管理系统脱节。更改也需要手工维护自动查询和协调EBOM的更改可根据每个定单进行详细的MBOM配置期望17Page 17解决方案策略：eBOM to mBOMeBOMmBOMMfg assemblyOwned byEngineeringOwned byManufacturingPage 18ABTwo typesof greaseCAEEngineerIndustrialEngineer制造工程师EngineerCADDesignerToolingEngineerProductRelease厂房设计人员QualityPlanner工装夹具设计人员FacilitiesPlannerPlantEngineer工装信息管理人员Mfg.车间管理人员EngineerLaunchTeamsMESDNC/CMM控制器Page 19如需更多方案添加小助手微信：YGT17131008007工艺分工装配工艺设计Page 20mBOM管理管理资源管理零件工艺设计仿真验证SiemensTeamcenter工艺分工规划仿真验证功能工艺处型号主管，根据零件的加工特性，编制工艺路线；在分工结束后，车间自动接收到分工组件的BOM；各车间自动接收到各个分工组件下达的工艺编号派工任务。客户益处基于EBOM编制工艺分工。快速便捷的分工信息录入。可以直接利用已分工的零件信息Page 21TeamcenterPBOM管理管理规划仿真验证功能基于EBOM编辑PBOM实现PBOM与EBOM关联PBOM可进行版本控制，权限管理，构型管理，有效性管理，工作流程签审发放，与EBOM的比较及时反映工程更改对PBOM的影响可以基于PBOM输出报表客户益处用户可以维护几个BOM结构同时保持与主工程结构的 相关性PBOM 可以根据批次/日期来配置每一个发货集更改可以在一个可控的方式下被传达用户可以分析影响 和 衡量Page 22Teamcenter零件工艺规划功能结构化工艺设计仿真验证Process DesignerPart Planning&Machining产品、工艺、工厂、资源的关联性设计数控编程与管理虚拟机床和装卡环境的仿真验证输出3D工艺卡片客户益处提高工艺编制质量和效率，减少错误和返工。丰富直观的工艺卡片，减少无效的工作时间和出错机会。仿真验证，减少实际操作错误。Page 23Work InstructionsWeb ToolsTeamcenter装配工艺功能规划仿真验证Process Designer结构化工艺设计产品、工艺、工厂、资源的关联性设计基于与EBOM关联的PBOM编制装配工艺，装配件与工序对应，实现按工序配料；RobCAD离线编程装配工艺仿真输出3D工艺卡片客户益处提高工艺编制质量和效率，减少错误和返工。丰富直观的工艺卡片，减少无效的工作时间和出错机会。仿真验证，减少实际操作错误。Page 24Part Planning&MachiningWork InstructionsWeb ToolsTeamcenter资源管理规划功能工装分类管理仿真验证设备库典型工艺模板库客户益处统一的工装、设备资源管理提高制造资源的利用率，降低成本通过典型工艺模板和知识重用，提高新产品、新型号的工艺编制效率和质量Page 25Teamcenter仿真验证功能规划仿真验证Process Simulate装配过程仿真装配干涉检查装配顺序和路径定义工装、夹具干涉检查人因工程仿真人因工程分析（舒适度、疲劳等）可达性检查机械运动仿真机器人运动仿真干涉检查工厂设计和物流优化数字化工厂布局和设计物料处理和成本产能分析Plant SimulationRobcadHuman Simulation定单顺序和优化客户益处早期监测和沟通产品设计问题，提高设计质量，减少车间安装和调试的时间；减少工装夹具的更改，降低夹具的制造成本；完成产能分析为工厂布局和工艺提高提供了数据基础；降低制造成本和提高产品的制造质量。Page 26数字化工厂：在制造层面的主要应用Page 27生产管理质量管理现场管理物料管理Occurrencies00MES生产管理产品定义计划排程生产调度执行数据采集及归档生产过程监控效能分析生产完工确认功能产品定义计划排程生产调度执行数据采集及归档生产过程监控效能分析生产完工确定FAULT ANALYSIS:CATEGORIES ONPACKER L12C004Pck02/44 PET BOTTLING LINE FOR 0.5L,0.9L&1.8L L12a031PERIOD 01/03/2004-25/04/2004(data from last 8 recorded weeks)353110.9客户益处3025280.80.70.620实时、准确的排程优化了制造资源的利用151012100.50.40.3提供生产文档及加工指示，让生产更加高效、有序5840.20.1强大实时数据处理能力，为数字化生产管理奠定数据基础N.of faultsFault percentageCumulative percentage33.00%Mechanical310.330.3330.00%Electrical280.30.6313.00%Personnel120.130.7611.00%Power down100.110.879.00%Materials80.090.964.00%Other40.041通过MES及时、准确的数据收集，让生产成本核算更加及时准确，使得管理得到提升实际生产数据的收集（差异、异常），给工艺持续改进提供良好的数据支持Page 28MES现场管理现场数据采集分析文档管理刀具管理NC程序管理程序管理预防性维护功能现场数据采集分析（自动化系统，机床数据）文档管理刀具管理NC程序管理及传输预防性维护客户益处现场采集实时数据。机床加工过程中对机床加工的准确分析，确保最优化地使用机床，增加机床可用性和生产率，提高车间生产透明度。刀具资源的动态链接，刀具数据实时监控，挖掘合理化使用刀具和节约成本的潜能，降低刀具错误。现场工艺卡片、图纸、操作指导书、维修指导书、及各种流转单据的全面跟踪。NC程序资源的动态链接和集中管理，与多种控制系统的NC程序传输。全员维修，制定完善的预防性维修计划，保证机床的开工率。Page 29MES物料管理在制品管理防错漏管理看板管理谱系追踪管理功能在制品管理防错漏管理看板管理谱系追踪管理客户益处通过产品族分类，形成产品价值流体系，利于生产过程组织透明化在制品的生产状态；规划化物料在车间的流转行为；提高物料识别的准确性和效率；能够灵活应对现场物料的异常操作；提高装配过程的准确性和装配质量，避免因装配事故造成的产品返工、返修，甚至报废；规划化工人的装配现场的操作行为；通过产品谱系查询，回顾产品的历史生产过程，以及物料变迁轨迹Page 30MES质量管理基础配置管理质量作业管理质量分析质量追溯功能基础配置管理质量作业管理质量分析质量追溯客户益处自动继承设计部门的工作成果，作为质检部门进行质量管理的重要基础数据；根据客户对质量控制的不同需求，灵活定义检验流程。事后检验升级为事先预防，降低产品的不合格率；建立员工质量成本意识，激发员工改进产品质量的动力；动态监控产品质量趋势，避免产品的批次质量事故发生；循序渐进地改进工艺和质量水平。未雨绸缪，建立完善的产品质量档案，跟踪产品的全周期质量状态；当产品被召回返修时，快速定位质量问题所在，以及定位会发生同类质量事故的潜在产品。Page 311工艺设计到生产制造过程举例工艺设计员计划员工艺设计与验证反馈生产数据给工艺设计11反馈订单实际数据10发布给制造部门任务发布来自ERP的订单任务传送订单和生产数据生产主管/生产调度生产统计员调度排程加工任务程序刀具数据2传送到机床任务信息归集任务信息7上传刀具信息，生产数据归档生产数据8关键数据分析9操作员3接收刀具数据NC程序等4开始加工任务5质量检查6数据采集控制维护刀具质量管理生产计划IT制造管理Page 32返回1 工艺设计与验证环境:Team Center Manufacturing角色:工艺设计员动作:查看EBOM制作MBOM完整性验证Page 33返回1 工艺设计与验证环境:Team Center Manufacturing角色:工艺设计员动作:查看/修改 BOP将消耗的MBOM填入BOP验证完整性Page 342 调度排程环境:SIMATIC IT角色:计划员行动:在SIMATIC IT中查看中查看ERP下达订单计划下达订单计划在SIMATIC IT中获取中获取BOP，并做工艺，并做工艺 状况检查进行生产调度，如加工顺序确定，协调物料Page 352 调度排程环境:SIMATIC IT角色:现场生产主管动作:查看生产订单生产任务派发查看订单详细：操作，行程，文件，等.Page 36Return3 接收生产任务环境:SIMATIC IT角色:操作员动作:登录工作站查看操作列表选择运行调度查看操作细节：操作指示，文件，等.首次确认任务接收Page 37返回4 操作执行环境:SIMATIC IT角色:操作员动作:查看文档，三维图，物料清单，等.读EWI向DCP窗体中输入数据消耗物料完成操作EWI 类型:只读文件，完成的文件，DCPPage 38返回9 质量检查环境:SIMATIC IT角色:操作员动作:声明缺陷查看相关图片选择图像中缺陷出现的区域选择缺陷声明报废，返工，等.说明:缺陷管理Page 39返回返回10 订单完成环境:SIMATIC IT角色:监督者或（事件驱动）()动作:选择操作进入最后的操作数据：生产，返工，报废数量，操作数据结束订单说明:最后一次操作完成后订单自动关闭Page 4011 最终的订单确认环境:SIMATIC IT/SAP角色:事件驱动动作:从 SIT 到 SAP的订单确认事的订单确认事件Page 41Good pieces返回Scrap12 物料追踪环境:SIMATIC IT角色:质量管理员动作:输入序列号查看操作树说明:操作数据收集:序列号,设备,数据收集平台,操作员(角色角色,活动,等.)Page 42返回主要内容数字化工厂简述航空工业制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结Page 43价值定位通过3D工艺设计、数字化仿真验证，制造信息的统一管理，解决目前航空工艺制造与设计脱节；支持物理样机向数字样机的转变，用数字化的手段验证产品的制造工艺可行性；在3D的环境下进行制造工艺过程的设计，提高工艺设计、现场工人、数控测量的效率；单一制造数据源管理，提升企业制造知识和资源的使用效率，保障现场获取数据的及时性和准确性；现场数据（设备、质量、操作、试验）的及时采集、反馈，实现成本的及时统计、工艺的持续改进，支持产品的后期维修；采用数字化制造，实现“无纸化”制造。Page 44如需更多方案添加小助手微信：YGT17131008007主要内容数字化工厂简述航空工业制造的特点及问题航空工业数字化工厂解决方案航空工业数字化工厂的价值定位总结Page 45Siemens如需更多方案添加小助手微信：YGT17131008007总结Page 46协同平台集成的工艺设计和资源管理单一制造数据源集成车间和ERP系统Siemens