知识分享｜仿真世界，结构工程师扮演着怎样的角色？

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。MBOM—基于模型的制造数据主线 01 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；03 EBOM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BOP—全三维工艺构想与规划 02 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。 资源定义—布局三维虚拟工厂 03 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。工艺验证—运筹制造于虚拟体验 04 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。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。作业指导—三维沉浸式制造表达 05 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。融会贯通—一体化协同工艺管理 06 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。图4 基于模型、数据驱动的一体化更改 小结 基于MBD的数字化工艺赋能企业制造转型 综上所述：基于达索系统3DEXPERIENCE平台的三维数字化工艺具备以下四个特质，以赋能企业数字化转型。01 基于模型基于模型实现工艺编制及发布的全流程管控，同时实现数字量的连续传递。02 数字连续一体化的数据架构，保证数据源唯一，提高业务运转效率和标准化程度。03 数据驱动全流程的数据追溯与智能工艺，基于端到端流程实现设计-协同-管理的无缝衔接。04 数字孪生构建数字化虚拟工厂，基于虚实融合技术，实现制造验证、优化与预测，最终实现智能制造与柔性制造来源：友创软件