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【正文】 ） Plant Simulation是關(guān)于生產(chǎn)、物流和工程的仿真軟件。它是面向?qū)ο蟮?、圖形化的、集成的建模、仿真工具，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實(shí)施都滿足面向?qū)ο蟮囊蟆? Plant Simulation可以對(duì)各種規(guī)模的生產(chǎn)系統(tǒng)和物流系統(tǒng)，包括生產(chǎn)線進(jìn)行建模、仿真；可以對(duì)各種生產(chǎn)系統(tǒng)，包括工藝路徑，生產(chǎn)計(jì)劃和管理，進(jìn)行優(yōu)化和分析?？梢詢?yōu)化生產(chǎn)布局、資源利用率、產(chǎn)能和效率、物流和供需鏈，考慮 49 不同大小的訂單與混合產(chǎn)品的生產(chǎn)。 用 Plant Simulation 可以為生產(chǎn)線中的各種生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、生產(chǎn)過程建立 結(jié)構(gòu)層次清晰的模型。這種模型可以包括供應(yīng)鏈、輸送系統(tǒng)，儲(chǔ)存系統(tǒng)，生產(chǎn)資源、控制策略、生產(chǎn)過程、管理過程等。用戶通過各種分析工具、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和圖表來評(píng)估不同的解決方案并在生產(chǎn)計(jì)劃的早期階段做出迅速而可靠的決策。 全生命周期質(zhì)量管理 （ 1） 工藝質(zhì)量管理 1） 電子質(zhì)量計(jì)劃（ Electronic Quality Plan） 負(fù)責(zé)零件和分總成 /總成制造的企業(yè)，一定面臨著將工程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為制造和質(zhì)量規(guī)劃的任務(wù)挑戰(zhàn)，同時(shí)也很清楚采用手工方式編寫質(zhì)量規(guī)劃的工作不僅耗時(shí)，而且還無法確保所有的質(zhì)量信息都被體現(xiàn)在了質(zhì)量規(guī)劃的文檔 中。隨著 MBD（ ModelBased Definition, 基于模型的定義）技術(shù)的推廣，要求下游的數(shù)據(jù)使用者用新的工作流程來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的基于圖紙的手工方法，尤其是質(zhì)量工程師如何基于 3D CAD 模型快速創(chuàng)建檢測(cè)規(guī)劃。 在進(jìn)行首件檢測(cè)時(shí)，一個(gè)零件有幾百個(gè)甚至是上千個(gè)特征需要進(jìn)行驗(yàn)證。這些特征包括材料要求、尺寸、公差、涂層、注釋與規(guī)格等等。這些信息將被用來在質(zhì)量規(guī)劃中支持 50 檢測(cè)工藝的編制，而檢測(cè)工藝用來驗(yàn)證在制的零部件滿足設(shè)計(jì)規(guī)格要求。 由于缺乏在 3D 模型中捕獲這些信息的標(biāo)準(zhǔn)，工程師采用了各式各樣的方式來表達(dá)這些 數(shù)據(jù)，效率低下。因此企業(yè)就需要這樣的一系統(tǒng)，可以將 3D CAD 轉(zhuǎn)化到特有的系統(tǒng)中來進(jìn)行質(zhì)量工程流程的管理，以確保所有的檢測(cè)特性都能在質(zhì)量規(guī)劃文檔中得到體現(xiàn)。這正是西門子的 QPE（ Quality Planning Environment）所能帶來的。 QPE 具有伸縮性構(gòu)架用來從多種格式的設(shè)計(jì) 3D 模型中獲取設(shè)計(jì)工程信息。 QPE 具有自動(dòng)檢索模型來抽取關(guān)鍵尺寸并將公差信息應(yīng)用到缺少設(shè)計(jì)注釋的 CAD 模型上去的能力。這樣就可以為供應(yīng)商針對(duì)不同的 MBD 實(shí)現(xiàn)提供不同的應(yīng)用程序提供最終解決方案。 QPE 的主要功能 ? 從 CAD模型 中自動(dòng)抽取檢測(cè)特征，并進(jìn)行驗(yàn)證： ? 尺寸 ? 幾何尺寸與形位公差（ GDamp。T） ? 注釋和其它技術(shù)規(guī)范 ? 模型樹參數(shù) ? 未注模型檢查 ? 自動(dòng)生成檢測(cè)標(biāo)注符號(hào) ? 支持首件檢測(cè)，自動(dòng)導(dǎo)出 AS9102 報(bào)告（首件檢測(cè)報(bào)告， FAIR） 。 51 ? 通過 xml 直接將質(zhì)量規(guī)劃傳輸?shù)街圃靾?zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè) 2)CMM 編程及仿真（ CMM Programming and Simulation） 數(shù)字化檢測(cè)解決方案，提供了從三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（ CMM）檢測(cè)編程到三坐標(biāo)測(cè)量檢測(cè)執(zhí)行的基于 MBD的數(shù)字化檢測(cè)一體化解決方案，涵蓋了從制造工程到生產(chǎn)執(zhí)行的環(huán)節(jié)。包含NX CMM 檢測(cè)編程和 CMM 檢測(cè)執(zhí)行兩大模塊。該解決方案通過重用 MBD 模型，極大地縮短了編程時(shí)間（最低可降低 80 % ）；確保按公司標(biāo)準(zhǔn)檢查所有的零部件是否合乎要求；捕捉并分享最佳實(shí)踐；無需物理部件或機(jī)床，就能創(chuàng)建離線程序；有利于在整個(gè)流程中快速高效地傳達(dá)設(shè)計(jì)變更；簡(jiǎn)化了軟件部署的足跡（只需一套系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn) CAD 、 CAM 和 CMM ）；確保最低的培訓(xùn)要求。 (2) 質(zhì)量問題閉環(huán)管理（ CAPA） 以如下為研究?jī)?nèi)容： ? 質(zhì)量問題的定義、測(cè)量、分析、改善、控制環(huán)節(jié)管理； ? 捕捉最佳設(shè)計(jì)與工藝實(shí)踐，形成知識(shí)庫(kù)； ? 實(shí) 現(xiàn)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)； ? 實(shí)現(xiàn)文件、流程、角色的管理； ? 糾錯(cuò)和預(yù)防、質(zhì)量問題管理的流程研究： ? 檢測(cè)到不滿足工程要求：測(cè)量結(jié)果超差 ? 臨時(shí)措施：停止生產(chǎn)、解決問題，然后恢復(fù)生產(chǎn) 52 ? 記錄問題并關(guān)聯(lián)相關(guān)的缺陷零件 ? 問題確認(rèn)，啟動(dòng) CAPA 流程 ? 根本原因：通過 DPV 進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析 ? 糾正措施：更新維護(hù)文檔要求 ? 確認(rèn)措施：對(duì)實(shí)施的措施進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測(cè)以確認(rèn)效果 ? 預(yù)防措施：更新必要的相關(guān)培訓(xùn)資料（人機(jī)物料環(huán)法測(cè)），并推廣 ? 設(shè)計(jì)或工藝變更：執(zhí)行該措施的有效方法，修改交付物 目的在于通過對(duì)不滿足工程要求（失敗與 /或偏差）的問 題進(jìn)行系統(tǒng)的研究，捕捉最佳設(shè)計(jì)與工藝實(shí)踐，形成知識(shí)庫(kù)，以防止類似情況的再次發(fā)生。要求基于 PLM 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)問題的定義、測(cè)量、分析、改善、控制環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄和追蹤并能夠和必要的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、制造數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)變更、工藝變更以及測(cè)量變更相關(guān)聯(lián)，從而幫助 AVIC 形成基于單一數(shù)據(jù)源的質(zhì)量問題閉環(huán)管理。 （三） 關(guān)鍵技術(shù)裝備應(yīng)用情況 關(guān)鍵 技術(shù)裝備的應(yīng)用 （ 1） 焊接機(jī)器人設(shè)備 53 圖 19 焊接機(jī)器人整體布局三維圖 焊接系統(tǒng)組成：裝配變位機(jī)、工件吊裝三軸移動(dòng)系統(tǒng)、HXGN261 充氣柜氣箱內(nèi)、外螺柱焊機(jī)器人工作站、 HXGN261 氣箱前箱及后箱板機(jī)器人弧焊工作站、 前箱板點(diǎn)焊工位。 圖 20 HXGN261 氣箱前箱及后箱板機(jī)器人弧焊工作站 焊接工藝流程：機(jī)器人焊接前，先在前箱板點(diǎn)焊工裝上 54 進(jìn)行人工拼接點(diǎn)焊成形；然后人工使用工件三軸吊裝系統(tǒng)將工件輸送至前箱板焊接變位機(jī)；人工裝夾到變位機(jī)工裝上，完成后按下預(yù)約按鈕；機(jī)器人根據(jù)設(shè)計(jì)程序持 CMT 焊槍進(jìn)入焊接 工位，開始焊接；人工在后箱板變位機(jī)裝夾工件，完成后按下預(yù)約按鈕；機(jī)器人焊接完成前箱板后，根據(jù)預(yù)約進(jìn)入后箱板焊接；完成工件焊縫焊接；重復(fù)上述循環(huán)。 圖 21 焊接工藝流程 （ 2）數(shù)控沖床 —— 通快（中國(guó)）有限公司 通快數(shù)控沖床的特點(diǎn)：通過有限元法計(jì)算的 C 型機(jī)架，是由單一構(gòu)件構(gòu)成的抗扭剛性焊接結(jié)構(gòu)體。具有極高的剛性，有效的保證被加工工件的尺寸精度。 通快數(shù)控沖床采用了獨(dú)立沖頭，線性模具庫(kù)的設(shè)計(jì)理念，具有其他品牌沖床所無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。①具有良好的可接近性，操作者可以從三 個(gè)方向接近機(jī)床。②沖床TruPunch3000 線性模具庫(kù)沿 X 軸為 17 個(gè)模位和 3 個(gè)夾鉗。 55 儲(chǔ)存位置可以靈活變換。通過模具架裝調(diào)簡(jiǎn)便快捷； 通快數(shù)控沖床具有獨(dú)立的電動(dòng)液壓沖頭：①采用閉路控制的電動(dòng)液壓沖桿驅(qū)裝置允許 1080 次 /分鐘的速率。沖程長(zhǎng)度和沖力可根據(jù)模具和材料進(jìn)行優(yōu)化。②沖床精度高而且無需維修；③獨(dú)立沖頭的設(shè)計(jì)允許所有模具轉(zhuǎn)到任意角度。④沖床采用可編程落料通道：通快 TruPunch3000 的成品落料由于允許工件由滑到進(jìn)入成品收集箱，所以可以不需要未連接的存在，從而大大減少了人工去除微連接的手工工作，工件沖 裁表面更加光潔。 圖 22 數(shù)控沖床 （ 3）全自動(dòng)端子壓著機(jī)： 56 技術(shù)性能：針對(duì)成套電控行業(yè)二次下線加工要求專門開發(fā)，具有專利保護(hù)的核心技術(shù)。該設(shè)備能對(duì)橫截面為 — 進(jìn)行切斷，單雙斷脫皮，并可按要求進(jìn)行半脫或全脫。本設(shè)備具有雙線切換的進(jìn)線裝置，可實(shí)現(xiàn)快速更換導(dǎo)線；具有快速更換常用接線端頭模具的自動(dòng)壓接；能夠給導(dǎo)線進(jìn)線噴印字符，而且能夠給導(dǎo)線兩端自動(dòng)穿套號(hào)碼管并在號(hào)碼管上按要求進(jìn)行標(biāo)記字符；能夠?qū)Σ煌愋图耙?guī)格的導(dǎo)線進(jìn)線規(guī)整。操作界面采用 PC 機(jī) ，加工參數(shù)可用表格直接導(dǎo)入。 電氣三維布線軟件：利馳成套電氣二次下線SuperHarness 用 于 成 套 電 氣 制 造 行 業(yè) 的 二 次 導(dǎo) 線CAD/CAM/CAPP 軟件系統(tǒng)，以柜體三維結(jié)構(gòu)模型和電氣 CAD 設(shè)計(jì)軟件 SuperWORKS 生成的接線文件為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，完成電氣柜內(nèi)部導(dǎo)線的三維布線模擬，進(jìn)而生成加工導(dǎo)線用數(shù)控代碼，完成導(dǎo)線的自動(dòng)制造。 電氣 CAD 設(shè)計(jì)軟件：利馳電氣 CAD 軟件 SuperWORKS 用于電氣制造行業(yè)的電氣 CAD 設(shè)計(jì)軟件，其主要功能是快速繪制電氣原理圖，自動(dòng)生成電氣設(shè)備材料表、端子表、施工接線圖及接線表，生成的接 線文件數(shù)據(jù)可導(dǎo)入到電氣三維布線軟件中進(jìn)行柜內(nèi)導(dǎo)線的三維布線模擬和計(jì)算。 綜合 集成 公司建設(shè)了綜合集成平臺(tái)， 主要以 PLM、 ERP、 MES、 WMS、 57 自動(dòng)化系統(tǒng)為核心，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的相互傳遞，集中于上述五大系統(tǒng)之間的集成如下： 圖 23 綜合集成平臺(tái)總體框架 PLM 與 ERP 集成： PLM 將物料主數(shù)據(jù)、原材料 BOM、配方BOM、產(chǎn)品 BOM、工藝線路傳遞給 ERP，供 ERP 計(jì)算物料需求 等使用。 ERP 負(fù)責(zé)管理物料主數(shù)據(jù)。 PLM 與 MES 集成： PLM 將產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品 BOM發(fā)布于 MES 系統(tǒng)中，指導(dǎo) MES 按照規(guī)范的工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)；同時(shí) MES 也會(huì)將實(shí)際工藝的執(zhí)行情況反饋于 PLM，有助于 PLM進(jìn)行驗(yàn)證和改進(jìn)。 ERP 與 MES 集成： ERP 除了將主數(shù)據(jù)（人員、系統(tǒng)、物料等數(shù)據(jù)）傳遞給 MES，還將生產(chǎn)計(jì)劃傳遞給 MES，有助于MES 進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃管理和執(zhí)行； MES 也會(huì)將生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)際執(zhí)行結(jié)果反饋與 ERP，便于 ERP 對(duì)訂單計(jì)劃的改進(jìn)。 立體倉(cāng)庫(kù)與物流管理系統(tǒng)（ LOG）與 MES 集成： MES 將生 58 產(chǎn)過程產(chǎn)生的物料傳遞給 LOG，便于 LOG 的庫(kù)存管理； LOG也會(huì)將物料的出庫(kù)信息傳遞給 MES，便 于生產(chǎn)過程的物料操作；同時(shí) LOG 也會(huì)通知車間層有物料出庫(kù)信息，便于車間領(lǐng)料操作。 MES 與自動(dòng)化層： MES 將生產(chǎn)計(jì)劃傳遞給自動(dòng)化車間層，方便車間層按其計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn)， MES 會(huì)通過數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制 (Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)進(jìn)行實(shí)際實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，便于相關(guān)報(bào)表分析，同時(shí)自動(dòng)化層各系統(tǒng)也將實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)傳遞給 MES，有助于 MES 的生產(chǎn)監(jiān)控。 （ 1）集成技術(shù)路線 主要以 MES 為核心，其他系統(tǒng)圍繞其中，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的相互傳遞 PLM，集中于上述五 大系統(tǒng)之間的集成如下： MES 系統(tǒng)位于企業(yè)信息系統(tǒng)的中間層，需要和自動(dòng)化控制層、業(yè)務(wù)層集成在一起來滿足企業(yè)的生產(chǎn)管理需求。通常而言，外部系統(tǒng)集成由于其高度的技術(shù)復(fù)雜性成為很多 MES項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)，而 MES 平臺(tái)本身的開放性和拓展性可以充分滿足各種各樣的外部系統(tǒng)集成要求。 綜合集成平臺(tái) 采用 DIS（數(shù)據(jù)集成服務(wù)）來構(gòu)建 企業(yè) MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。 DIS 可以實(shí)現(xiàn) MES 和諸如 物流管理系統(tǒng) 等的第三方系統(tǒng)之間的通信。因此，它參與執(zhí)行的每一個(gè)動(dòng)作。DIS 是一種軟件服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)不同類型應(yīng)用之間的消息交 59 換，行 為上就像是一個(gè)通用數(shù)據(jù)傳輸層。其消息交換的首選標(biāo)準(zhǔn)是 XML。使用它無需開發(fā)用戶應(yīng)用程序，就可以實(shí)現(xiàn) MES和外部系統(tǒng)（例如 工業(yè)自動(dòng)化 系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、 ERP 系統(tǒng)等等）的集成。 DIS 可以保證可靠的消息傳輸，并可以保證應(yīng)用發(fā)出的消息到達(dá)且僅到 達(dá) 目標(biāo)應(yīng)用一次。它提供了可以用于 ERP、MQSeries、文件系統(tǒng)、 MES 生產(chǎn)建模器等連接器，另外，還有通用技術(shù)如 Web 服務(wù)、 COM 等連接器（通用技術(shù)連接器可以用于創(chuàng)建用戶自己的連接器）。下圖所示為 DIS 數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)。 數(shù)據(jù)集成服務(wù) ( DI S )各種類型連接器XSD X S L TDI S 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)E R P ( S A P R/ 3)E R P連接器物流系統(tǒng)生產(chǎn)集控系統(tǒng)業(yè)務(wù)層M ES自動(dòng)化能源管理系統(tǒng) 圖 24MES 集成技術(shù)路線 綜合集成平臺(tái) MES平臺(tái)內(nèi)置的中間件 DIS可以 實(shí)現(xiàn)多個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)與 MES 系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 60 在不同系統(tǒng)之間的交換。 因此， 綜合集成平臺(tái) 提供以 DIS為平臺(tái)架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心，為 企業(yè) 各種信息系統(tǒng)之間的集成提供強(qiáng)大和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)交換服務(wù)，一方面，可以保證系統(tǒng)集成的順利實(shí)施，降低集成風(fēng)險(xiǎn)，另一方面， DIS 數(shù)據(jù)交換中心內(nèi)置于 綜合集成平臺(tái) MES平臺(tái)之內(nèi)，不需要用戶單獨(dú)購(gòu)買，避免了重復(fù)投資，降低了項(xiàng)目的整體成本。 （ 2）集成方式 MES 平臺(tái)提供了各種類型的對(duì)應(yīng)連接器實(shí)現(xiàn)復(fù) 雜多樣的跨平臺(tái)的無縫集成。下表描述了連接器的類型和功能。 61 圖 25 連接器架構(gòu) （ 3)系統(tǒng)集成內(nèi)容 MES 具有一個(gè)完善的數(shù)據(jù)集成模塊，能夠完成與 ERP、PLM、 LOG、自動(dòng)化系統(tǒng) 等形成一個(gè)整體，充分發(fā)揮每個(gè)系統(tǒng)各自的功能特性。集成的模塊如下圖： M E S 系 統(tǒng)（ 生 產(chǎn) 制 造 執(zhí) 行 ）E R P 系 統(tǒng)P L M 系 統(tǒng)A u t o m a t i o nD I SD I SS i e m e n s N E TL O G 系 統(tǒng)D I S ? 與 ERP系統(tǒng)的集成 62 實(shí)現(xiàn)與