中国汽车制造行业与数字化制造(连载五)

    5．汽车行业数字化制造解决方案简介

    图3 列出了目前国际上一些重要的制造业数字化软件提供商，按照所提供的数字化制造解决方案的完整性，可将它们分为以下四类：

    (1) 领先的PLM/ERP 软件提供商。它们能够为多种工业应用提供服务，但目前没有太关注数字化制造概念，也没有推出相应的数字化制造解决方案，这类企业位于区域1。

    (2) 数字化制造点方案(Point Solution)提供商。它们仅能提供数字化制造中一些离散的点应用，比如工艺规划、生产系统建模仿真、MES 等等，这类企业位于区域2。

    (3) 相对完整的数字化制造方案提供商。它们能够提供针对某些特定工业应用领域的解决方案，但由于没有自己的PLM 平台，因此难以提供多元服务，这类企业位于区域3。

    (4) 完整的数字化制造解决方案提供商。它们有市场领先的PLM 产品，所提供的数字化制造解决方案不但产品齐全、功能完善、集成性好，而且能够为汽车、航空、电子等多种行业应用量身定制，这类企业位于区域4，目前全球具备这样特征的软件提供商只有美国的UGS 公司和法国的Dassault 公司(说明：PTC 公司收购Polyplan 之后，也有了自己的数字化制造解决方案，但Polyplan 和Windchill 的整合还待时日)。

图3 数字化制造解决方案提供商

    一套针对汽车行业的数字化制造解决方案必须体现汽车制造的特点，它着眼于改进整个汽车制造流程，涵盖从动力系统到车身毛坯、涂装到最终装配及车间平面布置、一直到供应商与系统管理的所有功能。下面对UGS 公司和Dassault 公司的数字化制造解决方案作一个简单的介绍。

    1）UGS 公司的Tecnomatix 解决方案

    UGS 公司是PLM 领域的全球领先者，它提供的Tecnomatix 平台是一套完整的数字化制造解决方案，其构建基础是开放式的PLM，即Teamcenter 主构架，它由零部件制造、装配规划、资源管理、工厂设计与优化、人力绩效、产品质量规划与分析、生产管理等核心模块构成。针对汽车行业的Tecnomatix 解决方案的结构如图4 所示。

图4 UGS 公司的Tecnomatix 数字化制造解决方案(汽车行业)

    三维化的工厂设计和布局优化——合理的车间布局是保持长期盈利能力、生产流程耐久性和柔性以及可维护性的基础，在三维环境下通过对象模块的方式进行工厂设计不但形象直观，更能够充分描述和利用信息，对存储需求和物流设备进行评估，从而优化设施布局，以获得更高的生产线和物流绩效。

    汽车全套工艺的规划设计——Tecnomatix 解决方案包含了针对汽车全套工艺的辅助规划设计功能：白车身、总装、发动机、冲压、涂装以及零部件供应商的工艺规划。

    (1) 白车身工艺解决方案(eMPower Carbody)。主要解决白车身焊接工艺规划和焊装生产线的规划问题。该方案实现了：a) 多用户和多作业点的白车身工艺规划。用户首先创建白车身制造过程的分层次描述，根据工艺逻辑、流程及定义的业务、制造资源和产品零部件间的关系生成电子工艺表，然后将焊接点分配到相应的操作和资源中，使用系统资源库中的标准机器人、夹具、焊接或喷枪等设备工具，在二维环境中规划点焊接或喷漆工艺；系统也能跟踪和管理产品设计变更情况，核定其对制造工艺的影响。b) 设计、优化和离线编程。从系统资源库中自动选择焊枪，通过剖面功能核验焊枪；通过进行机器人路径三维仿真，检查碰撞情况、核对可达范围及优化周期时间；通过离散事件过程仿真分析生产线性能，包括产量和资源利用情况、瓶颈查找及缓冲大小；最后自动生成机器人和可编程逻辑控制程序及作业指导书。c) 整个企业内的信息交流。提供并允许用户读取存贮在系统中的各种自定义生产报告、成本估算、培训材料及工艺仿真。整车厂、生产线建造商及承建商都能在一个以内容为中心的协同环境下合作，最终形成一个发展与改良的连贯循环。