SOLIDWORKS帮助企业开启MBE大门

一、全球制造业数字化发展趋势

新一轮工业革命为企业带来新应用,数字化技术贯穿于产品设计、生产规划、生产工程、生产执行、客户服务等的各个环节,以实现虚拟数字世界与现实生产世界的准确映射。这个演进过程离不开物联网技术、云计算、大数据、工业互联网等新一代数字技术支持,离不开集成先进的数字工程环境、生产管理系统和现场自动化技术,并以此为平台达到数字技术在企业中的深刻应用,以最小的资源消耗获得最高的生产效率。

二、新一轮工业革命的特征

从全球视野看,数字制造技术的理念正在发生重大变化。美国国家技术和标准研究院(NIST)提出从MBD(基于模型的定义)到MBE(基于模型的企业)的跃升,其主要意义是,模型驱动贯穿系统生命周期的各个方面和领域,一次创建并为制造、服务等所有下游重用。现在的MBE 是把传统的模型向前端应用到需求开发、功能和逻辑设计,向后端应用到更广泛的智能制造以及综合保障等各个环节。

从MBD 到MBE,数字化设计和制造技术的创新应用成为制造业发展的新趋势。MBD 更关注产品的几何信息,包括工艺描述信息、制造属性信息、管理属性信息,把三维模型作为生产制造的唯一依据。未来MBE 更关注MBD 数据在整个生命周期的充分利用,并从几何层面上升到系统层面;另一方面在企业内部以及企业外部供应链之间建立集成和协同的环境,开展基于模型的交换,在数字空间进行反复迭代,以减少物理空间的质量问题和时间成本问题,目的是提高复杂大系统的设计质量、缩减交付时间、减少工程更改、减少产品缺陷和提高首次交付质量。

美国“下一代制造技术计划”(NGMTI)将MBE 的发展历程分为以下7个阶段等级,图1提供了一个MBE成熟度能力指数概述。

图1 MBE成熟度能力指数概述

三、SOLIDWORKS提供的帮助

MBE 逐渐成为先进设计制造方法的具体体现,也代表数字化设计与制造的未来,是建模与仿真方法在设计、制造、支持等全流程技术和业务的彻底颠覆和创新,其中MBD 是核心,基于模型的系统工程(MBSE)和基于模型的持续保障(MBS)是应用和实践的新方向。利用产品模型和过程模型定义、执行、控制、管理企业的全部业务,可实现业务之间的无缝集成,并与战略管理对接。显然,从0级到6级的过程需要时间,并且需要一个可靠的软件平台。为此,SOLIDWORKS提供了全面而可靠的方案。如图2所示,SOLIDWORKS已采取主要步骤,在多个生产过程中授权MBE,从定义和通信到加工、检查和管理。

图2 SOLIDWORKS支持的基于模型的企业愿景

SOLIDWORKS产品组合中有400多个新的增强功能,因此我们只能在本文中举例说明几个快速的例子。

1.SOLIDWORKS MBD:在SOLIDWORKS MBD 2018版中,可以帮助您在注释或表格中使用软件可读的通用概要文件、公差轻松地注释模型,如图3所示。它遵循常见的行业和公司实践,减少了繁琐的显式三维标注,并可以提供自动化下游制造过程中所需要的PMI。

图3 在注释或表格中定义软件可读的通用形位公差

2.为了在基于模型的企业中驱动数字线程,SOLIDWORKS MBD 2018现在可以按照ISO 10303-242:2014在步骤242中导出软件可读注释。图4显示了一个示例。这些中性格式的智能注释可以通过软件程序查看和分析。因此,这座数字桥梁可以为下游制造业提供多种自动化机会,如加工和检验。除此之外,SOLIDWORKS MBD 2018还可以从Creo、NX、CATIA和STEP 242导入注释。现在大型企业的供应商可以查看MBD数据,因为他们的客户在某些情况下已经停止发送二维图纸。

图4 在STP 242中导出软件可读注释

3.SOLIDWORKS-CAM:为了充分利用智能标注,SOLIDWORKS-CAM可以根据SOLIDWORKS-MBD定义的三维标注尺寸公差,实现加工设置、策略和数控编程的自动化。图5显示了公差基准加工。

图5 基于公差的SOLIDWORKS CAM加工

4.SOLIDWORKS Inspection:机加工后的检查呢?SOLIDWORKS Inspection 2018现在可以自动生成3D注释,然后生成检查报告,类似于图6所示的二维图纸中的步骤。

图6 自动气球三维注释

5.SOLIDWORKS Manage:现在要管理所有MBD数据、项目和流程,您可以利用SOLIDWORKS Manage 2018(一个新的产品线)中的丰富功能。一个常见的用例是将各种文档(如CAD模型、STP文件和检验报告)发布到一个技术数据包(即TDP)中,以简化按照军事标准31000A进行的通信。通过SOLIDWORKS管理,您可以创建自己的设置,引导SOLIDWORKS MBD自动收集必要的文档并将其发布到一个3D PDF包中。

图7 SOLIDWORKS Manage

在这个全球大背景下,智能制造体现着从传统制造向数字制造转型的创新方向——在保持灵活性的同时,兼顾提升生产效率、缩短上市时间、提高产品质量,其中最重要的是实现从企业管理、产品研发到制造控制的高度互联,其次是在整个价值链中集成IT 系统的应用,第三是涵盖设计、生产、物流、市场和销售的生命周期的自动化控制和管理。