案例:BSH公司PLM应用实践

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案例:BSH公司PLM应用实践
业务挑战
  1. 缩短产品上市时间。
  2. 产品创新。
  3. 产品复杂度提升。
  4. 全球化。
业务举措
  1. 统一的PLM数字化管理平台。
  2. 知识和数据的单一来源。
  3. 规范设计方法,保证数据正确转递和重用。
  4. 实现设计、分析、制造的一体化。
  5. 数字化制造,提高规划和制造效率。
解决方案
  1. NX
  2. Teamcenter
  3. Tecnomatix
实施效益
  1. 实现了新产品开发流程和产品数据的通用化和高重用率。
  2. 实现整个产品开发过程的价值链同步。
  3. 提升了产品开发效率。
  4. 提高了产品质量。
  5. 降低了产品开发的成本。
       家用消费品巨头博世和西门子家用电器集团( Bosch and Siemens HausgerateGmbH, BSH )是一家全球化企业.在欧洲、亚洲、美国和拉丁美洲的15个国家经营了31个生产基地和43个工厂。BSH公司以知名品牌博世(Bosch)和西门子( Siemens)销售大小家用电器,也制造专业品牌产品,比如Gaggenau, Themador, Neff和Constructa以及各种地区品牌。
和其他行业一样,消费电子行业也面临着各种挑战:
  1. 缩短产品上市时间;
  2. 产品创新;
  3. 产品复杂度提升;
  4. 全球化。
       为了与其他企业竞争,消费电子制造企业的第一要务是要使产品尽早上市,占据尽量大的市场份额,保证足够的利润,并具备足够的灵敏度来革新现有的产品。这对消费电子行业特别重要,因为消费电子的生命周期经常以月来计算。
       产品创新是消费电子企业生存的关键。就消费电子产品的技术进步而言,摩尔(Moore )定理仍然有效,它对企业的创新形成了持续的压力。此外,竞争对手可以复制你的产品并提升产品的性能,这要求你根据竞争对手的产品变化不断地调整产品的研发目标。和其他行业不同,消费电子类新产品的利润窗口期是最短的,这意味着公司需要开发更多的新产品,尽量增强现有产品的性能以拓展其市场生命周期。它还需要获得最大的研发产出比并保护已有的研发成果。另外,随着软件已逐渐成为消费电子类产品构成的主要元素,往往只依赖软件就可快速地完成产品升级,从而可以让大最的制造过程和生产线保持不变。
        产品的复杂度已经变得更高,总的趋势是一个产品中的组件数量将减少,而这些组件的复杂度、集成度和软件控制将升级到新的水平。大多数消费电子类产品已基于软件的功能来定义和区分产品的型号,因此研发必须对硬件、电子和软件等多个方面进行协同。为保证产品研发仍按预期顺利进行,需要做出的调整和变化也是很大的,这可能会给产品研发增加很多问题以及给供应链方面带来经济性风险。
       全球化有两方而:首先,供应链获取组件的产品和制造能力(代工)更广泛,可以从遍及全球的公司寻找低成本、经过验证的组件。使用远程合作伙伴和供应商,需要更多努力才能有效合作,才能保证按计划进行并控制预算,减少浪费。第二,全球化也需要产品适应市场,公司可以继续寻求非国内市场的额外收人,但需要调整产品策略以满足市场的需要,需要考虑语言和法规差异、贸易协定和环境差异以及本地化文档等。
        因此,非常自然地,BSH公司管理层把创新视为成功参与全球市场竞争的关键,并把目标定义为使BSH公司成为消费电子行业的领先创新者。公司每年申请300多项专利和商标,就是这种创新文化的明证。但是.目前BSH公司的创新概念不仅仅包括创造外观风格造型和高科技特征。为了改进产品和开发流程,BSH公司通过扩展的开发团队来一起实现协同工作,扩展的开发团队包括设计师、质量经理、采购和生产经理以及销售和营销人员。
       “我们需要继续前进,比如从下游部门把知识反馈到研发之中,”BSH公司的产品开发和工业工程解决方案领导Uwe Tontsch表示,“因为BSH公司是一家全球化企业,这些人员通常距离很远。为了在这个全新层次上实现创新,需要一个全面且易于使用、涵盖整个组织的协同环境。”
全球市场的现实情况也要求在这种层次上进行创新。目前,这意味着降低产品开发成本,以便与具有更低劳动力成本的公司展开竞争。“我们面临的主要竞争来自亚洲和东欧,”Tonsch表示,“我们要有创新力,并不只是因为我们的竞争者会非常快速地紧跟我们,而且还因为我们必须降低费用.以便以客户期望的更低价格提供高质最的产品。”
可靠而强大的PLM合作伙伴
       通过多年的收购,BSH公司已经发展壮大,她的经营从地理位置上看是十分分散的。早在20世纪90年代,公司管理层就意识到需要一个全球化的协同环境,使位于不同工作地点的设计师能够相互利用他们的工作成果。在评估了大量的领先系统之后,BSH公司在2000年决定将其全球范围内的开发工作标准建立在Siemens PLM Software的技术之上。之所以选择Siemens PLM Software作为合作伙伴,原因之一就是在数字化产品生命周期管理行业中,Siemens PLM Software是一个经过证明的全球领先者。“Siemens PLM Software的领先者地位降低了这次大型投资的风险。”Tontsch表示。
       基于Teamcente:数字化产品生命周期管理解决方案、NX数字化设计分析系统以及Tecnomix数字化制造解决方案,BSH公司实施了一个端到端的PLM系统。‘.拥有端到端PLM解决方案的收益在于它使我们能够整合企业内的每一个成员," BSH公司的Teamcenter Next Generation(新一代)项目经理MatthiaBronowski表示,‘’它允许我们全面了解产品情况。”
端到端PLM解决方案的另一个收益就是由供应商而不是BSH公司来完成应用程序之间的集成。“这是我们选择伙伴的一个关键因素,”Tonsch表示,“否则,我们将花费太多的工作来集成这些产品,而这将分散我们对业务的注意力。”
知识和数据的单一来源
        BSH公司的产品开发战略涉及创建核心组件和技术,且经常需要对这些核心组件和技术加以调整和重用。这将驱使不管是集中型组织还是分散型组织,都必须在这些全球分散的团队以及通用系统之间协调,以支持数据共享而不需要数据转换。“系统之间的数据转换会扰乱时间进度,进而影响到业务。”Tonsch表示。
       对此,BSH公司是深有体会的。在采用NX数字化设计分析系统之前,BSH拥有非常庞杂的设计软件工具,比如CADDS 5, Unigraphics, Pro/Engineer,Sigraph, Personal Designer, AutoCAD, SolidWorks, HP ME 10等。庞杂的应用软件工具给BSH公司的产品开发工作带来很多困惑,如软件培训学习、软件维护开发、数据共享、无价值的数据转换等。正如Tontsch说的那样,这扰乱了项目的时间进度,影响到业务的发展。
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        BSH将设计分析系统统一到Unigraphics (NX的前身)之后,产品开发应用软件和产品数据格式得到完全统一,消除了大量的、无效的数据转换工作,使得产品设计数据模型顺畅地从设计前端流动到工艺工装、NC数控加工以及维修服务等数据应用端.实现了全球范围内的设计知识和设计数据的共享和重用,从而优化了整个产品的开发流程,为BSH公司创造出巨大的价值,也为研究创建产品设j-十规范、建立统一客户化环境创造了良好的基础条件。
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规范设计方法,保证数据正确传递和重用
        NX数字化设计分析系统是集成产品设计、分析、工程与制造于一体的解决方案,帮助企业改善产品质量,提高产品交付速度和效率。毫无疑问,NX具备以下无可比拟的优势:
  1. 唯一应用同步技术在开放环境下实现灵活设计的解决方案;
  2. 唯一在开发流程中紧密集成多学科仿真的解决方案;
  3. 唯一提供全系列先进零部件制造应用的解决方案;
  4. 与世界领先的产品生命周期管理(PLM)平台Teamcenter实现无可比拟的        紧密集成。
       从这一点来说,NX无疑是BSH公司这样集产品设计、工艺规划、产品制造于一体的OEM企业的最佳选择。
       但要使NX真正在产品开发过程中发挥其强大的作用,就必须要将NX功能与具体的产品结构、工艺制造特点相结合,通过研究产品的结构、工艺制造特点,制定符合产品开发要求的建模过程及规范要求,创建符合产品开发规范要求的客户化应用环境,并对广大的产品开发人员进行必要的培训,将研究获得的建模方法、建模规范等知识通过培训和项目导航传递给开发人员,才能真正发挥NX的效用。
       对此,BSH公司有特别清醒和深刻的认识。因此,在整个BSH公司的PLM实施内容中包含了一系列内容,如基于Teamcenter环境的NX设i-十方法、设计规范、客户化环境建设以及应用工具开发等,也包含了非常完备的、大规模的NX培训和项目导航推广计划。
       根据BSH公司的产品开发特点,在NX设计规范中特别强调通过规范引导以及强制检查手段来保证数据(三维模型、装配和图纸)的质量.从而保证数据在产品开发部门内部以及下游数据应用部门、外部供应商等协作方中得到充分的、反复的利用,减少无谓的差错和成本高昂的返工。
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       完备的规范、充分的培训和现场指导使得NX在BSH公司得到了比较顺利的推广,并在应用的初期即获得了广大产品开发人员的肯定和赞誉。
宽广的产品线,实现设计分析、制造的一体化
       正如大家所知,BSH公司是拥有从产品设计、工艺规划和生产制造等完整能力的企业,从对PLM系统选型开始,就特别关注消除从产品研发环节开始的数据流通壁垒,打造畅通的产品开发数据流。
       在PLM系统的项目实施过程中,BSH公司不仅考虑了下游数据应用部门的需求,制定了产品开发设计部门的数据规范,还制定了一系列基于NX的CAE分析、工艺工装、NC CAM加工方面的应用规范和应用流程,并基于相应的应用规范和流程对NX应用环境做了大量的客户化定制工作,开发了一系列应用工具,真正实现了设计、分析、工艺工装和制造的一体化,达到了预期的项目目标!
数字化制造,提高规划和制造效率
       Tecnomatix是综合性数字化制造解决方案系统。该解决方案把所有制造学科—从工艺布局规划和设计、工艺过程仿真与验证到制造执行—与产品工程连接起来,促进了全局创新。Tecnomatix建立在Teamcenter制造总线这个开放式产品生命周期管理(PLM)基础之上。是目前市场上功能最多的一套制造解决方案。   
       得益于前期PLM等项目的实施。BSH公司创建大址的、规范的NX三维产品、JT可视化和BOM数据,在此墓础上成功地实施了数字化工厂的项目,主要包括以下内容:
  1. MTM Ticon和流程设计器以及相关的工作流程:变址配置管理,通过对相     似产品的分组管理,降低其复杂性;运行管理,通过直接集成在流程建模的MTM分析确定其时间节拍;工作系统管理,通过定义操作过程.获得基于完整生产过程的知识,并使虚拟的规划以可视化的方式呈现;多方案管理,通过对不同产品、不同工人数量、不同操作时间和不同零件数量的研究,优化其规划方案;流水线平衡管理,通过工作台操作的分配定义产品系列.实现对客户需求的快速反应;报表生成和管理,包括流程规划报告、工单等。
  2. BSH公司根据应用需求,对流程设计器做了相应的定制开发。
  3. 流程仿真、工厂仿真和冲压线仿真:通过对不同人体模型的人体功效分析,研究其可视性和可达性。在生产前评估其人体功效的安全性等。
       BSH公司通过实施Tecnomatix数字化制造解决方案,达到了其提高规划效率和优化制造效率的目的。
CAE分析,提高产品的质量
        在消费品的产品开发和创新实践中,CAE分析开始日渐占据重要的地位。通过应用NX数字化设计分析软件,BSH公司的产品设计师可以方便地进行运动和结构强度等方面的CAE分析。不仅如此,随着市场对消费品品质要求的提高,BSH公司也采用Siemens PLM Softwar。的专业CAE解决一些特殊的分析问题,如声学分析等。
        近几年来,市场上对洗碗机的噪声提出了更严格的要求。现在开放式的厨房不仅要求其功能完备、装饰精巧,也要求保持足够的安静。因此,洗碗机能够保持足够低的噪声水平成为高端品牌的关键性标志。Siemens PLM Software的LMS Test Lab Acoustics提供了一套完整的、独特的声学测试分析软件和硬件解决方案,涵盖了许多声学方面的应用,如声学测试、材料和组件的测试、声功率测试、声源定位和完善的质量检测。BSH公司可以在集成的软件环境和合理的工作流程中进行声学测量,这大大改善了声学研发效率,节省了大址的时间和精力。
       “Siemens PLM Software帮助我们优化了洗碗机整体的声学性能,并通过对控制面板的声学识别处理减少了阻尼材料的用址,从而降低了生产成本。我们公司每年生产超过400万台洗碗机,使用较少的阻尼材料,意味着我们可以显著降低成本。”Schwenk先生这样表示。
       “拥有信息的一个单一来源对BSH公司非常重要,因为现在没有关于什么是正确的以及什么是错误的疑问。只有一个答案,并且每个人都知道在哪里查找这个答案。”Matthias Bronowski这样表示。

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