浅谈全生命周期管理系统对铸造行业未来发展的

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       本文通过对我国铸造行业的现状分析和发展方向的展望,阐述了铸造行业现在面 临的问题。并且以TiPLM软件为例,讲述了PLM系统在铸造行业中的应用以及它对铸造行业未来发展方向的影响,从而印证了PLM系统将会是未来装备制造业发展的重要的组成部分,也是企业技术管理的核心。
 
 
1 引言
 
       改革开放以来,随着社会主义市场的建立和不断完善,我国铸造企业的厂点数在不断增加,但厂点多、规模小、专业化程度低的状况依然突出,铸造生产工艺、技术装备落后,生产过程控制不严、检测手段不全,造成铸件质量不高,经济效益不好。
 
 
       而现代企业制造逐步走向以精益制造为主,所以如何从产品特性、制造资源现状、制造技术以及先进制造管理上结合企业自身的经验实现卓越制造是当前企业产品制造面临的重大挑战。对我国的中小型铸造行业来说,总体面临的挑战有以下几点:
 
 
1.1无法预知企业生产能力
 
       对于以铸造大型铸钢件为主的企业,由于生产工艺复杂,生产周期长,对生产影响的因素较多,不易对整个生产过程进行监控。
 
 
1.2没有形成单一的数据源
 
       由于目前许多企业的PDM系统无法达到结构化、集成化的效果,所以许多的工艺文件、工艺信息要通过纸面的人工转换来实现工艺信息的传递。
 
 
1.3制造过程缺少三维化、结构化的工艺支持
 
       目前许多企业任然使用AutocAD实现产品的工艺规划,但是由于和三维设计的脱节,以及无法实现工艺设计三维化和工艺数据结构化,不能实现对工艺的验证与优化。
 
 
1.4缺少对企业制造资源的整体管理
 
       产品铸造过程中所使用的资源涉及业务范围远比企业生产的产品本身所涉及的业务范围宽泛,如铸造过程中所需要的设备、工装、辅助材料、量具等,而这些铸造资源的管理、采购需要多个部门进行紧密的配合,才能保证正常的生产制造。
 
 
2 PLM系统介绍
 
       PLM系统(产品生命周期管理系统)是一个集产品设计、工艺设计、生产管理、制造资源管理等为一体的集设计与管理为一体的平台。他将企业内部所使用的各种系统软件有效的集成起来,使整个企业的技术设计与技术管理通过信息化的手段管理起来,实现管理部门、设计部门、工艺部门、车间工艺人员及生产车间的高效管理和信息传递,形成统一的解决方案。为企业建立一个协同工作、资源共享的服务平台,实现企业的全面数字化管理。

图1制造类企业的典型信息化方案
 
 
3 TiPLM软件的作用
 
       TiPLM软件由西门子公司开发研制的一种产品生命周期管理的软件,它与三维设计软件的无缝集成给我们铸造行业的三维工艺设计的管理与各种资源库的管理带来了许多好处,它结构化的工艺结构将我们以前各种分散放置的工艺文件、质量文件、资源库等有序的管理起来,不仅达到了规范管理,而且保证了数据源的唯一性和资源的共享。主要功能包括:
 
 
3.1建立结构化的工艺结构:
 
       将铸钢件的整个生产过程按照生产的顺序定义为专有工艺、工序,使整个铸件的生产过程中产生的工艺文件、质量文件等工艺信息结构化管理起来。
 
 
3.2与三维设计软件的无缝集成:
 
       它与许多三维设计软件高度集成,实现铸造工艺的三维设计、铸造过程的三维模拟,优化工艺设计,达到生产过程的可视化。
 
 
3.3工艺结构、文件模板化:
 
       建立统一的工艺结构和工艺文件模版,按照标准制作工艺文件。提高工艺人员工作效率。
 

3.4制造资源库:
 
       建立企业级的制造资源库,管理砂箱、瓷管、冷铁、设备、原辅材料等,将生产制造资源有序管理起来;
 
 
3.5高度开放的集成效果:
 
       它能与许多设计、管理类软件集成,是所有信息输出的源头,实现单一的数据源。
 
 
3.6可视化:
 
       支持在不需要专用程序的情况下,可以浏览3D的JT模型,并可实现圈阅批注;

图2技术解决方案框架图
 
 

4 PLM系统对铸造行业发展的作用
 
       基于以上TiPLM软件的功能,在铸造行业使用PLM系统将有效地解决以下问题:
       4.1 TiPLM中结构化的工艺结构,为工艺设计人员和质量管理人员提供了一个资源共享、协同工作的数字化平台。
 
       协同工作平台将许多原有的串行工作改变为并行工作,尤其对于铸造大型铸钢件的企业,由于模具的制作时间会很长,严重影响后续生产,但是资源共享后,只要建立了木模数模,后续的生产可以在木模制作过程中准备生产资源,设计生产工装,在木模制作完成之前将所有的准备工作做好,极大的提高了工艺设计人员的工作效率和生产效率。
 
 
       资源共享不仅将所有的技术资料有序的管理起来,同时保证了数据传递的一致性和流畅性。通过严格的版本控制,技术资料的管理将越来越标准、规范,保证生产过程中技术数据的正确传递。
 
 
       4.2 TiPLM与三维设计软件的高度集成,不仅使铸造工艺的设计三维化、可视化,同时,通过等 大的三维模型,可以模拟实际的生产状况,提前预测生产过程中出现的问题,制定相应的措施预防,保证生产的正常进行。
 
 
       三维工艺设计中,可利用三维软件的装配功能、CAE力学分析功能对铸造过程中合箱过程等进行干涉检查,检验工艺设计的准确性。CAE力学分析,对铸件吊耳、砂型吊鼻进行强度和平衡分析,保证生产的质量要求和安全要求。高度集成,将所有的设计、验证结果有序的在系统中保存,并且通过制定相应的报表,可以在系统中自动生成物料BOM,核算成本,也为实际生产提供依据。
 
 
       4.3 TiPLM制造资源库的建立,将铸造企业中用到的所有原辅材料、工装建立三维等大模型的资源库,如建立冒口库、冷铁库等。在铸造工艺三维设计过程中,有了资源库,我们就不需要在重复绘制冒口、冷铁等,工艺设计需要时直接从资源库中调用,不仅极大提高了设计人员的工作效率,同时防止在重复绘制模型过程中出现的错误。
 
 
       资源库也为铸造企业的整个生产资源建立了台帐,工艺设计人员在设计工艺时可以选择合适的资源,在现有的生产资源的情况下设计工艺,防止出现设计的工艺在现场实际生产过程中因为没有资源而不能实现的尴尬局面。
 
 
       4.4高度开放的集成模式:TiPLM软件能与许多软件集成,如与ERP软件的集成,可以将工艺设计与成本核算、生产计划集成,以TiPLM为数据源,为ERP软件提供所需的参数。
 
 
       同时它可以与铸造企业自身编制的系统通过中间数据库的形式集成,将工艺设计的结果,工艺参数、作业指导书等输送到 生产现场。这样既保证了所有系统数据源的统一性,又完善了企业的管理系统,实现了对技术的数字化管理。
 

5 结束语
 
       5.1产品的生命周期管理系统(PLM系统)为铸造行业提供了一种新的管理理念,高度数字化的集成管理和集管理与设计为一体的设计平台是未来企业发展的方向。
 
 
       5.2基于TiPLM软件的PLM系统为铸造企业建立了一个协同工作、资源共享的设计与管理为一体的平台,整合了制造资源管理,实现了企业制造生产的全面数字化管理。



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