輪軸產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)與設(shè)計(jì)
馬鋼股份是國(guó)內(nèi)最大鋼鐵生產(chǎn)和銷(xiāo)售商之一,擁有“優(yōu)特鋼、輪軸、長(zhǎng)材、板材“四大產(chǎn)品系列,作為全資子公司,馬鋼交材2022年獲批國(guó)家工信部智能制造優(yōu)秀場(chǎng)景。
馬鋼交材以PDM系統(tǒng)作為數(shù)字化設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)管理平臺(tái),與產(chǎn)銷(xiāo)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成和流程貫通。從售前詢單開(kāi)始,詢單全流程跟蹤,建立了詢單訂單設(shè)計(jì)一體化流程,通過(guò)流程和任務(wù)驅(qū)動(dòng)詢單業(yè)務(wù)和設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)。以產(chǎn)品三維模型作為源頭,創(chuàng)建數(shù)字化的、以BOM為核心的產(chǎn)品的物料管理,從物料、產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)、工藝路線、工藝數(shù)據(jù)16等多層面、多維度定義產(chǎn)品及其制造過(guò)程信息和屬性,實(shí)現(xiàn)信息的高效利用,滿足各階段對(duì)信息的不同需求。
馬鋼交材PDM系統(tǒng)作為輪軸行業(yè)首個(gè)全域設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)字化的系統(tǒng),開(kāi)創(chuàng)了“一鍵式”設(shè)計(jì)模型,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品、工藝高度參數(shù)化、自動(dòng)化設(shè)計(jì),樹(shù)立輪軸行業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)字化的標(biāo)桿。該系統(tǒng)主要適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品物料管理難度大的企業(yè),配合ERP/MES效果好,且投資較低,對(duì)于具有同類(lèi)管理問(wèn)題的企業(yè)有較好的推廣性。
技術(shù)創(chuàng)新成焦點(diǎn)三大系統(tǒng)解難題
馬鋼交材主要產(chǎn)品是軌道交通用車(chē)輪、車(chē)軸等,其中以車(chē)輪、車(chē)軸為代表的產(chǎn)品具有典型的批量定置、離散制造特點(diǎn),產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜,周期長(zhǎng)。
車(chē)輪成形工藝自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng):與安徽工業(yè)大學(xué)合作研究了車(chē)輪軋制過(guò)程變形和應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律,在已有的生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)總結(jié)基礎(chǔ)上形成了新的研究成果,并總結(jié)數(shù)十年工藝模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),創(chuàng)新工藝設(shè)計(jì)方法,與上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)了還形、模具參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件和多工步鍛壓仿真驗(yàn)證系統(tǒng)。形成了車(chē)輪鍛壓、軋制工藝設(shè)計(jì)與仿真結(jié)合的新的設(shè)計(jì)方法和模式,為建立車(chē)輪熱軋?jiān)O(shè)計(jì)與生產(chǎn)的“李生數(shù)字“模型奠定了基礎(chǔ)。
車(chē)輪熱處理工藝”一鍵式”設(shè)計(jì)模型:結(jié)合車(chē)輪熱處理工藝多年來(lái)的設(shè)計(jì)成果及工藝知識(shí)庫(kù),利用多年在熱處理方面的沉淀,將知識(shí)庫(kù)、工藝設(shè)計(jì)成果、研發(fā)成果進(jìn)行了模塊化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),在馬鋼輪軸QMS項(xiàng)目中,完成了熱處理專(zhuān)業(yè)的工藝智慧生成系統(tǒng)。軋前加熱、緩冷自動(dòng)根據(jù)產(chǎn)品自適配工藝,實(shí)現(xiàn)工藝生成無(wú)人值守的智慧化;在熱處理工藝方面,工程師能夠通過(guò)熱處理工藝智慧系統(tǒng)一鍵式生成數(shù)字化工藝,數(shù)字化工藝直接服務(wù)現(xiàn)場(chǎng),控制現(xiàn)場(chǎng)操作,實(shí)現(xiàn)了真正的數(shù)字工藝,為后期的智慧制造提供數(shù)字支撐。
參數(shù)化車(chē)輪三維建模與機(jī)加工仿真系統(tǒng):馬鋼交材數(shù)字化設(shè)計(jì)項(xiàng)目中,基于車(chē)輪產(chǎn)品特點(diǎn)以及繪圖、建模方法和技巧,構(gòu)建了三維建模的參數(shù)化模型和可重用的特征庫(kù),在車(chē)輪設(shè)計(jì)建模的同時(shí),獲得可用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和檢驗(yàn)的工程圖;谌S模型的RQQ數(shù)控加工車(chē)床之上,研發(fā)三維數(shù)控自動(dòng)編程和加工仿真系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)車(chē)輪產(chǎn)品加工數(shù)控編程和仿真從二維向三維的轉(zhuǎn)變,可視化的三維人機(jī)交互界面,將機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的干涉、碰撞等災(zāi)難性事件的發(fā)生幾率降為零,極大地縮短數(shù)控程序編制時(shí)間和現(xiàn)場(chǎng)程序的調(diào)試時(shí)間,同時(shí)為車(chē)輪加工工藝設(shè)計(jì)與制造“數(shù)字李生“模型建立和實(shí)現(xiàn)MBD/MBE/MBM(基于模型的設(shè)計(jì)、工程化和制造)奠定了基礎(chǔ)。
"一鍵式”設(shè)計(jì)模型數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng) 助力馬鋼交材設(shè)計(jì)效率提升約80%
馬鋼交材的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)作為輪軸行業(yè)首個(gè)全域設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)字化的系統(tǒng),開(kāi)創(chuàng)了“一鍵式”設(shè)計(jì)模型,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品、工藝高度參數(shù)化、自動(dòng)化設(shè)計(jì),樹(shù)立輪軸行業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)字化的標(biāo)桿,部分模塊達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,是馬鋼交材智慧化建設(shè)的重大成果。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)流程100%線上運(yùn)行,數(shù)據(jù)100%系統(tǒng)管理,設(shè)計(jì)結(jié)果100%數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)流程在線、數(shù)據(jù)在線,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果由電子化向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。設(shè)計(jì)效率提升約80%,大幅提升了設(shè)計(jì)效率,通過(guò)系統(tǒng)上下游集成,對(duì)接產(chǎn)銷(xiāo)銷(xiāo)售模塊、質(zhì)量模塊,實(shí)現(xiàn)流程在線、數(shù)據(jù)在線;通過(guò)模板化、參數(shù)化和自動(dòng)化設(shè)計(jì),以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型、模板生成的方式,取代原先純手工錄入、繪制的模式,產(chǎn)品及工藝設(shè)計(jì)周期由原先多人7天縮短至2人1天,提高了對(duì)銷(xiāo)售詢單、訂單的響應(yīng)能力,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果由電子化向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
通過(guò)智慧制造項(xiàng)目建設(shè),產(chǎn)銷(xiāo)系統(tǒng)與數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)互聯(lián)互通協(xié)同系統(tǒng),貫徹按合同組織生產(chǎn)的管理模式,實(shí)現(xiàn)合同從訂單錄入、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、質(zhì)量、發(fā)貨、結(jié)算環(huán)節(jié)的全程合同跟蹤,實(shí)現(xiàn)物料與信息精準(zhǔn)匹配,實(shí)現(xiàn)管理的可視化,提高生產(chǎn)效率,提升產(chǎn)品質(zhì)量。馬鋼交材通過(guò)智慧制造項(xiàng)目改造,被評(píng)為安徽省智能工廠、馬鞍山市智能制造標(biāo)桿示范企業(yè)、國(guó)家智能制造優(yōu)秀場(chǎng)景,改造后,研發(fā)周期縮短80%,加工廢品率降低5%。
本文章選自中國(guó)上市公司協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)上市公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案例》