汽车制造工程的核心工艺开发体系-刘明隆

1汽车制造工程核心技术---制造工艺开发体系福田汽车刘明隆2007年7月2目录1.概念定义2.开发流程3.开发体系与业务分析4.组织与资源5.信息管理系统6.制造要求输出与质量控制7.现状分析8.制造工艺开发战略制造工艺开发的实例---C2项目工艺开发3一概念定义•制造工艺(ME)•制造工艺开发(MED)•虚拟制造(VM)•制造工程（ME），对应于PE•同步工程（SE/CE）•制造工艺设计•制造工艺业务开发体系4制造概念区分2。虚拟制造1。制造工程设计(工艺设计开发)：工艺概念，工艺规划，工艺设计，质量策划，工艺制造要求下发，快速工装试制，工艺要求冻结制造工艺开发ME3。工艺装备开发，质量控制系统开发，产品与工艺验证，作业系统开发，制造系统验证精益制造系统5制造工艺的涵义•制造工艺---是一个广义的范畴,是所有制造过程的总和，以保证产品的有效制造。包括工艺战略规划，工艺设计,工艺验证与优化,工艺装备，工艺作业系统以及工艺的实施!•制造工艺开发---就新产品而言，是介于产品开发与制造实施之间的过程开发；•制造实施就是商品制造，属于产品生产范畴。6虚拟制造的定义1.虚拟制造（VirtualManufacturing，VM），是集高速发展的计算机软硬件技术，信息数据库技术，图像技术处理技术，以及制造工艺，有限元计算技术，资源管理，产品研发设计于一体的综合核心技术；能够在制造实施前，虚拟仿真制造实施过程，是同步开发的必要手段！2.它将彻底改变传统的产品设计制造的概念，虚拟制造技术的存在将为提高产品设计的成功率，缩短产品设计时间，降低成本，降低投资风险提供一个系统的平台；3.它已经成为21世纪设计制造业变革的核心技术之一，成为科学的学科前沿，企业界的热点；7同步工程（SE/CE）•同步工程：SimultaneousEngineering/ConcurrentEngineering–同步工程是对产品开发及其相关性过程（包括制造过程和支持过程）进行并行，一体化设计的一种系统化的工作模式，这种工作模式力图使设计人员从一开始考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）中的所有因素。它把目前大多按阶段进行的跨部门(包括供应商和协作单位)的工作尽可能进行同步作业.–同步工程的核心是对在时序上串行的流程，借助某种手段使之并行开发！虚拟样车，虚拟制造是同步开发的必要手段！•同步工程的目标：降低开发成本与缩短开发时间：–合理的数模发放模块与时间安排–工艺设计应紧密与PE工作；–工艺设计与产品设计应共同负责数模发放；–工程开发与供应商的早期开发–制造要求的早期输入–标准化以降低风险–数据库将帮助降低风险–关键路径管理（从设计开发到工装开发）8制造工艺设计•制造工艺设计是相对于产品设计而言；产品设计输出的是产品三维数模，以及产品技术定义；制造工艺设计输出的是三维产品制造的工序数模，以及制造工艺的制造要求！制造工艺设计包含三层次的工艺设计：工厂的工艺设计，生产线工艺设计，生产工位的工艺设计；•制造工艺设计开发是整车开发流程中必不可少的环节，是与产品设计开发同样复杂，同样重要的开发环节！9生产性核心工艺主机厂生产性核心工艺（20/80原则）:冲压工艺焊装工艺涂装工艺总装工艺发动机机加工制造与装配工艺(发动机自供）制造工艺的内容主机厂核心制造工艺---四大工艺主机厂核心制造工艺---发动机制造工艺OEM非核心制造工艺---零部件制造加工工艺10产品设计输入冲压工艺规划冲压工艺设计冲压工艺虚拟验证工艺开发输出冲压工艺规划：生产区位模具投资预算冲压工艺规划说明冲压车间平面布局图车身冲压件自制与/外协分配冲压模检具开发方式规划冲压工艺规划制造资源分析分析报告05101520253012341234产能分析产能分析报告车身冲压质量指标冲压件品质冲压件生产性冲压件身产成本冲压工艺规划说明：生产纲领工作制度生产工艺过程工作场地生产设备冲压模具检具冲压车间平面布局冲压车间平面布局图冲压模具检具开发冲压件数量及分类模检具自制与外协规划概念开发设计工程工程开发与产品验证冲压工艺规划冲压工艺开发的主要内容产品概念报告冲压件技术要求工艺设计标准标杆产品数模11冲压工艺设计：DL图全序模模面数模（DM）冲压设计工程书验收标准冲压openissueDL图设计op10拉延op20修边冲孔侧修边op30翻边整形Op40/侧冲孔侧修边侧整形op50侧翻边整形侧冲孔op60侧冲孔全序模面工程概念开发设计工程工程开发与产品验证产品设计输入冲压工艺规划冲压工艺设计冲压工艺虚拟验证工艺开发输出冲压工艺设计冲压工艺开发的主要内容产品概念报告冲压件技术要求工艺设计标准产品数模标杆DL图12冲压工艺虚拟验证：冲压成型CAE分析报告冲压回弹分析报告冲击线，滑移线分析报告冲压CAE故障诊断报告产品问题openissueCAE分析建模成型CAE分析报告冲压CAE故障诊断报告回弹分析报告概念开发设计工程工程开发与产品验证产品设计输入冲压工艺规划冲压工艺设计冲压工艺虚拟验证工艺开发输出冲压工艺虚拟验证冲压工艺开发的主要内容产品概念报告冲压件质量标准工艺设计标准DL图工艺数模冲压制造要求……13焊装工艺开发的主要内容焊装工艺设计工艺开发输出产品设计输入焊装工艺虚拟验证焊装工艺方案：产能目标焊装节拍分析报告焊装车间物流方案焊装线规划方案：生产纲领及生产工艺过程/生产线型式及设备选用/焊接夹具及检具开发/生产场地及面积/质量控制策略技改方案及投资预算项目实施的人员配置培训规划结构性能分析报告焊装质量目标：焊点合格率/间隙&阶差合格率/白车身合格率/白车身AUDIT分数概念开发设计工程工程开发与产品验证焊装工艺规划制造资源分析工厂物流规划人力资源规划05101520253012341234产能分析焊装线规划工时节拍分析焊装质量目标结构性能工艺性分析产品概念报告标杆eBOM标杆三维数模……白车身技术要求工艺设计标准14焊装工艺开发的主要内容产品设计输入工艺设计输出：生产节拍相关设备及辅具清单焊装工艺卡（焊接顺序、焊点布置及分配，定员、工时，焊接参数，焊接设备及辅具）焊装工艺流程卡可视化BOM工装夹具清单检具清单焊点位置示意图检具检测点位置图焊装车间平面布局图（包括车间物流布置）线边物流方案工位器具清单工艺开发输出操作时间流程分析焊接设备分析焊接参数的确定焊接流程设计概念流程布局设计工装夹具设计检具设计焊点位置及操作流程设计焊接装配产品关系分析检具检测位置设计平面布局图线边物流分析产品设计输入焊装工艺虚拟验证焊装工艺规划概念开发设计工程工程开发与产品验证焊装工艺设计产品概念报告eBOM产品数模……白车身技术要求工艺设计标准15焊装工艺开发的主要内容产品设计输入焊装虚拟验证输出焊装工艺方案：零部件焊接顺序验证报告及优化建议焊点布置验证报告及优化建议工装干涉验证报告及优化建议焊接设备选型,设备与工装干涉报告及优化建议焊装线布局验证报告及优化建议线边物流验证报告及优化建议CAE三维仿真演示零部件焊接顺序验证焊点布置验证工装干涉验证焊装线布局验证线边物流验证焊接设备与工装干涉验证CAE三维仿真产品设计输入概念开发设计工程工程开发与产品验证焊装工艺设计焊装工艺规划焊装工艺虚拟验证产品概念报告VBOM工艺三维数模……焊接制造要求工艺设计标准16涂装工艺开发的主要内容产品设计输入涂装工艺规划涂装工艺设计涂装工艺虚拟验证工艺开发输出涂装工艺方案：产能目标涂装线规划/技改方案及投资预算涂装工艺流程图涂装平面布置图涂装质量目标及质量控制策略涂装车间工装设备清单涂装质量检验设备清单制造成本分析涂装质量目标制造资源分析制造集成团队规划05101520253012341234产能分析检测设备规划工装、设备、工厂规划工艺流程设计概念开发设计工程工程开发与产品验证产品概念报告涂装质量标准工艺设计标准标杆三维数模17涂装工艺开发的主要内容产品设计输入涂装工艺设计工艺开发输出涂装工艺作业要求前处理、电泳工艺要求涂装打胶图PVC喷涂区域图喷漆部位设计图涂装车间材料消耗清单涂装新材料开发报告焊缝胶设计喷漆部位、厚度设计前处理、电泳工艺设计PVC喷涂设计概念开发设计工程工程开发与产品验证涂装工艺虚拟验证涂装工艺规划产品概念报告涂装工艺设计手册产品三维数模涂装制造要求涂装工具设计18涂装工艺开发的主要内容产品设计输入涂装工艺虚拟验证工艺开发输出涂装工艺方案：漏水工艺孔虚拟验证分析报告车身内腔电泳漆膜厚度虚拟验证分析报告腊膜厚度分析报告涂层烘烤效果分析报告漏水工艺孔验证电泳工艺孔验证概念开发设计工程工程开发与产品验证涂装工艺设计涂装工艺设计产品概念报告涂装生产线参数涂装制造要求涂装工艺设计手册涂装工艺流程图19产品设计输入总装工艺方案：产能目标总装线规划/技改方案及投资预算工厂物流方案项目实施的制造团队规划总装质量目标及质量控制策略总装质量目标制造资源分析工厂物流规划制造集成团队规划05101520253012341234产能分析制造成本分析工时节拍分析检测策略概念开发设计工程工程开发与产品验证总装工艺虚拟验证工艺开发输出工艺规划总装工艺设计总装工艺开发的主要内容产品概念报告eBOM标杆三维数模标杆二维装配图装配技术要求20产品设计输入概念开发设计工程工程开发与产品验证总装工艺设计工艺规划总装工艺虚拟验证工艺开发输出总装工艺开发的主要内容总装概念设计产品装配结构分析总装工艺流程分析工时人员分析分析设备要求分析工具工装分析物流规划定位基准及检测计划总装车间平面布置总装概念设计可视化BOM总装工艺流程方案（装配顺序、定员、工时）设备及工具清单物流方案工位器具清单总装车间平面布局图（包括车间物流布置）总装工艺流程卡定位点系统RPS检具清单产品概念报告eBOM产品三维数模产品二维装配图装配技术要求扭矩要求21产品设计输入工艺规划总装工艺设计总装工艺虚拟验证工艺开发输出概念开发设计工程工程开发与产品验证总装工艺虚拟验证输出：工装、工具模型生产线模型装配可行性分析报告及产品更改要求人机工程仿真报告物流方案优化建议工艺流程、定员、工时优化方案总装工艺虚拟验证总装工艺设计输入工艺开发输出产品概念报告VBOM三维数模二维装配图装配技术要求总装工艺开发的主要内容22生产性核心工艺装备阶梯增长的生产性核心工艺装备的建设投入:装配厂的工具与输送系统冲压设备与模具焊装夹具涂装设备$制造体系是汽车制造企业的核心动力.制造战略是汽车企业运营战略中最重要部分之一.制造成本是汽车企业的最主要的成本之一.制造的固定资产是汽车企业的最大投资之一.制造的柔性是汽车企业的柔性.制造的人力资源占公司的总资源的70%.23制造工艺业务开发系统开发业务同步工程与开发流程组织机构与资源配置项目管理与制造信息系统GMS以人为本标准化质量植于过程缩短关键路线周期持续改善24二同步工程与开发流程从局部同步到全方位同步期望目标目前现状存在问题解决措施1.产品开发内容内部部分同步；2.部分工艺与产品同步；3.开发局部同步，非全流程同步；1.产品数据下发，仍不能按结构模块，分段发放；2.部分性能验证仍不能在数据冻结前完成；3.产品开发，工艺开发的虚拟验证手段仍不完善；4.制造资源难以早期定位；且与制造工艺质量要求难以匹配1.建立产品的模块化数据下发机制；2.新产品开发应实施快速样车试制；3.工艺开发应从概念开发开始；4.产品开发应与工艺开发共同负责数模发放；5.精细的制造要求输出，将减缓工艺商工艺水平低下瓶颈2007.72008200925开发流程综述开发过程体系现状目前存在的问题我们应对的策略概念开发具备能力制造实施的投入输入粗略，对开发的风险评估不足在产品概念期间，制造工艺概念必须引入造型开发外协/造型要引入分阶段数模发放机制总布置开发具备能力/动力匹配具备能力/结构开发具备能力数模