復(fù)雜產(chǎn)品智能裝配規(guī)劃

及仿真技術(shù)東北大學(xué)流程工業(yè)綜合自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室魏?jiǎn)磜eizhe@.c容提要

1.引言

2.方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)

3.裝配建模

4.裝配序列及路徑規(guī)劃5.面作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的裝配資源管理

6.裝配仿真

7.爆炸圖&圖解零件目錄8.應(yīng)用實(shí)例演示9.對(duì)比分析10.應(yīng)用效果11.MES一、引言設(shè)計(jì)階段

早期的設(shè)計(jì)決定了產(chǎn)品全生命周期費(fèi)用的70%良好的裝配設(shè)計(jì)可以減少制造費(fèi)用20~40%，提高生產(chǎn)率1~2倍制造階段裝配時(shí)間/總生產(chǎn)時(shí)間≈20~50%裝配費(fèi)用/總制造費(fèi)用≈20~30%爆炸圖&圖解零件目錄制作繁瑣，工作量大零部件種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)多樣、裝配關(guān)系復(fù)雜、精度要求高裝配現(xiàn)場(chǎng)及地勤缺乏視頻指導(dǎo)，經(jīng)驗(yàn)裝配不符合操作規(guī)程裝配@(產(chǎn)品設(shè)計(jì)&制造)管路造型復(fù)雜，敷設(shè)順序牽一發(fā)而動(dòng)全身，物理樣機(jī)成本高、效率低一、引言方案主要功能為裝配方案規(guī)劃推理提供可靠的信息描述裝配建模根據(jù)裝配模型，計(jì)算可行、合理的裝配順序及路徑裝配方案規(guī)劃清晰展示零部件形狀細(xì)節(jié)及配合、連接關(guān)系

爆炸圖及圖解目錄

虛擬再現(xiàn)裝配過(guò)程中的零部件順序、位姿、路徑裝配仿真裝配資源集成管理，生成裝配魚(yú)骨圖工藝資源管理二、方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行裝配分析，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的可裝、易裝配性進(jìn)行驗(yàn)證，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的缺陷，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)分析結(jié)果對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)；生成展示產(chǎn)品裝配過(guò)程的視頻，模擬產(chǎn)品裝配作業(yè)過(guò)程，便于銷(xiāo)售人員與客戶交流；自動(dòng)生成布局合理的爆炸圖及圖解零件目錄，極大提高工藝文檔的編制效率；以產(chǎn)品裝配過(guò)程三維仿真視頻為核心，結(jié)合工藝數(shù)據(jù)、工藝文件及工藝資源，生成一體化工藝文檔，指導(dǎo)車(chē)間裝配生產(chǎn)；

研究和開(kāi)發(fā)了簡(jiǎn)便易用的復(fù)雜產(chǎn)品裝配智能化解決方案——支持航空、航天、汽車(chē)、船舶、模具及工程機(jī)械等復(fù)雜產(chǎn)品的裝配建模、裝配規(guī)劃、裝配仿真動(dòng)態(tài)分析與工藝文檔編制，提高裝配效率，保證裝配質(zhì)量。應(yīng)用方向二、方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)二、方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)產(chǎn)品CAD模型裝配結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)約束關(guān)系數(shù)據(jù)二、方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)人機(jī)互式智能算法二、方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)二、方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)二、方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)二、方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)二、方案架構(gòu)及功能特點(diǎn)AeroAssem裝配關(guān)系信息提取裝配魚(yú)骨圖裝配仿真層次化爆炸圖圖解零件目錄裝配序列生成三、裝配建模

裝配建模主要任務(wù):為復(fù)雜產(chǎn)品的數(shù)字化裝配設(shè)計(jì)，包括裝配序列規(guī)劃、裝配路徑規(guī)劃、裝配仿真、裝配分析與評(píng)價(jià)和裝配工藝管理等內(nèi)容提供信息來(lái)源和存取機(jī)制。裝配建模主要功能：從CAD系統(tǒng)中獲取裝配結(jié)構(gòu)關(guān)系輸出預(yù)覽圖在系統(tǒng)中維護(hù)結(jié)構(gòu)關(guān)系提取裝配結(jié)構(gòu)輸出裝配單元預(yù)覽圖生成裝配關(guān)系矩陣連接、運(yùn)動(dòng)關(guān)系管理裝配模型匹配裝配結(jié)構(gòu)重構(gòu)1.提取裝配結(jié)構(gòu)2.輸出裝配單元預(yù)覽圖三、裝配建模——接觸-連接矩陣(CCM):描述了零部件之間的靜態(tài)的接觸關(guān)系和連接關(guān)系閥門(mén)裝配體接觸-連接圖接觸-連接矩陣接觸-連接矩陣特點(diǎn)：集成了功能件和連接件的接觸關(guān)系及連接關(guān)系矩陣結(jié)構(gòu)更加緊湊從全局角度描述所有零件間關(guān)系融入了工程語(yǔ)義4.裝配關(guān)系矩陣三、裝配建模

——擴(kuò)展干涉矩陣(EIM):描述了零部件之間的動(dòng)態(tài)的空間位置關(guān)系兩類(lèi)裝配方向

局部坐標(biāo)系

全局坐標(biāo)系全局干涉矩陣GIM局部干涉矩陣LIM拓展了在傾斜方向的干涉信息擴(kuò)展了拆卸方向的多樣性融入了摩擦信息,可用于優(yōu)化路徑方向可處理結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的裝配產(chǎn)品擴(kuò)展干涉矩陣特點(diǎn)：4.裝配關(guān)系矩陣三、裝配建模

——轉(zhuǎn)折式干涉矩陣(TIM):描述了零部件間在復(fù)合路徑方向上的空間位置關(guān)系轉(zhuǎn)折式矩陣特點(diǎn)：擴(kuò)展了拆卸路徑的可變性使復(fù)合方向路徑自動(dòng)求解成為可能有效地補(bǔ)充了傳統(tǒng)單一方向干涉矩陣初始可行方向干涉：各轉(zhuǎn)折方向干涉：4.裝配關(guān)系矩陣三、裝配建模

——基于CAD間隙分析內(nèi)核的干涉檢測(cè)法零件間干涉類(lèi)型

通過(guò)二次開(kāi)發(fā)手段，從CAD間隙分析內(nèi)核中直接提取干涉信息，構(gòu)造接觸-連接矩陣。軟干涉接觸干涉硬干涉快速實(shí)現(xiàn)接觸-連接矩陣及擴(kuò)展干涉矩陣信息識(shí)別和提取過(guò)程的自動(dòng)化建立一種零件關(guān)系的“自我感知”功能確保干涉檢測(cè)準(zhǔn)確率100%檢測(cè)特點(diǎn)：

4.裝配關(guān)系矩陣預(yù)先排除了無(wú)效檢測(cè)零件，提高檢測(cè)效率2倍跳躍無(wú)效幀，目的性強(qiáng)，提高效率1倍檢測(cè)過(guò)程隱藏所有裝配單元，節(jié)約硬件資源，提高效率近2倍，對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品效果更為明顯隱藏式檢測(cè)(104s).正常檢測(cè)(315s)VS三、裝配建模

——基于包圍盒掃描的極值檢測(cè)法基于包圍盒的加速式干涉檢測(cè)x0>x3y1<y2z1<z2y0>y3z0>z3+X方向隱藏式干涉檢測(cè)

檢測(cè)方法路線幀數(shù)耗時(shí)勻速O--------E152.6s加速式A→B→C20.3s4.裝配關(guān)系矩陣三、裝配建模——目的：設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

裝配結(jié)構(gòu)裝配關(guān)系動(dòng)態(tài)維護(hù)重構(gòu)模型的有效性驗(yàn)證裝配位姿動(dòng)態(tài)維護(hù)移動(dòng)零部件節(jié)點(diǎn)添加零部件節(jié)點(diǎn)刪除冗余節(jié)點(diǎn)獲取裝配單元在新父節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系中的位姿矩陣幾何可行性驗(yàn)證子裝配體穩(wěn)定性驗(yàn)證3.重構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)各算法依據(jù)如下裝配規(guī)則：多目標(biāo)蟻群算法優(yōu)先規(guī)則篩選法遺傳算法粒子群算法四、裝配序列及路徑規(guī)劃

—并行性—相同或相似的裝配操作集中完成的程度連續(xù)性—連續(xù)裝配的零部件之間具有配合、連接的物理關(guān)系穩(wěn)定性—直接影響裝配操作的可靠性、夾具和工裝的復(fù)雜性方向性—重定向（即裝配方向變化）增加裝配的難度和成本操作性—工位變化增加了輔助行程、輔助裝配時(shí)間提供多種裝配序列優(yōu)化算法人工交互式優(yōu)先規(guī)則篩選法遺傳算法多目標(biāo)蟻群優(yōu)化算法粒子群算法實(shí)例匹配法1.序列規(guī)劃算法(a)

優(yōu)先規(guī)則設(shè)置及執(zhí)行(b)

序列輸出及仿真算法特點(diǎn)：

無(wú)需手工輸入?yún)?shù)可定制各優(yōu)先規(guī)則順序執(zhí)行效率高：100件僅耗時(shí)0.6s；含1000個(gè)零件的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)匣，耗時(shí)10s.同時(shí)優(yōu)化生成路徑，并可直接仿真驗(yàn)證并行性求解，序列符合邏輯性、連貫性2、序列規(guī)劃算法——整體序列規(guī)劃a.優(yōu)先規(guī)則篩選法2、序列規(guī)劃算法——算法特點(diǎn)：

基于分治思想，實(shí)現(xiàn)層次化求解，深入求解復(fù)雜產(chǎn)品內(nèi)部多級(jí)裝配序列自動(dòng)的層次化序列、路徑仿真，驗(yàn)證多級(jí)序列的合理性高速級(jí)序列規(guī)劃低速級(jí)序列規(guī)劃a.優(yōu)先規(guī)則篩選法子裝配提序列規(guī)劃2、序列規(guī)劃算法——通過(guò)對(duì)影響裝配效率的各條指標(biāo)順次進(jìn)行循環(huán)篩選，逐步構(gòu)建最優(yōu)裝配/拆卸序列。算法描述a.優(yōu)先規(guī)則篩選法2、序列規(guī)劃算法——基于偽隨機(jī)比例的狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則更好地開(kāi)發(fā)利用螞蟻所積累的搜索經(jīng)驗(yàn)混合策略的全局更新規(guī)則平衡探索性和導(dǎo)向性多目標(biāo)啟發(fā)式函數(shù)&適應(yīng)值函數(shù)為裝配質(zhì)量提供較大區(qū)分度最大-最小信息素限制

避免信息素軌跡差異過(guò)大導(dǎo)致搜索停滯初始節(jié)點(diǎn)績(jī)效考核機(jī)制擴(kuò)展優(yōu)勢(shì)螞蟻探索廣度，加速收斂并行性強(qiáng)制執(zhí)行機(jī)制保證各組并行零件無(wú)遺漏，加速收斂算法特點(diǎn)：

b.多目標(biāo)蟻群算法多目標(biāo)蟻群算法參數(shù)設(shè)置2、序列規(guī)劃算法——信息素矩陣最優(yōu)序列b.多目標(biāo)蟻群算法收斂曲線遺傳算法設(shè)置及運(yùn)行界面由連接關(guān)系推導(dǎo)出的優(yōu)先關(guān)系基于連接件的緊鄰及優(yōu)先關(guān)系推理機(jī)制，自動(dòng)獲取優(yōu)先規(guī)則基于緊鄰優(yōu)先關(guān)系以及接觸-連接矩陣，設(shè)計(jì)優(yōu)化初始種群的生成及染色體交叉變異方法，改善最優(yōu)解質(zhì)量，提高計(jì)算效率適應(yīng)函數(shù)：可行性、重定向性、穩(wěn)定性、連續(xù)性和聚合性2、序列規(guī)劃算法——算法特點(diǎn)：

c.遺傳算法粒子群算法對(duì)話框收斂曲線有效利用緊鄰和優(yōu)先關(guān)系調(diào)整粒子的位置改進(jìn)粒子的速度更新公式,擴(kuò)大對(duì)解空間的搜索范圍，防止過(guò)早收斂運(yùn)行機(jī)理簡(jiǎn)單，參數(shù)少，方便實(shí)現(xiàn)，計(jì)算代價(jià)低，優(yōu)化效率較高2、序列規(guī)劃算法——算法特點(diǎn)：

d.粒子群算法裝配實(shí)例庫(kù)管理裝配實(shí)例匹配裝配結(jié)構(gòu)匹配算法特點(diǎn)：

實(shí)現(xiàn)相似裝配方案的裝配順序、裝配工步、工裝資源與相關(guān)文檔的快速匹配充分應(yīng)用企業(yè)實(shí)踐及經(jīng)驗(yàn)知識(shí)避免相似產(chǎn)品的重復(fù)設(shè)計(jì)2、序列規(guī)劃算法——e.基于實(shí)例的ASP四、裝配序列及路徑規(guī)劃

——3.裝配路徑規(guī)劃人機(jī)交互智能規(guī)劃在仿真驗(yàn)證過(guò)程中，可選擇各種視角、渲染模式進(jìn)行觀查可設(shè)置復(fù)雜路徑及旋轉(zhuǎn)角度可定制層次化的裝配序列自動(dòng)記錄零部件關(guān)鍵幀坐標(biāo)在CAD環(huán)境中直觀的進(jìn)行序列與路徑仿真

裝配魚(yú)骨圖作為一種直觀的分析工具，被廣泛用于技術(shù)、管理領(lǐng)域。它清晰明了地表達(dá)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以及裝配過(guò)程中的所有關(guān)鍵性要素，使決策者可以把握產(chǎn)品的整體進(jìn)程。

AeroAssem采用倒魚(yú)骨圖的方式，標(biāo)識(shí)出每一個(gè)裝配步驟及其中的詳細(xì)信息，如裝配序列、裝配工件時(shí)的工裝需求及工裝夾具等。

AeroAssem的魚(yú)骨圖方法以簡(jiǎn)單、直觀、靈活的方式綜合表達(dá)了裝配順序、裝配體層次關(guān)系、并行裝配、裝配工藝等信息，是一種實(shí)用而有效的裝配序列、工藝表達(dá)方式。五、面向作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的裝配資源管理通過(guò)在CAD環(huán)境下的虛擬裝配設(shè)計(jì)仿真與分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)零部件裝配順序及路徑的模擬；生成面向裝配生產(chǎn)與維護(hù)的可交互3D電子技術(shù)文檔，用于裝配工藝可視化操作指導(dǎo)與培訓(xùn)。在設(shè)計(jì)階段就驗(yàn)證產(chǎn)品的可裝配性，及時(shí)調(diào)整裝配序列及路徑設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。六、裝配仿真裝配過(guò)程(序列、路徑、工步與工裝)的精確模擬為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、驗(yàn)證與優(yōu)化提供仿真平臺(tái)多格式數(shù)據(jù)與多類(lèi)型文檔的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)支持交互查詢零部件的裝配工序三維動(dòng)畫(huà)仿真與工藝數(shù)據(jù)、工藝文件相結(jié)合直觀、動(dòng)態(tài)、多角度地展示裝配操作細(xì)節(jié)單一數(shù)據(jù)文件、加密格式、安全性高動(dòng)態(tài)分析裝配工藝，減少設(shè)計(jì)缺陷替代物理樣機(jī)，節(jié)省樣機(jī)生產(chǎn)費(fèi)用支持無(wú)紙化車(chē)間3D演示過(guò)程，提高培訓(xùn)質(zhì)量在ASP系統(tǒng)中設(shè)置裝配序列

在CAD系統(tǒng)中進(jìn)行序列仿真

六、裝配仿真——裝配序列計(jì)算或設(shè)置完畢后，可在CAD環(huán)境下直觀地看到其裝配過(guò)程在CAD系統(tǒng)中，根據(jù)序列先后依次顯示裝配單元根據(jù)仿真結(jié)果，對(duì)裝配序列進(jìn)行調(diào)整1.序列仿真

設(shè)置好裝配序列、裝配路徑及工藝信息后，即可在CAD環(huán)境下直觀地看到裝配體的裝配仿真過(guò)程。仿真過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可驗(yàn)證裝配序列，查看裝配單元的裝配工序、裝配資源及裝配工藝文檔。根據(jù)仿真結(jié)果，再對(duì)裝配規(guī)劃信息進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。得到滿意的結(jié)果后，可以將仿真結(jié)果輸出為視頻文件。

在CAD系統(tǒng)仿真時(shí)輸出視頻文檔

以三維仿真視頻為核心，有機(jī)結(jié)合裝配工藝信息六、裝配仿真——2.裝配路徑仿真將仿真視頻及數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)、打包、加密，發(fā)往總成現(xiàn)場(chǎng)，形成一體化工藝文檔采用三維動(dòng)畫(huà)描述真實(shí)裝配過(guò)程，避免因?qū)堎|(zhì)工藝文件理解不清而造成的錯(cuò)誤操作產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)、資源文件與仿真過(guò)程高度集成，用戶可查詢相關(guān)工藝步驟應(yīng)用于員工培訓(xùn)、裝配及維護(hù)指導(dǎo)、產(chǎn)品宣傳、方案論證六、裝配仿真——3.一體化工藝文檔VS七、爆炸圖及圖解零件目錄爆炸圖：按照零部件的裝配關(guān)系，將各零部件沿拆卸方向按一定的間隙分解開(kāi)，形成的特殊的立體裝配圖，可形象、直觀地表達(dá)產(chǎn)品的造型結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系和工作原理。應(yīng)用范圍：產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案論證、質(zhì)量認(rèn)證、產(chǎn)品宣傳、維護(hù)、圖解零件目錄零部件間皆有間距結(jié)構(gòu)緊湊，間距合理方向正確，可反映序列

理想的爆炸功能未響應(yīng)爆炸未完全爆炸爆炸方向錯(cuò)誤.現(xiàn)有商業(yè)軟件爆炸七、爆炸圖及圖解零件目錄——爆炸算法以裝配/拆卸序列為爆炸順序以零部件包圍盒為計(jì)算對(duì)象區(qū)別對(duì)待正交方向、斜方向區(qū)別對(duì)待串行、并行序列區(qū)別對(duì)待單一層次、多層次爆炸區(qū)別對(duì)待全局、局部爆炸零部件在各方向上位移有序遞增爆炸原則

視圖可見(jiàn)性

結(jié)構(gòu)緊湊性

序列可讀性爆炸特點(diǎn)七、爆炸圖及圖解零件目錄——全局爆炸圖

單層次全局爆炸圖針對(duì)默認(rèn)的所有裝配單元，在同一個(gè)層次下線性地爆炸分離。裝配追蹤線按爆炸起止位置自動(dòng)繪制。追蹤線顏色代表了爆炸方向，其線型粗細(xì)、顯隱皆可調(diào)。爆炸圖七、爆炸圖及圖解零件目錄——局部爆炸圖局部爆炸圖針對(duì)選定的某些裝配單元，在指定的裝配體層次下將其爆炸分離，體現(xiàn)了定制的需求和柔性，適合復(fù)雜產(chǎn)品特殊區(qū)域中零件的圖解零件目錄生成。爆炸圖七、爆炸圖及圖解零件目錄——圖解零件目錄（全局）

根據(jù)爆炸圖大小，自動(dòng)確定圖幅大小、比例

根據(jù)爆炸圖及序列方向，自動(dòng)確定順序符號(hào)在視圖四周的布局

序列明細(xì)表對(duì)應(yīng)裝配/拆卸序列圖解零件目錄七、爆炸圖及圖解零件目錄圖解零件目錄（局部）根據(jù)裝配體及局部爆炸區(qū)域的大小，自動(dòng)確定圖幅大小、比例，以及導(dǎo)入的原裝配體及局部爆炸視圖比例在原裝配視圖中自動(dòng)繪制立體包圍盒，清晰表示節(jié)點(diǎn)爆炸前狀態(tài)局部爆炸視圖部分只顯示爆炸節(jié)點(diǎn)，目的性更強(qiáng)，屏蔽了非爆炸區(qū)域的影響八、應(yīng)用實(shí)例——1.數(shù)控龍門(mén)銑裝配仿真八、應(yīng)用實(shí)例——2.汽車(chē)層次化爆炸圖及仿真

單級(jí)爆炸實(shí)例八、應(yīng)用實(shí)例——3.層次化爆炸動(dòng)畫(huà)

二級(jí)爆炸實(shí)例八、應(yīng)用實(shí)例——3.層次化爆炸動(dòng)畫(huà)

四級(jí)爆炸實(shí)例八、應(yīng)用實(shí)例——3.層次化爆炸動(dòng)畫(huà)九、系統(tǒng)對(duì)比分析——(a)DELMIA

(b)AeroAssem比較項(xiàng)目DELMIAAeroAssem靜態(tài)接觸矩陣生成功能有有動(dòng)態(tài)干涉矩陣生成功能無(wú)有矩陣結(jié)構(gòu)形式圖形化數(shù)字化矩陣元素與樹(shù)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)不對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)矩陣元素所屬樹(shù)節(jié)點(diǎn)級(jí)別零件級(jí)柔性級(jí)別矩陣元素可編輯性不可修改可修改1.裝配關(guān)系矩陣(a)DELMIA

(b)UGNX

(c)AeroAssem比較項(xiàng)目DELMIA&UGNXAeroAssem序列生成算法無(wú)篩選法、蟻群算法等路徑生成前提指定起止點(diǎn)自動(dòng)生成路徑生成算法迷宮搜索干涉矩陣路徑生成模式單個(gè)零件全部零部件路徑仿真生成方式手工編輯自動(dòng)層次化仿真不可以可以九、系統(tǒng)對(duì)比分析——2.裝配算法及仿真(a)DELMIA

(b)UGNX

(c)AeroAssem比較項(xiàng)目DELMIA&UGNXAeroAssem爆炸原理配合約束空間約束爆炸完全性爆炸不完全爆炸完全爆炸間距參差不齊均勻結(jié)構(gòu)緊湊性分散緊湊裝配追蹤線手工繪制自動(dòng)生成層次化單層可展示深層次細(xì)節(jié)九、系統(tǒng)對(duì)比分析——3.爆炸圖生成(a)DELMIA

(b)UGNX

(c)AeroAssem比較項(xiàng)目DELMIAUGNXAeroAssem爆炸環(huán)境標(biāo)注不可以可以可以間距均勻性不均勻不均勻均勻邊界整齊性參差不齊參差不齊整齊、整潔序列可讀性與序列無(wú)關(guān)與序列無(wú)關(guān)與序列保持一致路徑可讀性看不到路徑無(wú)法推理路徑追蹤線指示路徑明細(xì)標(biāo)注BOMBOMBOM+裝配/拆卸序列九、系統(tǒng)對(duì)比分析——4.圖解零件目錄十、應(yīng)用效果本方案在沈陽(yáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)所、沈飛集團(tuán)、金杯汽車(chē)模具及沈陽(yáng)三山閥門(mén)有限公司進(jìn)行應(yīng)用，均取得良好效果建立了復(fù)雜產(chǎn)品的數(shù)字化裝配樣機(jī)，替代物理樣機(jī)，降低30%裝配成本，縮短20%裝配設(shè)計(jì)周期支持了產(chǎn)品裝配全過(guò)程的精確模擬預(yù)先發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤及工藝缺陷應(yīng)用自動(dòng)裝配序列規(guī)劃方法及仿真技術(shù)，使序列、仿真一體化、自動(dòng)化，相對(duì)于手工設(shè)置，規(guī)劃效率提高了10倍以上應(yīng)用“自動(dòng)爆炸圖”技術(shù)，把設(shè)計(jì)人員從頻繁的交互操作中解脫出來(lái)，直接生成復(fù)雜產(chǎn)品的可行、合理、完全的爆炸圖及圖解零件目錄為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、工藝、銷(xiāo)售、維護(hù)與培訓(xùn)提供了全面支持提供3D產(chǎn)品動(dòng)畫(huà)組裝演示功能，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、制造、工藝的可視化自動(dòng)生成3D操作手冊(cè)，實(shí)現(xiàn)了裝配工藝文檔一體化十、應(yīng)用效果方案實(shí)現(xiàn)——基于微軟解決方案的云化方案優(yōu)化——MES系統(tǒng)的建立和集成優(yōu)化十一、MESMES系統(tǒng)解決企業(yè)生產(chǎn)中遇到問(wèn)題的六個(gè)方面

企業(yè)實(shí)施和應(yīng)用MES系統(tǒng)，可以解決自身生產(chǎn)管理所遇到的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)資源的及時(shí)掌控和調(diào)配，實(shí)現(xiàn)精益化生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。MES系統(tǒng)從六個(gè)方面解決企業(yè)生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題，依次為：生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)資源管理、生產(chǎn)作業(yè)管理、生產(chǎn)異常管理、生產(chǎn)進(jìn)度管理、資源調(diào)配管理。這六個(gè)方面的問(wèn)題解決棘手且相互關(guān)聯(lián)，貫穿于企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中，是企業(yè)生產(chǎn)所面臨的普遍性問(wèn)題MES系統(tǒng)針對(duì)上述問(wèn)題，給出了具體的解決方案，通過(guò)全面的管控體系和大數(shù)據(jù)的分析比對(duì)，能夠解決企業(yè)生產(chǎn)遇到的問(wèn)題，為企業(yè)生產(chǎn)保駕護(hù)航。十一、MESMES系統(tǒng)的作用是一套面向制造企業(yè)車(chē)間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。是位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)。在企業(yè)的應(yīng)用中，依托各類(lèi)資源，主要完成自制任務(wù)的排程、分配、執(zhí)行工作，以及對(duì)各項(xiàng)工作的監(jiān)管和調(diào)整，具體來(lái)說(shuō)，制造企業(yè)關(guān)心三個(gè)問(wèn)題：生產(chǎn)什么？生產(chǎn)多少？如何生產(chǎn)？企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃回答的是前兩個(gè)問(wèn)題，如何生產(chǎn)由生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程控制系統(tǒng)“掌握”。ERP、CRM等系統(tǒng)只為生產(chǎn)計(jì)劃的編制提供了數(shù)據(jù)信息，對(duì)于計(jì)劃如何下達(dá)到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)過(guò)程中變化因素如何快速反映給計(jì)劃，在計(jì)劃與生產(chǎn)之間需要有一個(gè)實(shí)時(shí)的信息通道，MES系統(tǒng)就是計(jì)劃與生產(chǎn)之間承上啟下的信息樞紐。十一、MESMES系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀目前國(guó)外知名企業(yè)應(yīng)用MES系統(tǒng)已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象，但應(yīng)用上存在企業(yè)計(jì)劃與生產(chǎn)過(guò)程控制的斷層問(wèn)題，是因?yàn)槲覈?guó)制造業(yè)多年來(lái)采用的傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)是“由上而下”按計(jì)劃生產(chǎn)。在這樣特點(diǎn)的生產(chǎn)管理模式下，主要集中的表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：系統(tǒng)可集成性差，二次開(kāi)發(fā)工作量較大缺乏智能性和敏捷性，生產(chǎn)計(jì)劃排程難以實(shí)時(shí)根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)資源的變化而變化，從而導(dǎo)致生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)控制脫節(jié)缺乏數(shù)據(jù)分析工具，諸如在生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)和生產(chǎn)任務(wù)排程后，工藝數(shù)據(jù)、工時(shí)數(shù)據(jù)、人力資源，設(shè)備資源往往會(huì)隨時(shí)變更，變更前后導(dǎo)致的生產(chǎn)任務(wù)變更，無(wú)法追溯和分析，無(wú)法形成決策支持?jǐn)?shù)據(jù)任務(wù)排程單一，管理方法偏向于實(shí)驗(yàn)室方法，在實(shí)際生產(chǎn)管控中，無(wú)法適應(yīng)變化多端的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況信息流難以閉環(huán)管控，導(dǎo)致信息斷層，生產(chǎn)作業(yè)監(jiān)控困難系統(tǒng)適應(yīng)性差，無(wú)法隨著管理模式的變更而變更，當(dāng)企業(yè)生產(chǎn)管理模式發(fā)生變更時(shí)，系統(tǒng)無(wú)法通過(guò)彈性設(shè)置項(xiàng)適應(yīng)這種變更，導(dǎo)致MES系統(tǒng)需要周期性進(jìn)行功能上的二次開(kāi)發(fā)，才能適應(yīng)企業(yè)的需求功能不夠完善，無(wú)法適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的需要十一、MES其他MES產(chǎn)品實(shí)施面臨的問(wèn)題：需求不清：由于對(duì)MES的理解有限，導(dǎo)致對(duì)于MES的需求難以準(zhǔn)確把握，或需求含糊。希望過(guò)高：MES是萬(wàn)靈藥，能解決之前其他系統(tǒng)實(shí)施時(shí)遺留的難題，如信息及時(shí)反饋、質(zhì)量管理、高級(jí)計(jì)劃排程等，但理想與現(xiàn)實(shí)存在較大差距。邊界不清：MES在功能上與其他信息系統(tǒng)在功能上有一些重疊，如何界定不同系統(tǒng)之間的邊界?MES又該如何與下、上層系統(tǒng)之間集成?重點(diǎn)含糊：哪些模塊是關(guān)鍵，各模塊實(shí)施順序如何個(gè)性淹沒(méi)：生產(chǎn)模式的個(gè)性決定了，MES需求出呈現(xiàn)很強(qiáng)的行業(yè)特點(diǎn)。如何在不失先進(jìn)性的同時(shí)有效把握自身的個(gè)性化需求?選型難定：面對(duì)眾多不同的MES解決方案，企業(yè)如何撥開(kāi)迷霧，進(jìn)行科學(xué)選型?準(zhǔn)備不足：MES是需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)支撐的，而且很多數(shù)據(jù)是需要從前期的信息系統(tǒng)中獲得，由于準(zhǔn)備不足，隨著MES實(shí)施的深入，相關(guān)問(wèn)題集中爆發(fā)。評(píng)估缺失：缺乏合理的、科學(xué)的MES應(yīng)用評(píng)估體系，價(jià)值難以凸顯，持續(xù)深化應(yīng)用乏力。十一、MES自主開(kāi)發(fā)MES系統(tǒng)總體介紹：應(yīng)用架構(gòu)由PC端和PPC端組成，可滿足于日常復(fù)雜數(shù)據(jù)操作和車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)辦公的需要，值得一提的是，PC端和PPC端同時(shí)配備條碼掃描應(yīng)用，能夠快速的錄入數(shù)據(jù)。系統(tǒng)架構(gòu)采用SQL+WebService的模式，PC和手持端采用相同的后臺(tái)支撐系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，做到了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和操作的統(tǒng)一，二次開(kāi)發(fā)成本大大降低。技術(shù)架構(gòu)采用基于JAVA技術(shù)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，完全自主開(kāi)發(fā)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)應(yīng)用的二次開(kāi)發(fā)，靈活度極高，數(shù)據(jù)的處理采用異步和分時(shí)技術(shù)，既滿足大數(shù)據(jù)的處理需要，又能體現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的高速穩(wěn)定。十一、MES自主開(kāi)發(fā)MES系統(tǒng)的主體功能包括：生產(chǎn)計(jì)劃管理人員資源管理產(chǎn)品BOM管理工藝數(shù)據(jù)管理工時(shí)數(shù)據(jù)管理工序數(shù)據(jù)管理設(shè)備資源管理能力資源管理工具工裝管理生產(chǎn)作業(yè)排程生產(chǎn)作業(yè)監(jiān)控生產(chǎn)作業(yè)管理生產(chǎn)任務(wù)調(diào)配管理

庫(kù)存資源管理委外管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析生產(chǎn)異常管理生產(chǎn)資料管理生產(chǎn)資源物流管理數(shù)據(jù)接口管理角色權(quán)限管理系統(tǒng)設(shè)置……能夠適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)管理的需要。十一、MES在企業(yè)的應(yīng)用上，自主開(kāi)發(fā)的MES系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：模塊眾多，應(yīng)用豐富。系統(tǒng)擁有26個(gè)常規(guī)功能模塊，可涵蓋企業(yè)生產(chǎn)管理的各個(gè)方面，它不單是一套管理系統(tǒng)，更是一套有效的管理方法和管理理念。功能集成，隨意搭配。系統(tǒng)的架構(gòu)采用的是雙向數(shù)據(jù)推送的模式，模塊間的數(shù)據(jù)