技术课堂丨汽车转向机研发数字化转型解决方案

发布时间:2023-11-01 10:53:30

2023世界形势波诡云谲,国内经济蓄势待发,汽车成为促进经济增长的排头兵,而汽车突破传统汽车技术封锁,走上电动化,AI+发展的快车道,随着虚拟孪生、AI制造等科技手段的持续赋能,汽车技术的天花板不断被打破,作为汽车产业链上游的零部件行业,是决定高度的关键所在,每一项整车新技术应用的背后都离不开零部件供应商的技术突破。



传统的零部件供应商(底盘,传动,悬架等)不仅有来自主机厂降低成本、订单周期缩短的压力,还要对现有产品进行轻量化,AI+改造以应对竞争对手的冲击,同时又要从长远考虑布局AI+、高附加值的产品以保持企业的高速增长。以汽车传动系统的重要部件转向机供应商为例,企业从技术难度低的机械泵积累研发经验,逐步掌握了变速箱泵,电动助力泵的关键技术,在电动化,AI+的浪潮中开始向自动驾驶领域等产品进军。



01
产品研发面临的挑战


转向机产品的转型升级对员工的技术能力,管理的水平提出了更高的要求,现有的研发与管理手段已经不能满足,迫切需要从产品设计,产品仿真,工艺开发,项目管理等维度对产品研发过程做全方面的升级,主要表现在以下几方面:


01

APQP项目管理体系落地与优化,
提高项目的透明度

随着产品种类增加、项目数量变多,以及遍布多地的研发中心和制造基地,大大增加了项目管理的难度,如何进行集团化的项目管理,及时掌握项目进度,尽早发现项目风险,控制项目费用,合理安排项目资源,成为企业管理者重要关注点。

02

支持快速设计泵体的三维模型,
加快研发速度

越来越多的主机厂采用全三维的研发方式,要求配套零部件企业由传统的二维设计向三维设计转变,三维应用、三维标注带来产品定义准确的同时,设计的难度增加,如何提高三维设计的效率,复用已有的三维设计经验,成为三维设计者的重要关注点。

03

减少新物料的引入,
提高物料复用率

当产品研发过程中需要创建新的零件,或者变更导致需要新版本的零件时,每一个新零件的引入都会引起设计,采购,库存等费用的增加,如何将企业海量的零件进行相似分类,提供零件的尺寸,外观,性能,价格等的对比分析,控制新零件的引入是企业降本增效的有效手段。

04

壳体产品设计与毛坯设计的同步开发,
提高协同效率

毛坯设计与产品设计一样开始采用三维的设计方法(不限于汽车转向机产品,发动机\车桥等由毛坯经过机加等工艺成为产品关键部件的产品研发),在毛坯设计与成品设计之间的协同效率变得至关重要,比如产品尺寸的修改需要快速传递到毛坯工程师。

05

壳体强度的设计仿真一体化,
降低仿真难度

产品轻量化,可靠性提升等往往需要借助数字化仿真的手段进行优化,比如拓扑优化,力学分析等,而仿真验证过程要求高,时间长,在保证企业订单周期不受影响,技术人员不足的情况,提升设计人员的仿真水平,实现仿真驱动设计,是零部件企业仿真工作开展的有效手段。

06

便捷的BOM管理,拉通上下游数据链,
降低下游数字化工艺难度

BOM管理要做到使用易用性、数据准确性,版本一致性,上下游的联通性外,还需要考虑下游仿真、工艺等部门接收BOM数据后开展工作的便利性。特别是工艺部门开展数字化工艺,需要依赖上游的产品三维模型,传统的BOM管理模式已经很难满足业务需要。

07

提升工艺水平,降低工艺试错成本,
提高产品质量

经过多年的发展企业在产品设计,仿真能力都做很大的投入,产品研发能力水平得到提升,但是工艺加工,制造能力却成为短板,面对产品制造可行性验证,临时插单、产线调整,线平衡优化等问题时,大多采用人工试错,手工调整为主,工艺,制造能力的提升越来越成为企业着重需要解决的问题。





02
研发管理数字化转型解决方案



未来产品研发流程





项目管理


01


  • 建立时间、质量、成本、工程4位一体的项目管理体系,避免管理、研发两层皮的现象发生

  • 利用项目管理平台,取代人工收集、a定期汇报的手工管理方式

  • 挖掘企业历史数据,利用大数据分析等先进手段管理、决策

  • 通过规范化的交付物模板,评审模板、项目模板等,固化企业的体系标准及工作规范

  • 用项目任务驱动替代人工派发任务;用项目计划约束上下游的工作顺序,使多个环节有序开展工作任务


基于MBD的产品设计


02


  • 创建三维零件骨架,建立模板零件库,通过模板零件,积累三维设计经验,形成企业的知识库,促进零部件规范化建模,提高三维开发的效率

  • 三维标注与二维标注实现联动,将三维标注直接发送给工艺,避免工艺再次建模,减少工作量和人为错误


基于AI的物料复用

03


  • 建立基于三维模型的物料库,利用AI手段将几何形状相似的零件进行分类,与周边采购,库存等系统集成,提供相似零件的尺寸,性能,价格,库存等多维度的对比信息

  • 支持工程师按照相似零件模糊检索,避免因为找不到可复用的零件而申请新零件的问题,提高物料复用率


产品与毛坯协同设计

04


  • 实现产品设计、毛坯开发联动,产品模型修改,毛坯零件及时体现,提高协同效率


基于模型的壳体设计仿真一体化

05


  • 充分利用三维设计模型,减少仿真的数据版本错误,提高仿真数据的准确性。

  • 实现设计、仿真一体化的研发方法,减少物理验证的次数,提高研发能力


基于模型的EBOM|MBOM管理及变更管理


06


  • 以三维的产品数据结构为核心,管理周边的文档,需求,资源,变更等对象,形成基于模型的产品数据管理架构,保证上下游的数据的一致性、连续性、有效性

  • MBOM转换时直接复用上游BOM的三维模型,不需要工艺人员掌握三维设计方法,降低数字化工艺难度

  • 建立企业的问题库,变更管理形成闭环,通过数据发布,工程变更,制造变更等与ERP,MES等系统集成,保障下游系统接收到准确的数据

  • 对于企业的问题,变更采用AI手段进行跨时间,跨领域的综合分析,找出频发问题,疑难问题及长时间未关闭的变更,为企业提供问题及变更统计报表。


数字化工艺

07


  • 在三维MBOM的基础上,开展三维工艺规划,拉通设计、工艺的环节。

  • 开展工艺仿真(如装配过程仿真,人机仿真,机加仿真等),尽早发现工艺环节产生的问题,减少物理试错,提高工艺能力,缩短作业时间,提供设备利用率


03
详细方案及部分视频演示


项目管理


01






基于MBD的产品设计


02




基于三维模型和AI技术的物料复用

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产品与毛坯协同设计

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基于模型的壳体设计仿真一体化

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基于模型的EBOM|MBOM管理及变更管理


06







数字化工艺

07







04
总结


采用达索系统3DEXPERIENCE平台的研发管理数字化转型解决方案,提高了转向机研发的效率,降低了数字化工艺的门槛,提升了项目管理的水平,打造了设计,仿真,工艺,制造一体化的研发体系,助力企业实现研发管理的数字化转型。







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