在制造业中，工艺是连接企业的研发业务与工厂生产制造的纽带。企业产品开发全生命周期中约40%-60%的时间集中于生产准备阶段，即工艺设计、资源准备和产品试制阶段。因此，在企业实施数字化转型的过程中，工艺的数字化是重要环节之一。
01汽车零部件企业工艺设计的现状与挑战
目前，很多汽车零部件企业的工艺人员仍然采用传统的工艺管理模式，即使用Excel、Word等方式编制工艺文件；也有一些企业引进了CAPP软件，采用文件式的方式进行工艺附图和简单工艺卡片编制。
另外，由于企业工艺设计过程中采用非结构化数据传递，导致工艺规划与上下游过程脱节，协同困难；而采用线下office文档模式编制的文件，使得MBOM不准确、完整性差，制造指导性不足；统一管理标准缺失、管理人员变动等造成技术资料丢失；缺乏工艺仿真验证手段，使得工艺设计的结果质量低；工艺标准化缺少系统支撑，使得标准技术重用率低，资源浪费。
因此，基于文件的工艺数据无法与系统中产品数据进行有效的信息关联，无法与下游应用深度集成，从而导致数据断层，更新滞后，很大程度拉低了数据的有效性。工艺越来越成为企业数字化转型的“瓶颈”。
02数字化工艺方案概览
达索系统的数字化工艺解决方案是基于新一代的数字化工艺平台，实现工艺规划设计与仿真协同。具备同前端研发、后端生产执行、管理系统集成的能力。实现从设计到工艺，从工艺到制造的数据与业务贯通。
以汽车座椅为例基于3DEXPERIENCE平台数字化工艺典型业务流程及场景如下图所示：
图1 数字化工艺典型业务流程
以汽车座椅为例数字化工艺典型业务应用场景如下图所示：
图2 数字化工艺典型业务应用场景
03数字化工艺详细方案
01同步工程方案概述
供应商接收OEM提供的数据后，可以在网页端批量快速导入并自动搭建产品结构(兼容多种CAD格式)；
可过滤产品结构组织评审数据，开展同步工程；
方案亮点
在Web端，设计与工艺针对同一产品结构协同评审，查看产品部件的信息，进行可视化模型评审批注，如测量、剖切等；
在Web端根据零部件包络空间，产品配置、物料生效性等要求组合过滤 3D 可视化产品结构并启动加载数模到相应CAD环境中修改数模；
在Web端可选择性复制现有产品结构进行变型设计管理，并自动记录数模衍生关系；
图3 同步工程-网页端协同评审
02 MBOM及变更管理
方案概述
在Web端根据D/EBOM主模型搭建MBOM并自动关联；
DBOM发生更新时可追溯受影响的MBOM对象；
方案亮点
借助E/MBOM业务智能看板，工艺人员进行更改影响分析，快速更新MBOM ：D/EBOM或物料信息发生更新，系统可自动标识或提示MBOM的状态是否需要更新；
E/MBOM关联一致性维护，多种方式创建可视化MBOM ；
针对零件不同的设计配置或供应商，创建替代件，并管理替代工艺方案；
图4 MBOM网页端-变更管理
03 MBOM
方案概述
基于超配的EBOM，定义超配的MBOM；
基于产品配置选项，过滤出所需的EBOM，同时自动过滤出对应的MBOM；
方案亮点
继承EBOM的特征项及特征值，同时可增加工艺设计自身有的特征项及特征值
BOM完整性检查：MBOM消耗式分配,系统可自动标识分配过程或发生更新后是否有遗漏；
即可基于客户端进行MBOM编制维护，也可基于网页端进行MBOM编制与维护。
图5 网页端编辑MBOM
04 工艺路线规划
方案概述
在统一的3D工艺主模型下定义工艺路线；
优化和验证工艺路线，如平衡工作负载和资源利用率；
方案亮点
工序PERT视图：自动生成工序PERT图并进行排序调整优化；
负载平衡：可以检查工位的利用率和分配的资源，通过在工位之间拖放操作来手动平衡操作以实现所需的节拍；
自动线平衡：提供多个不同的选项，根据给定的节拍来自动平衡工位的操作；
通过Process超配置结构管理工艺变型，过滤出小数值单元的配置工艺；
即可基于客户端编制工艺路线，也可基于网页端编制工艺路线。
图6 网页端编制工艺路线
05产线布局与资源库管理
方案概述
提供模板化工艺资源目录, 可直接基于2D图快速进行3D布局；
方案亮点
2D布局图纸导入输出：2D图导入后作为3D车间产线的“地板”，将各类3D资源分配定位，并输出3D布局后的2D 图；
可导入设备的3D扫描点云，作为布局参照，然后从资源库中实例化3D资源进行布局并提供点云处理能力；
沉浸式3D环境进行工艺资源定位调整(可使用VR)；
工艺资源层级化分类管理；
图7 产线布局与资源库管理
06产品制造组装工艺评估
方案概述
可在3D布局环境中自动生成产品装配或拆卸的无碰撞路径，优化和验证全局组装或拆卸过程；
方案亮点
可以自动生成无碰撞装配或拆卸轨迹，分析潜在的设计或工艺问题；
装拆轨迹显示及分析优化，将不规则路径自动优化以生成平顺的结果；
图8 装配工艺仿真
07 3D工艺作业指导
方案概述
通过添加3D注释创建作业指导，并可作为工艺模板重复使用；
3D工艺主模型更新后可提示对作业指导的影响支持变更响应；
支持向下游系统或设备等一键式发布2D/3D可视化工艺数据；
方案亮点
三维标注的作业指导，为车间定义隐藏或显示的标注视图，关键的测量和公差数据。
使用3D环境的当前状态编写作业指导，提供富文本各类工艺操作说明，支持多人协同并行编制作业指导；
可针对多配置3D工艺主模型输出精匹配特定产品配置的作业指导；
可基于企业工艺标准定制HTML 模板并进行目录分类管理应用；
图9 三维作业指导书编制
08 人机工程
方案概述
可按照标准人体测量学创建虚拟工人模型；
提供多种预定义的操作和分析工具以评估人机工效；
将人体工程学直接纳入工作场所的设计或新的制造工艺规划；
使用工时行业标准，计算分析详细工时信息，进行工时优化；
方案亮点
可以设定人体模型的很多特征，更加符合真实操作者特征情况，让仿真结果更准；
能够结合操作工具进行动作仿真验证，分析人员操作关节疲劳负荷强度，分析操作者视野目视情况；
图10 人机工程仿真
09 机器人仿真
方案概述
机器人离线编程，程序输出，虚拟调试；
机器人运动仿真验证；
方案亮点
提供一个集成的平台环境地进行编程、仿真、优化工业机器人的行为，全部都在一个3D沉浸式的环境中完成；
丰富的机器人库资源，提供机器人运动控制器，机器人布局工具，路径规划工具。
图11 机器人编程及仿真验证
10 物流优化仿真验证
方案概述
工艺布局的优化；
物流通道的优化；
产能验证与分析；
生产系统瓶颈分析；
方案亮点
实现工厂物流布局的一次成功率；
在产能爬坡阶段，实现产线快速调整；
在工厂改造环节，实现多方案择优；
在工厂硬件投资环节，精定义设备数量。
图12 物流仿真优化
11 虚拟现实及沉浸式协同评审
方案概述
虚拟培训；
沉浸式工厂漫游；
沉浸式协同评审；
方案亮点
原生支持虚拟现实设备；
沉浸式1:1比例的产品可视化，以体验产品的空间体量；
直接在建模应用中支持从入门到high-end虚拟现实系；
支持各类终端体验，个人、团队沉浸式体验。
图13 虚拟现实及沉浸式协同评审
04 总结
基于3DEXPERIENCE平台的数字化工艺解决方案实现了结构化的工艺编制方式，集成化的业务应用模式，多样化的工艺协作方式，打通了研发、工艺、生产的数字链条，提高了企业工艺规划的效率和质量，降低了研发成本，打造研发与工艺一体化的产品研发体系，助力企业实现智能制造浪潮下的数字化转型。
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