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数字化制造:虚拟船厂

作者:Dassautl Systemes

船舶制造业中的Dassautl Systemes PLM V5 解决方案
为数字化造船设立方案和策略

前言

作为为全球造船业提供先进信息技术的先导企业,DS 系统通过与多家船厂,设计公司以
及咨询公司的协作,从基本理念到端对端的方法来理解造船行业,并研发出新的解决方案。

需要指出的是,这种被称作为“建立数字化造船的方针策略”,是在一系列拥有新指导思想
的文章中所提出的,而这一系列文章是由DS 公司所有。每篇文章都证实了针对当代船厂
所面临的不同方面的挑战和问题,DS 公司所提出的产品生命周期管理能有效的解决它们。

本篇“数字化制造:虚拟船厂”主要针对生产计划,包括工艺仿真,资源规划以及数字化制
造的新技术。

1. 介绍

先进的船舶制造企业,对于制造当代船舶都面临着新的挑战,不仅仅是因为更加复杂的船
舶系统和他们之间的联系更加紧密,并且考虑到经济指标,而决定一种外包趋势的形成。
因此,企业之间互相联合,各自负责一条船的几个不同部分,最终整船组装。这样,因为
需求或设计变更的误沟通所产生的风险明显增高。

这种“随地制造”的理念的提出,向如何充分利用船厂本身资源,并如何优化选择外包部分
提出了挑战。为了在将来过程中比较容易的进行修改和更新,大多数船舶系统必须在外包
期间内完成,这样,对内部生产需要和外包商供应之间的紧密协调的精确性要求,就远远
大于以前,尤其是当几条船在同时制造的时候,对组装场地和场地上的关键设备的安排尤
其重要。

这种解决方案和制造中枢(Manufacturing HUB)的应用将在本文的后部分详细描述。它
相当于一个对广域的概念设计,施工设计以及制造之间进行效益整合的公共数据库。这种
数字化制造环境可以使制造队伍直接影响到设计,以减少本身的制造成本,并消除由于没
有预先意识到可制造性而引起的技术变更。在数据库中所存储的信息也可以给制定维修计
划和三维维修指导手册提供丰富的资源。由于数字化的制造环境可以使可制造性问题在设
计环节中提前被发现,并在概念设计阶段,高水平的工艺规划工程师可以保证产品可以在
船厂或分包厂商那里有效的进行制造,因此由于技术变更所引起的成本可以降到最低。

在详细设计阶段,详细计划和工艺设计会在三维环境中完成并通过验证,这种可制造性研
究可以用来生成三维的车间作业指导书,并使从概念设计到生产实施的步调一致。数字化
制造包含生产系统的生成,生产工艺的规划和通过仿真来对施工顺序进行验证来证明生产
设计的正确性。主要功能包含:工艺规划,工艺验证,时间分析,场地布置,人机工程,机
器人技术,数控仿真,船厂物流仿真,生产管理以及电子版三维作业指导书。
这种制造的网络体系提供了一个公共的,共享的制造数据库,是开始于计算机辅助设计阶
段之前,并作为存储用来辅助生产的详细工艺规划和制造材料表的仓库。它成了每条船的
权威的规划后数据,并且定义了供应商的供货信息,为一些在完整设计模型中没有体现出
来的船舶中间产品提供实际制造状态。

在设计库里面,产品数据的参考信息也会随着产品设计的研发而不断更新。这种维护变更
控制和对设计库中产品数据(与制造库中的参考数据同步)进行管理配置的能力是非常关键
的。在船舶制造过程中的进行如:拼板,设备安装,分段组装,舾装和涂装等会在下面进
行描述。

设计和生产经理们可以快速发现,通过使用一个完整的,权威的制造、购买和支持性数据
库,而使数字化设计和数字化制造实现无缝整合所带来的利润。这种公共的,共享的数据
库确保了所有参与设计和制造的工人们所使用的数据是实时的。

a) PPR HUB

产品(product)- 工艺(Process)-资源(Resource)或PPRHUB, 包含了上述的设计库和制造
库,它是一种适应数字化制造的独特的,为生产所需要的系统设计-从概念设计到生产过程
中的产品,工艺以及资源信息提供存储和管理的数据策略。

PPR模型是DS 系统产品生命周期管理(PLM)解决方案的核心,以保证CATIA,ENOVIA和
DELMIA 之间的整体性。CATIA 提供了产品设计方案,DELMIA 提供了工艺和资源规划
方案;而ENOVIA 则具有在DS PLM 实施过程中对数据和流程进行管理的能力。

PPR 是一种基于世界范围数据标准的多方位应用数据库:

· 整理历史数据,使它可以在整个公司范围进行使用
· 以逻辑关联的方式保存数据,因此所有基本数据只需要一次性输入
· 提供在任何一个计划阶段都