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宝钢轧辊科技有限责任公司工艺数字化设计项目

项目背景

客户名称：宝钢轧辊科技有限责任公司

所属行业：装备制造

实施产品：3DMPS

  宝钢轧辊科技有限责任公司(简称“宝钢轧辊”)成立于1994年，前身是始建于1960年的常州冶金机械厂。公司是全球领先的现代化锻钢辊轴产品制造企业，锻钢冷轧辊专业制造基地，集冶金轧辊研发设计、生产制造、运维服务和绿色循环于一体，是锻钢冷轧辊通用技术条件国家标准制定者。自主研发的抗辊印、抗事故、高耐磨、免镀铬系列轧辊及高强汽车用钢、电工钢、手撕钢、高等级家电板等专用轧辊性能处于国际领先水平。
  该公司在科研和生产轧辊类产品领域拥有显著的技术优势，在工艺制造管理方面主要依赖TC系统和OA等办公自动化系统满足日常运营，管理系统相对分散。随着企业快速发展，以及产品研发与生产的复杂性增加，原有的工艺编制模式也逐渐暴露出较为明显的问题，最为突出的是：
  1、典型工艺复用的手段比较单一，靠人工经验积累，容易产生误差。：企业典型轧辊产品的工艺有一定相似性，典型工艺复用的手段单一，靠人工经验积累，容易产生误差。
  2、管理系统之间的数据流不唯一，数据传递存在误差：目前企业以二维工程图为主、三维模型共存的形式，容易造成零件信息提取的数据流不唯一，并产生数据传递的误差。
  3、二维工程附图需手动绘制，效率低下：目前企业的二维工程附图以人工手动的形式绘制，特征结构复杂、尺寸信息繁多，严重影响工作效率。
  4、传统二维工程图不直观、无法满足车间操作者的需求：传统的二维工程图无法直观显示零件的特征结构、尺寸、工艺信息，难以满足车间操作者的需求。
  为有效解决上述问题，并实现工艺过程的结构化管理，确保生产过程的标准化和可控性，提升产品成品率和生产效率。该公司经过严格选型，决定引入更加先进、智能、高度集成化的3DMPS系统来支撑企业的整体运营。

建设内容

  开目项目团队根据企业现状和发展需求，完成了3DMPS与TC、QMS、MES系统集成、自动识别、结构化工艺自动推理、根据余量规则生成工序模型、吊装台生成、轮廓编辑、二维工程图自动生成等功能的开发，构建了适用于企业的工艺设计一体化系统，帮助企业实现了3DMPS与各系统之间的集成，并实现数据传递的统一性；基于计算机推理与标准工艺基础，根据模型特征分析，实现最优方案的工艺路线设计；二维工程图及标注自动生成，提升效率；实现三维数字化工艺，提升企业工艺设计手段与能力。相关建设内容如下：
  1.系统集成：通过3DMPS与TC、MES、QMS系统集成，统一使用零件的三维模型进行工艺编制及工艺信息提取，建立统一的三维模型数据流传递途径，实现工艺数据及检验数据的集中管理和与下游工艺、制造数据的无缝集成。
  2.自动识别功能：根据企业轧辊类产品的特点，以及零件典型特征的调研与大量工艺文件梳理出加工设计的逻辑，并加入到算法里面，开发出3DMPS自动识别功能，省略了回转面系加工设计的步骤，实现回转类产品特征的一键自动识别。
  3.自动推理功能：通过遍历三维模型的特征、工艺信息、尺寸以及影响因素制定结构化工艺路线：包括设备、工时、检验类型编码的自动推理。
  4.工序模型及吊装台生成：通过对企业的加工工序余量规定梳理成有逻辑的余量规则，并加入到算法里面，根据各挡位的余量数据生成对应的工序模型。
  5.轮廓编辑功能：对于有设计缺陷的三维模型，开发了编辑轮廓的功能，程序做了自相交，断点，不闭环等识别，将不规范的轮廓线做修改，重新生成工序模型。
  6.生成二维工程图并输出PDF卡片：自动生成二维工程附图并输出3DPDF工艺卡片，便于指导车间操作者。

项目成效

  （一）各系统之间的无缝集成：实现了3DMPS与TC、MES、QMS、MCS四个系统之间的集成，打破了数据传递之间的壁垒，通过对三维模型的参数、尺寸、技术要求等遍历、提取，构建了基于 MBD 的工艺业务模式。
  （二）强大的自动推理功能：3DMPS的自动推理功能极大提升了工艺员编制工艺的效率，通过人机交互的方式实现完整工艺路线的生成，提高工艺规程的质量和效率，从原本2-3天编制一本工艺到现在2个小时完成。
  （三）三维PDF卡片为主，二维工程附图为辅的工艺手段：3DMPS自动生成高效、精准的三维附图，并传递给下游车间，实现了车间可视化工艺指导；二维工程附图的自动生成极大提升了工作效率，并且避免因人为因素而产生偏差。