精益总布置.

精益总布置方案马东炜2013年11月20日目录-1、汽车制造业的对精益总布置的需求-2、精益思想与精益总布置-3、精益总布置实现的方案-4、精益总布置对技术中心的价值一：精益总布置的需求原因1：成本压力大：市场成熟，企业成本压力大2：人力资源不足：成熟资深设计人员，养不熟，留不住3：开发任务要求急：行业新技术发展快，排放和国际接轨快市场对新产品的需求大。产品开发阶段锁定了70-80%的产品成本《精益思想LeanThinking》－消灭浪费，创造财富-二：精益思想与精益总布置精益总布置根据精益设计思想创造了相应的信息化设计管理平台，根据精益5原则-价值、价值流、流动、拉、尽善尽美，提供了一种可靠的质量功能展开(qualityfunctiondevelopment，QFD)方法，能将客户意见和质量要求转化、细化为具体研发项目的技术、功能指标，实现“以客户为中心的”研发。1、精益思想的五个原则Leanthinking精益思想Value价值站在客户的立场上ValueStream价值流从接单到发货过程的一切活动Flow流动象开发的河流一样通畅流动DemandPull需求拉动按需求生产Perfect完美不断改进降低成本，改善质量，缩短周期•返工的浪费－重新设计•过量设计需求的浪费－开发很多未销售车型•过量设计零部件开发的浪费—非模块化开发，大量重复零部件开发•搬运的浪费－数据搬家：2D-3D;CAD-CAM-CAE;PDM-ERP•设计规划策划不足：多余的物理样机和认证样机•多余动作的浪费－数据手工录入；物理样机•等待的浪费－设计周期长；文档数据查询•库存的浪费－过量数据导致零部件大量库存•过程不当的浪费－设计缺陷与变更2、精益总布置的目标：消灭浪费（不增值的动作）“人们很容易看到生产中的浪费，却很难看到（设计）工程中的浪费”DonRunkle,ViceChairman,德尔福Automotive3、精益设计：设计阶段存在的浪费序号设计中可以缩减浪费的方面比例数据源1寻找信息，等待实验结果导致的停工期33%UG、ATKearney对汽车厂商的考察2多余的设计文件与产品原型样机3产品部件设计知识使用不足18%4过度设计—用户不需要的功能和能力需求8%5早期设计流程中的验证错误16%6导致生产缺陷的不良设计15%7规划和策划不足造成的认证和验证样车过多10%福田戴姆勒设计过程考察8设计人员变化和工作能力不足造成的零部件重复设计20%9市场规划能力低造成的未销售设计车型过多20%10对用户需求的未识别、过度识别造成的设计缺陷20%11对卖点和轻量化的过分追求造成的设计缺陷30%4、精益总布置思想给企业的价值减少设计时间、把精力应用到有效创造价值的工作减少试制样车、认证样车装车量50%减少设计缺陷消除重复设计减少与工作有关的工作Theamountofhumaneffort,time,space,tools,andinventoriescantypicallybecutinhalfveryquickly,andsteadyprogresscanbemaintainedfromthispointonwardtocutinputsinhalfagainwithinafewyears.-《精益思想》,Womack&Jones精益总布置精益PLM减少产品开发流程中的浪费与不增值的动作，创造价值三：精益总布置设计的实现1，管理层：流程管理3，工具层：CAD/CAE/CAM一体化平台广义知识库项目责任部门作用产品规划管理产品规划部精益总布置设计设计输入产品数据管理产品管理部初步总布置策划产品管理部基于知识集成的总布置整车所、专用车所精益总布置执行2，基础层：建立在以PLM为基础的精益总布置是企业信息化解决方案的重要组成部分，与ERP等其他流程相比，精益总布置具有创造价值（开源）特点。供应链固定资产设计链智力资本精益总布置--创新(创造价值)采购生产运作(降低成本)PLMSRMCRMERP产品客户计划供应商1、精益总布置的特点和整体架构通用模块化,结构化产品平台智能化产品功能结构件通用标准件产品级控制结构子部件间关联关系供应商提供的标准功能件专用件变形部分完整的产品结构Teamcenter系列产品配置管理PTS变形件CAD/CAM广义知识库KBE三维协同设计管线集成总布置虚拟数字样车数字样车工艺验证DFEMA总布置工程文件模块化规范设计规划下的系列总布置策划BFDA|11精益总布置发展框架2、模块化设计和重用产品零件100%专用零组件型号1模块化零件型号4型号2重用件型号3型号X“甜蜜点”重用件模块化零部件1、制定模块化设计规范；2、创建价值工程管理体系下的模块化零件库3、优先从模块化零部件库中选用零部件为何CAD的重用如此困难?我们在哪里受骗了？…我不知它是如何产生的我去年做的，想不起来当时如何做的我重新创建一个，比慢慢整理出来，还更快设计师上个月离职了我发现一个更好的模型，怎么办？我以前设计过类似的，但我把它放哪里了？?参数化CAD建模快速重用CAD模型我们的愿景是…快捷重用CAD模型参数化建模的愿景与承诺是：良好定义的模型，可以快捷地改变，在后续相关设计中重复使用。这就要求我们在一个成熟的三维协同设计标准指导下进行的三维协同设计。3、三维协同设计3.1、三维协同总布置设计核心:在整车三维设计开发过程中，通过IT技术保障所有参与的设计工程师能在广义知识库支持下、在同一个系统中按照相同的规范开展三维设计工作，进而实现彼此间的数据共享和信息交互集成工作。本质:应用知识库和三维数据进行三维总布置设计业务的过程管理系统，通过这个系统促进三维设计业务的普及，和实现三维设计应用的深化，集成个专业知识，使三维设计业务能贯穿于整个产品开发过程中。业务（产品开发业务）工具(CATIA+VisMockup)系统(PLM)流程(标准、规范、制度)广义知识库应用同步管线总布置设计已开展零部件功能集成设计已开展零部件数字化验证已开展数字化工艺验证未开展整车风洞、流场数字验证已开始流场研究整车承载、振动场数字验证开始和北理工合作开展振动研究可支持整车级三维BOM在线设计离散、孤立的三维数模管理转变为单一的、集成的、共享的，用户可实时获取最新的数据。整车三维BOM模板已有的整车三维BOM统一的零件资源库高实时性提高接口设计质量和能力加载整车三维BOM到CATIA设计修改双向实时同步CATIA集成环境下自顶向下设计3.2、三维协同管线总布置在整车总布置开发过程中，引入独立的三维管线总布置，与总布置同时由专业管线室统一进行全三维同步设计，进行规范的管路、线路集成校核，避免分散的、孤立设计所造成的管线干涉或布置不规范现象发生。传统管线设计特点孤立、局部设计独自进行设计过程无沟通系统知识支持个人经验设计三维协同管线设计特点整体设计同步进行设计过程同步协调广义知识库支持规范化设计支持简述和特点3.3、零部件功能集成设计出于整车轻量化和布置紧凑的需要，跨系统零部件集成设计成为趋势，不仅可以减少成本，还可以减少安装空间，为整车轻量化和降成本做出贡献，还可以使整车更为美观协调。单零件设计孤立、局部设计独自进行设计过程无沟通各系统互相干涉布置松散成本成倍增加占用空间大零部件拥挤零部件功能集成设计整体设计同步进行设计过程同步协调各系统无干涉布置紧凑成本低占用空间小整车美观、协调管线支架脚踏支架安装孔前板簧前支架发动机前悬置安装孔转向机支架安装孔冷却模块安装孔前横梁支架驾驶室前悬置支座集成4、基于三维协同总布置下的CAD/CAE/CAM一体化平台：NX风格造型和工业设计设计和文档资料管理模具加工制造仿真&验证减少设计变更次数65%缩短制造流程规划时间40%更加优化的材料流转35%改进工人的负荷率30%减少工装夹具设计量30%改良工厂的车间布局25%改进工艺流程验证方法15%增加产能15%降低库存量10%四：通过精益设计，企业业绩能提高多少?数据来源：BFDA|20第二部分：基于知识集成设计的总布置能力建设5、广义知识库5.1广义知识库系统广义知识库系统是面向知识集成总布置设计而建立的的信息处理、管理、存储系统，是具有知识获取、知识表达和知识利用功能的复合数据库系统，是将代表事实的数据和代表抽象的知识结合起来，把常规数据处理能力与基于知识的处理能力结合起来形成的广义的知识库系统。规范库数据库知识库模块知识市场需求使用工况用户类型市场调研标杆状况实验信息市场信息模块资源数据库市场信息数据库验证信息数据库PLM标杆信息数据库路谱模块控制规范设计规范法律、法规标准工艺审核规范设计流程规范设计输入规范虚拟验证规范不规则不精确语义解释不稳定规则精准规范解释稳定广义知识库5.2广义知识库应用过程知识应用知识表达知识获取总布置设计是一个完成汽车工程设计为目的，全价值链信息集成的过程；基于KBE的设计最终要将需要的全价值链信息和知识集成到设计方案上，并进一步反映在实体建模上，将三维协同CAD实体建模技术、总布置硬点设计与知识库集成是实现知识集成总布置的前提。第三部分：已经开展的技术准备工作5.3、广义知识库应用-标杆状态应用序号名称部位（见下图）尺寸（mm）东风天锦欧曼3系1车身前围最外端到后围的距离a197019502保险杠最外端到前围最外端的距离b401103进气管到车身后围最外端的距离c1702604货箱前立柱到车身后围最外端的距离d1602805高位进气管到车身后围最外端距离e1201606空滤器到前轮后挡泥板的距离f301007货箱前立柱的厚度g701008副水箱最外端面到后围最外端的距离h/2009货箱长度m6750650010货箱后板厚度n404011整车长度(b+a+d+g+m+n),L90308980关于3系4X2平板车，用户市场对货箱长度比较敏感，欧曼配装货箱最大长度为6.5米。东风天锦、解放赛龙标杆产品配装货箱长度为6.75米，因总布置紧凑合理，不超整车最大长度9米限值要求，占有明显的市场优势。拥有这些标杆信息后，应用到总布置中，就可以改进设计出不低于标杆性能的车型。欧曼状态东风状态5.3、广义知识库应用-进气系统防水项目解放J6东风天龙奔驰欧曼进气口进气道中下部说明1、进气口向后下方倾斜2、下部设计分水区1、进气口向后下方倾斜2、下部设计分水区1、进气口向后下方倾斜2、中部设计分水区1、进气口朝外2、没有设计分水区对一汽J6、二汽天龙等标杆产品高位进气系统外型及内部结构进行剖析对比，以获取可借鉴的地方，在总布置时要求系统采用防水设计，提高整车设计性能。降低制造与维护的成本缩短新产品项目时间提高产品质量提高客户的满意度精益设计对技术中心的价值----进入创新设计新阶段《改变世界的机器》－丰田生产系统与精益思想的起源《精益思想－消灭浪费，创造财富》－在世界各地，各种类型企业的推广精益思想的案例与经验《产品生命周期管理PLM》－精益思想的推动力参考文献BFDA|26总结整车所在过去的10年中，在工程车的总布置设计中，秉承以合规设计为中心，以紧密联系市场和开拓创新总布置设计为基础，为欧曼工程车的生产、销售、服务能力的提升起到了良好的技术基础作用。展望未来，市场竞争越来越趋向技术化、专业化、信息化，要求总布置工作要站在更高的高度上来推动整体设计能力的发展，广义知识驱动的精益总布置设计成为工程车总布置未来发展研究方向。BFDA|27