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湖北高天
一、企業(yè)基本情況
博世汽車部件(蘇州)有限公司成立于1999年，是博世集團(tuán)在中國的全資子公司之一，總占地面積28萬平方米，總投資3億美元。目前公司擁有獨(dú)立的技術(shù)研發(fā)中心和完善的生產(chǎn)物流基地。公司主要由五個事業(yè)部組成，負(fù)責(zé)生產(chǎn)和銷售汽車電子、底盤控制、底盤制動、多媒體系統(tǒng)零部件及用于零部件組裝的機(jī)器設(shè)備。
二、工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真場景主要做法
數(shù)字孿生是智能制造水平達(dá)到一定成熟度后，提升生產(chǎn)績效的有效技術(shù)手段。博世汽車電子工廠在數(shù)字化互聯(lián)化基礎(chǔ)上，在向著全面智能化邁進(jìn)過程中，逐步開展了以仿真為基礎(chǔ)的數(shù)字孿生場景應(yīng)用。
數(shù)字孿生分為數(shù)化、互動、先知、先覺、共智五個階段。在模擬仿真到現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)采集、模型優(yōu)化，再到現(xiàn)實(shí)實(shí)體自適應(yīng)配置的閉環(huán)中，運(yùn)用該技術(shù)能夠輔助實(shí)現(xiàn)人機(jī)料法環(huán)各領(lǐng)域的全周期管理，從而實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)性、自主性、自適應(yīng)性，建設(shè)以人為本的數(shù)據(jù)驅(qū)動型工廠。
目前在博世汽車電子工廠，工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真具體落地場景有：運(yùn)用仿真軟件對車間布局、生產(chǎn)物流設(shè)計(jì)、產(chǎn)能等生產(chǎn)要素進(jìn)行定量的模擬和驗(yàn)證，并根據(jù)仿真模擬結(jié)果找出生產(chǎn)優(yōu)化方向。同時，產(chǎn)線能實(shí)時在線監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)快速報(bào)錯定位和歷史解決方案推送，有效提高設(shè)備維護(hù)效率。
三、場景建設(shè)成效
1、縮短機(jī)械設(shè)計(jì)到調(diào)試驗(yàn)證的周期
仿真覆蓋設(shè)備設(shè)計(jì)到設(shè)備調(diào)試驗(yàn)證的全過程，可縮短設(shè)備從設(shè)計(jì)到交付的時間。在設(shè)計(jì)階段利用MCD 3D模型驗(yàn)證設(shè)備工藝步驟和機(jī)械結(jié)構(gòu)是否存在干涉，提前預(yù)知以往在設(shè)備裝配階段才能夠被發(fā)現(xiàn)的機(jī)械干涉風(fēng)險，減少返工成本。通過設(shè)置節(jié)拍時間和計(jì)算邏輯來模擬得到各個站點(diǎn)的節(jié)拍時間預(yù)測值，驗(yàn)證機(jī)械設(shè)計(jì)是否滿足生產(chǎn)節(jié)拍時間要求，同時針對瓶頸工位進(jìn)行節(jié)拍時間仿真優(yōu)化分析。公司成功嘗試?yán)梅抡婕夹g(shù)在虛擬模型上實(shí)現(xiàn)脫離硬件的PLC軟件調(diào)試，縮短30%項(xiàng)目上線的時間。
2、輔助精益生產(chǎn)線設(shè)計(jì)
在新產(chǎn)線上運(yùn)用了仿真技術(shù)，利用其動態(tài)仿真、3D模型過程可視化和數(shù)據(jù)可實(shí)時分析的優(yōu)勢，驗(yàn)證產(chǎn)線人員搭配、站位設(shè)計(jì)是否能達(dá)到初期設(shè)定的節(jié)拍時間和日產(chǎn)出值，并找到風(fēng)險點(diǎn)或者優(yōu)化方向以完善產(chǎn)線設(shè)計(jì)。通過生產(chǎn)線仿真設(shè)計(jì)，線上在制品庫存減少20%，產(chǎn)線設(shè)計(jì)效率提升32%，周期縮短25%以上。
3、載具優(yōu)化并提升產(chǎn)能
通過使用仿真工具為產(chǎn)線建模，仿真產(chǎn)線可以等比例模擬真實(shí)產(chǎn)線的物料流動，動態(tài)地顯示出不同產(chǎn)線設(shè)計(jì)方案下的產(chǎn)出情況，當(dāng)改變產(chǎn)線中兩個工站的載具數(shù)量時，可以得到一組產(chǎn)能的變化曲線。在權(quán)衡成本、冗余以及產(chǎn)能要求后，一個用于實(shí)際產(chǎn)線的最優(yōu)配置方案就得以形成。
在配置產(chǎn)線后，需要持續(xù)監(jiān)測產(chǎn)線獲取實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以幫助評估當(dāng)前的設(shè)計(jì)方案是否需要進(jìn)一步修改。如果模型與實(shí)際情況有偏差，真實(shí)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)將通過數(shù)據(jù)管道導(dǎo)入仿真環(huán)境，幫助設(shè)計(jì)人員優(yōu)化產(chǎn)線設(shè)計(jì)，迭代更新設(shè)計(jì)方案，直至仿真結(jié)果與實(shí)際表現(xiàn)充分接近。在項(xiàng)目第一階段已實(shí)現(xiàn)節(jié)拍時間縮短5%，換型損失減少2%，工裝載具最優(yōu)配置帶來每小時產(chǎn)出提升4%。
4、助力問題快速解決
通過3D仿真技術(shù)，博世汽車電子工廠實(shí)現(xiàn)了電動助力轉(zhuǎn)向電子控制單元價值流生產(chǎn)線整體的數(shù)字孿生。在生產(chǎn)線設(shè)備日常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，設(shè)備管理平臺會實(shí)時動態(tài)地反映設(shè)備內(nèi)各個運(yùn)動部件的工作狀態(tài)。一旦設(shè)備某一部件發(fā)生故障，設(shè)備屏幕顯示的報(bào)警信息也會同步上傳到平臺，工程師可現(xiàn)場或遠(yuǎn)程查看報(bào)警信息及被高亮的問題部件，同時報(bào)警信息會被統(tǒng)計(jì)，將頻發(fā)問題第一時間暴露，提高問題解決效率，減少設(shè)備工程師18%的日常工作量。
原標(biāo)題：“智能化改造數(shù)字化轉(zhuǎn)型”優(yōu)秀場景案例丨博世汽車部件(蘇州)有限公司
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