开目三维可制造性分析软件 3DDFM的案例分享

【资料图】

中国航空工业集团某研究中心

项目背景

中国航空工业集团公司某研究中心是我国航空机载机电系统的研发中心和生产基地，具有完整的预先研究、型号研制、设计制造、试验交付和维修服务的手段和能力。 该企业产品种类多，工艺涉及机加、钣金、铸造、锻造、焊接、热处理、表面处理、装配、三维标注等专业；设计结构复杂、制造要求精确度高。传统的人工工艺审查模式，难度大、易漏审，经常出现设计图纸不符合工艺制造要求，导致设计-工艺制造过程不断重复且产生大量报废品。此外，工艺审查知识难以累积和复用，影响产品研制周期。

建设内容

三维模型可制造性分析实现产品设计阶段帮助设计人员、工艺人员、制造工程师尽早发现基于NX的产品设计中难以制造、无法制造或制造成本高的设计缺陷，减少工艺评审时间及设计到工艺的往返次数，缩短产品开发周期。工艺知识库将工艺性审查知识和经验固化形成企业知识库，实现知识的快速复用和传承，进而提高设计工艺协同效率和质量。

平台集成管理3DDFM系统与Teamcenter管理平台集成，将审查结果报告与产品模型一起在Teamcenter管理平台中进行管理，并对审查结果进行流程限制。

项目成效

（一）企业知识库建立通过标准规则适配及定制规则开发，形成包含181条标准规则及65条开发规则在内的工艺性审查规则库，范围涵盖机加、钣金、铸造、锻造、焊接、热处理、表面处理、装配、三维标注、禁限用工艺和材料优选11个专业。（二）审查报告流程管理3DDFM审查报告回传Teamcenter系统管理，当在TC系统中对产品设计进行图样审签时，可通过系统审签流程自动检测效验设计产品是否包含审查报告及报告中是否存在设计不合规的严重项，从设计源头建立规范，减少设计与工艺沟通的反复。在上线期间，加入DFM审签流程的产品在系统中正常运行，效率提升近50%。（三）审查结果统计分析3DDFM审查结果统计分析功能，将一段时间内的审查结果按人员、部门、专业、产品、审查结果等信息进行单一条件或组合条件查询并输出审查结果，为企业领导进行决策提供客观依据，如评估设计人员出错率，设计中易犯通用问题的改善，规则的定期维护等。

客户反馈

在项目实施过程中，企业领导曹部高度关注，在双方实施工作中做出重要指示。在实施期间，曹主任和庞工协调工艺专家进行定制规则梳理以及产品试运行，避免无效实施，加快实施进度。在现场实施时，设计人员和工艺人员积极参与流程限制功能以及定制规则的测试验证。在试运行期间，企业设计人员对审查结果表示认可并按意见修改产品模型进行图样审签，表示通过3DDFM审查，发现了他们平时不易发现的细节错误， 3DDFM的审查校验对于后期产品设计有很必要。

中国航天科工集团某研究所

项目背景

中国航天科工集团某研究所是集机、电、液一体化及研究、设计、试验、生产和服务保障于一体的高科技、综合性工程技术研究所。企业产品设计和制造流程复杂。一方面存在图纸不符合结构件设计工艺性导致大量的设计－工艺审查过程反复，严重影响产品研制周期；另一方面缺乏工艺性审查工具，不能基于知识速审查。因此引入基于知识的工艺审查工具非常有必要，可以有效地提升结构件设计工艺性标准化程度，减少设计错误，降低产品的制造成本。另外企业在进行装配工艺设计时，采用的是结构化工艺设计的手段，但是没有基于产品三维设计模型进行装配运动的动态模拟，也没有基于三维工艺资源验证操作空间的可达性。现有的工艺卡片模式来指导现场制造不够直观，无法满足生产现场对工艺的质量和效率的要求。

建设内容

工艺性审查工具针对三维设计模型，提供基于知识的工艺性审查工具，建立可扩充的审查规则知识库，在CREO设计环境中根据制造规则知识库对产品设计模型进行一键式工艺性审查，以可视化的方式显示审查结果，并支持输出Word或者Excel格式、标准3DPDF格式的审查报告，满足产品数据设计达到定版成熟度前，工艺人员参与工艺会签的需要，向设计端推送审查信息。

批量审查支持针对一个产品部件中的多个零部件进行批量审查。自动特征识别对工艺规则库的全面管理，企业可以根据实际需求，对规则库中规则进行筛选、分类、导入、导出，同时根据自身生产实际对工艺规则进行二次开发扩充、编辑等管理功能，并能够灵活地筛选规则组件审查方案。历史记录查询使用结构件设计工艺性审查软件进行审查的所有审查结果写入数据库，能够对结构件设计工艺评价历史进行查看，并针对结果通过设置筛选条件进行快速查询。装配工艺仿真软件利用产品的三维CAD模型，由装配工艺规划人员在计算机环境中对产品的装配工艺过程进行交互式的定义和分析，包括建立产品各组成零部件的三维模型、装配顺序、空间装配路径、装配工艺文件编制/输出、装配工艺决策、虚拟仿真等，并以三维工艺来指导三维装配。能对特种车辆液压系统、电缆网、温控系统等部件、系统的制造过程进行虚拟仿真；能完成空间管路、电缆、液压装置等产品的集成仿真。基于知识的装配工艺推理根据产品数字样机，基于装配工艺编制知识，实现装配序列、装配资源和装配指令等进行装配工艺信息的自动化推理。

项目成效

（一） 形成企业审查知识库2021年10月8日，中国航天科工集团某研究所结构件设计工艺性审查软件项目获批并正式启动实施，共梳理了54项机加工规则、48项钣金规则、16项装配规则、12项弯管规则、9项铸造规则、12项标注规则。共计开发的151项规则作为北京机械设备研究所工艺审核的统一的标准，并经过导航项目的验证，达到了所内工艺审查的要求。（二） 缩短研制周期利用可制造性分析系统3DDFM，中国航天科工集团某研究所工艺部门结合自身设计的各类数模（机加、钣金、装配、铸造、弯管等）进行了规则实现合理性和准确性的验证工作，根据设计工艺性评价规则，开展设计工艺性评价并形成评价报告，在产品试制之前预先发现设计工艺性问题，保证结构件产品可制造性，大大缩短了研制周期，某型号300个零件的审核时间由原来的至少7天缩短到1天。（三） 三维可视化装配通过三维装配工艺指导，提高现场可视化效果，有效减少现场装配错误50%以上；针对新员工进行虚拟装配培训，缩短新员工培训周期30%以上。（四） 基于知识的装配工艺推理工艺知识库覆盖结构件装配、线缆敷设和管路安装等专业。工艺知识重用度达到了80%并完成导航项目形成的数字化装配工艺规程，整车工艺编制仅耗时16分钟。

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