3D产品开发

可制造性设计——即在新产品设计时考虑公司的制造能力——并不是一个新概念。

现在的新情况是，越来越多的制造商开始整合产品生命周期管理(PLM)和生产管理软件，将其作为将产品设计数据传递到工厂的手段。将这些系统连接起来，使公司有信心在新产品的实际订单到达之前就开始设计生产设备和绘制生产流程。

采用这种方法的公司合理地认为，由于他们已经通过使用PLM工具和技术努力工作，减少了设计新产品所需的时间，他们应该继续利用这些节省下来的时间，加速产品从设计到生产的过渡。

康涅狄格州斯坦福德(Stamford)制造业咨询服务公司的研究主管哈尔彭(Marc Halpern)说Gartner他说，这些举措的推出通常有两个主要目标:继续缩短产品上市的时间，不断改进制造流程。

Halpern说:“鉴于日益激烈的全球竞争和更快地将产品推向市场的压力，制造商——尤其是在资本设备上有巨大投资的大公司，以及产品设计复杂的公司——都有兴趣在产品设计和制造之间建立更紧密的整合。”“制造商需要尽可能地降低风险，因为风险太大了。例如，通过使用可视化工具，他们可以建立工厂模型，模拟工作流程，看看如果他们以某种方式设计制造设备和流程，会发生什么。”

大河集团(GRG)是中国最大的摩托车制造商，开发、制造并向国内外市场销售摩托车、发动机和零部件。这家位于江门市的公司拥有每年300万台发动机和300万台摩托车的生产能力。

为了更快地将产品推向市场，GRG专注于改进从产品设计到制造的过程。但该公司寻求的不仅仅是快速交接;它希望确保制造业收到准确的产品设计数据，以便在产品达到批量生产阶段时为工厂创建标准的工艺计划和工作指令。

GRG管理层推测，如果操作得当，公司可以比竞争对手更快地将高质量、创新的新产品推向市场。

目前正在推动整合产品生命周期管理(PLM)和生产管理软件，将产品设计数据传递给工厂。

GRG首席信息官陈海兰表示，采用多种软件解决方案对公司实现目标起到了重要作用。在将产品设计和制造功能连接起来的过程中，该公司首先将其集成SAP企业解决方案PTC(列车自动控制系统)Windchill ProjectLink和Windchill PDMLink可以为所有与产品相关的数据构建一个中央存储库，无论这些数据是来自机械/电气CAD程序、桌面应用程序还是ERP套件。接下来，GRG部署了另一个PTC解决方案:MPMLink，这是一个专为制造工程师设计的PLM应用程序，允许他们与产品设计同步进行数字化设计和管理制造工艺计划。最终，GRG能够创建一个设计到生产的闭环过程，在这个过程中，产品设计和制造工程师使用相同的数据来设计和制造尽可能最好的产品。

Chen说，其结果是提高了生产和制造工程效率，提高了产品质量和制造数据的一致性，并大幅减少了从新产品设计到制造所需的时间。

“Windchill MPMLink正是我们改善整个制造过程所需要的东西，”Chen说。

当然，GRG并不是唯一一家采取这类举措的制造商。Dick Slansky，马萨诸塞州戴德姆公司PLM和离散制造业高级分析师ARC咨询小组他说，数字制造技术被更广泛地用于创建和测试虚拟生产设施。仅使用软件，制造工程师就可以设计运输系统、机器人工作单元和控制系统。然后，他们可以使用高级仿真工具来验证所有这些组件是同步的、受控的，并且将一起工作。

虚拟调试消除了许多时间和资源消耗的任务，否则必须由工程师亲自执行。这不仅缩短了产品发布周期，还允许工程师在实际工厂实施之前优化生产流程。

Slansky说:“简化生产系统的设计、验证和调试将是制造商满足成本效益和高效产品发布要求的关键因素。”“自动化模拟平台等工具在全球制造业环境下恰好出现，在这种环境下，加快上市时间和实施制造流程优化对公司的成功至关重要。”

方法不同

PTC副总裁汤姆•舒梅克(Tom Shoemaker)表示，实际上，将产品设计和制造工艺规划整合为一项功能的能力，为制造商带来了巨大的机遇。“但要真正获得回报，不可能是一个连续的过程;它必须是同时发生的，”舒梅克说。

他还表示，PTC通过在一个软件套件中提供一套涵盖这两种功能的解决方案，使公司能够同时创建产品设计和制造计划。

Pro/ENGINEER CAD包可用于创建产品设计，生成的数据存储在通过Windchill PDMLink提供的中央存储库中。Windchill MPMLink可以使用存储在PDMLink中的数据来开发和管理制造工艺计划。

允许产品设计和制造工程师使用相同的数据，消除了创建和维护重复产品信息所固有的问题。Shoemaker说，将工程物料清单(BOM)转换为制造BOM，然后在同一系统中定义和管理制造过程，确保产品始终完全按照设计规范生产。

其他供应商也通过略有不同的方法向用户提供类似的功能。

大约一年半前，西门子公司收购了PLM软件和服务提供商UGS，随后创建了西门子PLM软件．

从那时起，西门子PLM通过将其PLM应用程序与西门子自动化和驱动部门提供的生产管理解决方案集成，致力于在产品设计和制造功能之间建立联系。

“西门子PLM继续在其Tecnomatix(制造过程管理)产品的基础上进行改进，以便在单一环境下规划和执行制造，并模拟机器人生产线与单机的对比，”总部位于波士顿的研究分析师杰夫•霍杰罗(Jeff Hojlo)表示AMR研究．“技术指导包括虚拟调试，通过与西门子控制系统的更紧密集成，将制造设备模拟到详细的水平。”

达索系统公司股价该公司提供CATIA CAD包和DELMIA制造过程管理套件，最近与罗克韦尔自动化创建一个软件实用程序，允许将控制生产设备的设备合并到虚拟制造过程计划中。

罗克韦尔自动化公司设计和仿真软件业务经理Rick Morse说，其结果是用户现在可以创建一个虚拟的设计和生产环境，以同时开发机械、电气和控制系统。这将对任何设计更改的影响提供即时反馈，使公司能够测试多个“假设”。”场景。

Morse说:“这种实用工具使虚拟设计和生产环境成为制造商的现实。”“这对于汽车等行业来说至关重要，这些行业将模拟作为降低成本、缩短新车型或车型变更生产时间的一种方式。”

Morse说，另一个关键因素是，该解决方案允许设计产品的工程师与设计工厂控制系统的工程师以协作的方式工作。他们可以在设计和开发过程中的任何时候进行沟通，以确保工厂的设计(包括其控制系统)能够支持按照设计的方式构建产品。这将减少生产过程中测试和调试生产系统所需的时间，最终加快产品上市时间。

付诸实践

过程管理技术可用于创建和测试虚拟生产设施，并将控制生产设备的设备纳入虚拟制造过程计划。

虽然各种方法的优点可能会被争论，但很明显，制造商将PLM和制造解决方案紧密结合是有显著好处的。毕竟，在当今的商业环境下，制造业务流程的创新——即工作是如何完成的——与产品创新同样重要Apriso提供是一家生产管理软件提供商。

Delcuvellerie说:“面临频繁推出新产品的制造商必须善于快速配置车间流程，能够生产出具有竞争优势的预期数量和质量。“然后，将来自PLM的‘设计’产品数据与来自执行系统的‘建成’生产数据结合起来还有额外的好处，因为它最终使制造商能够提高性能，从而更快、更高效、更高质量地将产品推向市场。考虑到今天的商业环境，这些都是巨大的好处。”

MBDABAE系统公司、EADS公司和finmeccanica公司共同拥有的全球领先的导弹制造商，使用Apriso FlexNet解决方案的功能来简化其PLM和制造执行系统之间移动数据的过程。

现在可以更快地生成详细的制造计划和工作指令，因为它们基于PLM存储库中包含的设计产品组件定义、路由、规格和bom。

该公司的制造执行系统(MES)跟踪所有经过生产的产品的特征，包括“出厂”谱系。然后，这些信息被馈送到MBDA的SAP ERP系统，在那里它与“计划中的”材料和订单数据相结合。结果是一个列表，比较成品的特点与他们的设计。

一旦有关成品质量的数据被添加到组合中，MBDA就有了一组可靠的信息来帮助产品设计和制造工程师确定他们现有的任何工艺是否需要改进，或是否需要重用。

MBDA IT项目经理Jeremie Ropero解释说:“我们利用FlexNet生产和质量执行与我们的工程PLM和ERP数据之间的强大集成。“我们可以从以前的流程中快速找到以前的工作指令，并重新使用它们，极大地减少了我们的文书工作和质量成本。我们的方法工程师现在可以轻松地将FlexNet标准操作(包含最佳实践)纳入新的生产流程。”

IQMS提供了一个完整的PLM策略的最后链接

集成产品生命周期管理(PLM)和工厂解决方案可以使制造商更接近将产品开发转变为战略性的、企业级的业务流程。但这一过程的最后一步涉及到与ERP系统的链接。

这种三层连接不仅为产品设计师提供了关于工厂是否能将他们的想法变为现实的可靠信息，而且还提供了关于他们设想使用的组件可用性的快速答案。

但对于寻求将产品开发转化为竞争优势的公司来说，最重要的可能是，这种端到端集成可以就任何质量问题，或客户对产品的喜欢或不喜欢提供快速反馈。这些数据可以用来加快设计变更的步伐，保持新的和改进的产品流入市场。

软件供应商知道制造商重视这种级别的连接，但很少有人能够提供它——至少在客户没有做一些定制集成工作的情况下是不行的。一个可以声称能够提供开箱即用的端到端产品开发功能的供应商是IQMS该公司是一家开发自己所有应用程序的企业软件供应商。

IQMS产品套件(称为Enterprise iq)包含会计、库存管理和生产计划的基本ERP组件。但除了它自己的PLM模块之外，它还有一个应用程序，可以实时监控工厂的活动。企业IQ系列包括质量控制、供应链、CRM和电子商务解决方案。

最初IQMS仅面向塑料行业的公司，如注塑模具公司。它后来为汽车、医疗设备和包装产品行业的制造商创建了其应用程序的版本。据该公司总裁兰迪·弗拉姆(Randy Flamm)称，许多制造商正在利用企业智商的车间、PLM和ERP组件之间的多层次连接。

“试图整合ERP、PLM和制造的制造商经常会遇到很多问题，”弗拉姆说。“当制造商使用单一来源的解决方案时，情况就不同了。”

例如，EnterpriseIQ的PLM模块包括从PLM到所有erp相关信息的直接链接，以及与产品制造相关的所有信息的访问。，拒收数量，工程变更信息，工艺成本信息，偏差和订单释放。

弗莱姆说:“推出新产品涉及的不仅仅是公司的内部流程和程序。为了保持竞争力，企业必须利用其全球供应链将产品快速、高效、低成本地推向市场，并保证客户满意。Enterprise IQ中的PLM模块提供了跟踪产品的能力，从设计和报价过程，到生产，直到生命周期结束，以满足这些需求。”

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