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1、“数字湖南”领导干部培训,莫欣农 清华大学软件学院 2011年7月22日长沙,信息化智能化融合技术路径与管理创新,2,前言,制造业创新表现在二个方面：, 产品创新 。 全新产品新技术、新领域、新用途 。 产品升级新性能、新功能、新方法 。 增值模式技术咨询、产品租赁、维修服务、回收再造 管理创新 。 产品创新离不开信息化技术，管理必须采用信息化技术 。 增值模式创新改变以产品销售为核心的传统管理模式,3,提纲,第一篇：信息化技术在产品创新中的应用,1.信息化时代产品特点 2.开发创新的支持技术 3.制造业持续发展模式 第二篇：制造业信息化管理的创新 1.产品全生命周期三个阶段的信息化 2.产品
2、生命周期管理的三个核心模型 3.信息化管理的创新点和考核指标,工业革命推动生产力发展,手工业,自制配套 相辅相成,机械化,大规模 多品种 大批量 同质化,全球范围 配套生产,大规模 多品种, 小规模 少品种 小批量 个性化,电气化,大批量 个性化, 大规模 少品种 大批量 同质化,信息化,企业独立 自主完成,自制为主 配套为辅,44,5,智能化产品满足人类新需求,超高速+舒适,高速+安全,快速+大力, 机械 电子 软件,代步, 机械 电气, 机械, 手工加工,6,网络化促使信息低成本共享, 运行数据 故障对策 维修指南 备品备件,原厂商,物联网,现场工控机,维修指令, 运行记录 故障记录 维修
3、记录,运营商,执行维修,7,现代大型装备发展趋势,结构越来越复杂 传感器越来越多 计算机软件越来越智能 网络通讯无处不达 设计公司 物联网 运营公司 制造公司 维修公司,8,信息化产品的特点, 由机械、电子、软件等系统组成智能产品的复杂程度加深； 通过物联网，智能产品的各种信息可以实时传遍全球各地； 产品的寿命向二极转化，或变得很短，或变得很长。产品 创新需要适应时代的变化； 产品性能、功能和体验均达到前所未有的高度。性能优良 的产品加深人类的依赖性，潜在的故障损失不断加大； 产品可靠性大幅度提高、维修专业程度随之提升。合理地 使用和维护信息化产品遇到新的挑战。 由此可见，信息化时代产品的开发
4、、使用遇到新的挑战： 传统手工设计、制造的方法需要改变 传统的使用、维修的模式需要改变,9,提纲,第一篇：信息化技术在产品创新中的应用,1.信息化时代产品特点 2.开发创新的支持技术 3.制造业持续发展模式 第二篇：制造业信息化管理的创新 1.产品全生命周期三个阶段的信息化 2.产品生命周期管理的三个核心模型 3.信息化管理十个创新点和考核指标,产品定位,总体布局,空气动力学计算,虚拟现实,10,11,详细设计,6.5 加仑油箱,电动换档 2X4 至 4X4,新的主缸,货架承载 能力更大,数字化仪表,安装在橡胶上的排 气系统,大孔径化油器,全锁 差动器,挂钩,26 / 25”,距地间隙更 大,
5、更多的悬架,行程,运动风格,白金轮胎、弹簧以 及齿条（前后）,子午轮胎,12,CAE 支持多物理场多学科分析,YY- Stress PSD,电子系统的冷却,疲劳试验,RMS=19.7 MPa,动态响应,系统自学习,复合材料,空气动力学,热和流体耦合,空间环境模拟,热辐射,多体动力学,公差分析,运动分析,工艺设计与仿真,13,瓶颈分析,14,零部件配合公差,50 +/- 0.1,Block 3,70 +/- 0.1,220 +/- ?,Block 2,100 +/- 0.2,Block 1,15,尺寸公差变化的模拟仿真 (Monte Carlo 方法),3s,3s,99.73%,0.13%,0.
6、13%,Block 1,100+/- 0.2,-0.2,+0.2,100,Simulation 2,Simulation 1,Simulation 3,Simulation 4,99.93,100.05,100.01,99.79,16,电脑重复大量的模拟制造仿真 (Monte Carlo 方法),11,22,33,模拟次数 =,10000,17,计算质量特征指标(CTQ),CTQ char,18,零部件尺寸公差变化对 CTQ 的影响,平均值= 220.03,偏差分布曲线：,” 正态分布,” 伯松分布,-3s,+3s,公称值,=220 公差范围 = 0.36,219.85,220.21,19,零
7、部件尺寸公差变化对 CTQ 的影响,Block1,Block 3,50 +/- 0.1,48%,Block 2,70 +/- 0.1,+0.21 220 -0.15,Block2,28%,Block3,24%,100 +/- 0.2,Block 1,20,人功计算与 Monte Carlo 方法模拟的区别 制造偏差统计三种方法,+,=,50.00 +/- 1,50.00 +/- 1,100.00 +/- ?,21,工艺仿真优化工艺规划,22,五轴数控机床和控制器加工仿真,23,生产制造中跟踪物料,来料接收 (将唯一的ID分配到料卷),零件收回,唯一的零件号,库存,供料器到料架,贴标签,领料,返
8、回,扫描唯一的零件号 和供料器条形码备料 Kitting,卸载供料器,零件到供料器,机器,卸料 DeKit,扫描零件以从供料 器上移走,对料 Verify 扫描给料器及机器 料架位置,扫描供料车,24,物料跟踪系统的IT结构,PLM服务器 + SQL 数据库,ERP 服务器 + SQL 数据库,DB,DB,ERP 系统,MES 系统,TCP/IP,流动手持终端,无线网络 传送器 (802.11b),MES 终端,条码打印机,桌面电脑,手提电脑(无线网络),25,数据采集与追溯 现场在制品跟踪系统实例,在制品数据收集 PC机,数据包：条形码，terminal终端机标识符，,读写口标识符，采集时间
9、，等等，,终端机之间 采用RS485,WIP-66 WIP-55,WIP-77,WIP-13,RS232,SMT-3,WIP-44 WIP-33,TCPIP,WIP-10 WIP-99,WIP-12 WIP-11,SMT-2,WIP-11,WIP-22,PCB 发放,SMT-6,WIP-88,SMT-1,SMT-4,M,在线数据采 集数据库,终端机 2个扫描端口,26,总装过程的部件跟踪记录,唯一的零件号 总装生产线,唯一的零件号,” 产品与部件装配的时间、地点、操作员等全部记录在案 ” 提供产品/部件之间装配的双向追踪,” 产品与部件装配的时间、地点、操作员等全部记录在案 ” 提供产品/部件之间装配的双向追踪,27,提纲,第一篇：信息化技术在产品创新中的应用,1.信息化时代产品特点 2.开发创新的支持技术 3.制造业持续发展模式 第二篇：制造业信息化管理的创新 1.产品全生命周期三个阶段的信息化 2.产品生命周期管理的三个核心模型 3.信息化管理的创新点和考核指标,28,制造业核心价值观变化,工业化（生产力/产品数量）,信息化,
