斯柯达汽车（kodaauto）

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1、 汽车及交通运输 斯柯达汽车 (koda Auto) Tecnomatix 工具的应用可帮助斯柯达汽车公司扩大市场份额 产品 Tecnomatix 商业挑战 提前推出新车型 支持公司成长 快速增设新生产线 减少代价高昂的产品返工 成功的关键 早期识别和解决工艺过程中 出现的缺陷 共享制造过程计划 缩短新生产线的试运行时间 提高白车身 (BIW) 生产线 的工程协作程度 通过提供安全的工作环境保 证员工的身心健康 效果 降低试运行生产线时的风险 提高工程设计实施的透明度 提高工作环境的安全性 解决了机器人交付延迟五个 星期的问题 利用动态捕捉技术提高了仿 真分析的精确性 斯柯达利用虚拟试运行技术

2、来降低试 运行风险、节省时间成本，并利用符 合人体工程学的仿真操作来提高工作 人员的安全性 快速增长的捷克汽车制造商扩大了全 球影响力 斯柯达汽车公司 (KODA) 是世界上 历史最悠久的汽车制造商之一，其历 史可以追溯到 1895 年， 其时 Vclav Laurin 和 Vclav Klement 所建立的 合作伙伴关系为这家捷克汽车制造商 保持长达 100 多年的专业地位奠定了 坚实的基础。 斯柯达已成为大众汽车集团的关键品 牌之一， 在全球拥有超过 26500 位员 工。 该公司共包含 7 款车型Citigo、 Fabia、Roomster、Octavia、Yeti、 Superb 和

3、 Rapid， 2011 年的年产量为 879000 辆。得益于大众汽车集团在产 品开发与生产领域的巨额投资，斯柯达 品牌现已成为品质、可靠性、实用性和 价值的代名词。 数字化工厂团队支持公司战略增长计 划 斯柯达管理层制定了十大战略举措以 促进业务增长，由制造工程团队领头或 支持的几项举措包括在多个车型中共 享和重新使用相关模块，持续改进制造 过程，缩短每个单元的生产周期，提高 工具投资回报率，在海外设立新工厂和 新的生产线。 斯柯达白车身生产线 “和其他工程软件工具不同 的是，Tecnomatix 对我们的 项目交付方式， 乃至对我们的 组织方式， 具有真正强大的影 响。 过去， 机械仿

4、真工程师和 控制工程师几乎毫无交集。 而 现在他们则拥有一门共同的 语言， 即工艺仿真虚拟试运行 (Process Simulate Virtual Commissioning)。 斯柯达汽车模具部虚拟试运 行项目负责人 制造工程团队认为，扩大其数字化 工厂项目的范围是响应众多举措的 最佳途径。 数字化工厂项目是斯柯达汽车公司 的一套综合工程设计方法，涵盖了 一系列旨在支持工业生产的方法、 程序和工具。这包括利用技术先进 的软件技术来创建一座可对物理生 产过程生成精确的虚拟图像的数字 化工厂。 数字化工厂团队的任务包括创建数 字化制造工具的使用方法，实施长 期计划并为该举措设定目标，协助 优化

5、项目规划和产品开发流程，利 用动态捕捉系统提供符合人体工程 学的机械仿真，与大众汽车集团进 行沟通协调，共同开发和应用集团 标准，并提高集团内部对这一举措 的认识。 数字化工厂基于 Tecnomatix 数 字化制造工具的大多数活动 如在工艺过程中（在生产开始后） 检测到缺陷和问题，所应采取的纠 正措施不仅耗费时间，而且代价高 昂。制造工程设计的挑战是在生产 过程到达车间层级之前便识别、分 析和解决这些问题。斯柯达汽车的 各部门（如白车身 (BIW) 规划工 装和物流规划部）使用了一系列来 自西门子 PLM 软件 Tecnomatix 产品组合中的数字 制造工具。Tecnomatix 用于工艺

6、 规划、仿真、验证和优化。其工具 可在构建物理设备前，在生产工艺 的早期阶段，对所规划的生产概念 进行分析和验证。 斯柯达白车身生产线 “Tecnomatix 的应用将有助于缩短汽车的项目周期，并可通过 工艺仿真实现真正的工程合作” 斯柯达汽车模具部虚拟试运行项目负责人 Radek Fborsk 这可使参与产品开发的每一位制造 工程师看到未来的工艺流程，并提出 改进意见。从而便可准时根据深入分 析对关键的改进提议进行评估和批 准，并减少多余的纠正措施。 数字化工厂包括一套旨在对所有制 造流程进行综合规划、实施、管理和 持续改进的数字模型、方法、仿真和 3D 可视化视图。 数字工厂可提供关 于拟

7、建或现有生产设施的最新数字 图像，从而可使公司内部透明、即时 地就有关新工艺和产品的可行性、进 度和成本进行沟通和讨论。 斯柯达部署了多套 Tecnomatix 系 列产品，包括用于白车身生产线的机 器人和自动规划工具，用于分析和评 估车间工人工作量、优化人体工程学 （基于动态捕捉技术记录的动作）的 人体仿真工具，以及用于优化内部物 流的物流规划工具。 数字化工厂白车身发展战略被分成若 干个独立的项目 斯柯达数字化工厂团队在 2012 和 2013 年确定了四项白车身项目，包括 获取产品数据，建立工具和流程库，采 用大众汽车集团的工作流程和数据模 型（利用 Process Designer）

8、，利用 Process Simulate 进行三维机器人仿 真和离线编程。Process Designer 和 Process Simulate 均是 Tecnomatix 系列组合中的产品。 这些项目反映了公司白车身数字化工 厂举措的战略转移，该举措之前仅基于 利 用 Tecnomatix 系 列 组 合 中 的 Robcad 软件对单个机器人工作单元 进行三维仿真。现在该团队拥有更广的 职责范围：对整个白车身生产线进行虚 拟 规 划 和 仿 真 ， 并 利 用 Process Designer 和 Process Simulate 来履 行这些职责。 “我坚信，Tecnomatix 的应用

9、 将帮助我们缩短汽车开发周期。 且利用 Process Simulate 可 实现真正的工程协作， 这不仅可 确保制造工程师们无法对同一 数据集进行同步更改， 也可与规 划部门形成良好的合作关系。 ” 斯柯达汽车模具部虚拟试运行 项目负责人 Radek Fborsk 斯柯达白车身生产线 “利用 Tecnomatix 连接真实的物理控制器，通过从控制器 发送信号来运行仿真并测试不同的生产方案的做法具有重大 作用。 ” 斯柯达汽车白车身规划团队经理 Petr Hynek 斯柯达 Yeti 车型 大众汽车集团在若干年前已经部署了 Process Designer ， 并 开 发 出 了 Dikab

10、概念（Dikab 是数字化白车身 的德语缩写） 。Dikab 代表着能够提高 集团内部沟通水平以及与制造工程供 应商的外部沟通水平的数据模型、工 作 流 程 和 方 法 （ 利 用 Process Designer 管理数据） 。 Dikab 概念包括一套用于确定数据模 型和特定的生产线建模分层结构的定 制数据方案。大众汽车已经发布了第 二版的 Dikab，该版本新增了用户要 求的修改内容。该概念的一个组成部 分是来自西门子 PLM 软件公司的 Process Designer 和 Teamcenter 软件之间的接口。 Teamcenter 的应用 将支持产品设计环境到制造工程环境 的产品数

11、据（几何和元数据）的频繁 更新。 Process Designer 在斯柯达的应用是 根据大众汽车 Dikab 概念对于每一 个汽车项目的要求进行的。 然而， Process Designer 在斯柯达的应用又 有一些独特之处。例如，白车身生产 线中有关于人力操作的定制可视化工 作指导，这可使无论是在开始生产 (SOP)前， 还是在开始生产后均能够更 改和优化生产顺序。 另一个例子是根据斯柯达的时间测 量标准计算手动操作的基本持续时 间 。 斯 柯 达 并 未 将 Process Designer 的应用限制在生产线概念 规划阶段。 斯柯达工程师还将其用于生产过程。 Process Desig

12、ner 和 Techedit （在 斯柯达用于计算和每个生产部门的 零部件订购工作的主干系统工作） 之 间的特殊定制接口可确保将零件正 确交付给生产线上正确的工作站。 Process Designer 涵盖整个材料清 单 (BOM) 和生产过程（操作、制造 流程和时间） 。斯柯达将该组合成为 “技术性材料清单” 。 此外， 该项目内容还包括制定一套方 法，以使系统能够根据 Process Designer 软件的功能有效地管理产 品数据和相关制造操作和使用产品 变型。 更快的生产加速过程需要虚拟试运 行 斯柯达将虚拟试运行项目的目标简 单确定为缩短白车身生产线生产试 运行所需的时间。 这对于在

13、现有生产 线上引入新车型时尤为重要。 Radek Fborsk 和他的团队正在使用工艺仿真虚拟试运行工具。 该公司希望通过在现有生产线上引进新 的或改装过的生产设备，以最大限度降 低生产线的停机时间。“工艺仿真虚拟试 运行能使我们对机器人工作单元的机械 和控制系统均进行优化和故障排除， ” 斯 柯达白车身规划团队经理 Petr Hynek 说道。“利用 Tecnomatix 连接真实的物 理控制器，通过从控制器发送信号来运 行仿真并对不同的生产方案进行测试的 做法具有重大作用。该做法能够对机器 人工作单元的联锁、安全和周期时间优 化进行彻底的验证。 “由于这个概念无论是对我们，还是对 整个大众

14、汽车集团都相对较新，因此， 我们采用了一种阶梯化的实施方法。我 们应用工艺仿真虚拟试运行的第一个项 目是 Yeti 车型的侧面板焊接。 利用工艺仿真虚拟试运行工具对斯柯达白车身生 产线进行仿真 我们不得不将其生产插到一条现有的 生产线中，以提高其产量。 ” 随着 Yeti 车型的日渐流行，斯柯达决 定对新增的生产线进行试运转测试。 斯 柯达工程师因此选定了第二项用于应 用工艺仿真虚拟试运转的项目： 包含五 个机器人工作单元和一套故障保护装 置的 Yeti 车型车身底板焊接单元。斯 柯达在机器人交付过程中遇到了五个 星期的延迟， 但通过应用工艺仿真虚拟 试运转， 他们克服了这种延迟， 并按时 启

15、动了生产过程。 “我们选定了一个项目来进一步部署 工艺仿真虚拟试运转， 但在该项目中我 们遇到了一个真正的进度挑战， ” Hynek 说道。 “我们通过西门子的 SIMIT 和 SimbaBox 将 其 与 SIMATIC S7 PLC（可编程逻辑控制 器） 相连接。 我们利用 Tecnomatix 验 证了所有机器人操作和单元控制逻辑， 包括虚拟环境下的安全防护性能， 从而 使物理生产线的实际投产过程更加快 速， 我们实际上还能够对硬件交付的显 著延迟进行补偿， 从而可确保按时启动 生产。 ” “下一个重要活动是将数字运 动结果（利用 Tecnomatix 内 集成的动态捕捉套件进行记 录）

16、和物理运动的传统评估结 果进行对比，我们发现数字运 动结果和物理运动结果几乎完 全相同，这一点实在令人印象 深刻。 ” 斯柯达汽车数字工厂团队经理 Andrej Bednr “利用 Tecnomatix 连接真实的物理控制器， 通过从控制器发送信号来运行仿真并测试不同的生产方案的做法具有重大作用。 ” 斯柯达汽车白车身规划团队经理 Petr Hynek 我们决定，我们的模具部门将进一步部 署工艺仿真虚拟试运行，并获得必要的 专业知识。 ” 模具部门是斯柯达内部的生产线集成部 门，该部门与其他生产线集成商就斯柯 达和大众汽车集团内的项目展开了竞 争。模具部门在汽车项目阶段中位于生 产线概念设计规划阶段之后，自然更侧 重于仿真，在该阶段，用户从使用 Process Designer 转 变 到 了 使 用 Robcad 和 Process Simulate。 “汽车制造商永远面临着缩短新车开发 周期的压力， ” 模