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面向电子行业的智能制造解决方案

发布日期:2020/03/20

一、 电子行业面向下一代前沿制造的障碍

随着时间的推移,大多数电子产品制造商已经以渐进及零散的方式实现了运营过程数字化。这之中很多系统是孤立、分散及碎片化的。

随着电子技术和其自身业务的发展,他们的数字环境也在不断扩展,制造商也为一系列单独的功能应用了相应的解决方案。这使得企业数字化的应用更加零碎化。

企业数字化建设零散化的例子可以包括物流和制造关联不紧密、工艺和制造缺乏灵活性、工程和供应链之间无法构建有效的闭环等。

这样的零散的数字化应用现状导致多个系统之间是断开的、无关联的,并进一步导致信息孤岛的存在,这大大降低了数字化能够给企业带来的 *初的期望值。微信图片_20200317094725.jpg二、 智能制造能够协助电子行业企业打破信息孤岛障碍

通过智能制造体系、方案、解决方案的应用,可以有效的协助电子行业企业打破信息孤岛,实现全业务过程的高效协作化。

通过智能制造解决方案可以帮助企业实现:

1. 通过设计验证,提高 生产正确性的几率。

2. 基于整合的、 的高效协作化的数字化平台实现高效的制造规划。

3. 通过工艺工程化的应用,实现企业快速、高效的业务扩展及全球新产品的快速导入。

4. 通过制造分析技术应用,实现制造业务持续改进,并提供智能辅助决策。

5. 通过高效的排产,实现生产计划的优化。

6. 通过透明化的制造执行,帮助企业提高产能,提高设备利用率,并提高物料的周转率。

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即使企业的设备目前运行良好,采用智能制造策略就像戴了一副新的眼镜。通过定量和定性信息,能够帮助企业更清楚地看到业务的各个方面,这些信息可以帮助企业进行更加准确、自信的业务决策。

智能制造可以打破企业不同流程域之间的孤立,通过数字化帮助企业实现更 别的流程自动化。实现:

 集成化的数字化架构

 有效的工程与供应链闭环

 数字化的导向思维及观念

 灵活的物流与生产方式

 模块化的可配置生产

微信图片_20200317094747.jpg

三、 电子行业智能制造解决方案领域

上一次我们分享的内容,我们也看到了电子行业多学科协同融合的趋势越来越明显,电子行业的制造也趋向于多学科融合,除了传统的结构组装、包装外,电装、PCB组装、测试等电子行业特定制造领域也越来越普遍,这方面的数字化也是我们所关注的。

西门子基于企业全业务数字孪生的理念,规划电子行业智能制造的核心解决方案及应用领域。

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• 在产品规划阶段,以产品和工艺的数字孪生为主要应用,实现高效产品设计、仿真、规划及验证。

• 在制造执行阶段,以设备及生产、性能的数字孪生为主要应用,实现高效、灵活、柔性、透明化生产。

西门子基于数字孪生的理念,提供解决面向电子行业结构、硬件组装实际问题的真正可落地完整解决方案。

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四、 电子行业智能制造解决方案分享

1. 从设计到制造:实现从设计到制造的智能交接

• 实现机械电子软件组件的并行设计与开发

• 在早期利用产品设计信息启动制造工艺生产系统设计

• 实现不同外界条件下基于电子和软件的组合实现产品物理行为的模拟验证

• 产品和工艺开发早期阶段的制造和装配能力验证

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2. 面向可制造性的设计

在开始制造之前,我们往往需要问自己一个关于产品的关键问题:“我们能制造它吗?”

设计工程师与制造工程师往往不在一个相同的空间工作,设计工程师设计产品的主要目标是产品的样式及功能。但这并不一定意味着设计出来的东西可以实际被制造出来,即使是能够制造出来,也不能确保其能够正常工作。因此设计的可制造性是影响下游制造业务非常关键的领域。目前市面上提供的类似DFM工具主要是应用在文字层面(手动检查)、或者MCAD、ECAD工具层面(内嵌的部分DFM插件),与平台及下游的制造业务关联性存在一定的差距,西门子提供了强大的DFM工具及平台,有效的确保了面向下游的可制造性。

在PCB级,西门子的Valor DFM可以运行950次不同的检查,以验证装配的裸板将按设计工作,所有选定的组件都可以在板上组装,并且组装的PCB板可以在各种条件下进行测试并保持其可靠性。

这些检查的结果将是一份关于影响印刷电路板性能、产量和质量的潜在问题的报告。这些问题可以在设计环境中立即更正,就像拼写检查器在编写文档时提醒您键入错误一样。

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一旦所有的问题都被检查并解决了,就可以得到一个经过验证的PCB模型,可以交付给制造下游。移交是使用ODB++完成的,ODB++是Valor开发的一种智能格式,已经成为PCB设计数据移交给制造下游的事实标准。

针对机械设计领域,西门子提供面向装配级的VSA解决方案,提高装配的可制造性:

• 从零件和子装配尺寸形位公差角度仿真和预测装配层级的质量

• 识别设计和制造关注的“关键少数”PMI

• 实现从“劣质成本”到“优质成本”再到低成本的提升

• CAD中立性和Teamcenter可互操作,可确保PMI的完整性和互操作性

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3. 装配规划

现在我们已经有了一个经过验证的产品模型,接下来要问自己的问题是“我们如何构建它?

产品数据不能只是被“扔过墙”式的转移到制造下游。从设计到制造的转化需要大量的设置、配置和文档化工作,这是一项资源密集型任务。然而,如果没有适当的规划,制造很容易成为一个低效、无效的试错过程。

那我们该怎么办?西门子提供了完备的装配规划解决方案,可以助力企业高效、快速的实现装配规划。

1) PCB装配规划

首先,就像指挥管弦乐队一样,我们提供一个单一的工具(西门子Valor解决方案)来处理所有的工艺决策——什么、在哪里、何时、如何等等。

一旦我们定义了工厂配置,我们就可以很容易地将PCB eCAD数据与BOM结合起来,并创建所有必要的输出——钢网、SMT程序、测试程序和各种类型的文档,如检验工作说明和电子作业指导书SOP。

此整合解决方案的好处是能够快速响应更改,而不管这些更改是产品更改还是工厂配置更改。本质上,我们可以为PCB生成一个智能的工艺流程清单BOP,它可以被转移到不同的工厂,并转换成特定的机器程序和工作作业指导-实现“随时随地设计,到处建造”

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2) 组装规划

您可以在虚拟 中设计和开发整个生产过程。通过在Teamcenter Manufacturing中,您可以通过将产品(Product)与工艺(Process)、资源(Resource)和工厂(Plant)数据相连接来规划制造流程。利用Teamcenter manufacturing作为整个工艺基础知识库提高制造规划效率,并可随时准备为新产品引进(NPI)提供工艺计划,并能准确识别设计变更对组装生产线的影响,并提供更新后的工作作业指导。

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3) 特定工厂工艺规划的简单管理

西门子的Easy Plan解决方案提供了一个协作环境,在这个环境中,工厂工艺规划人员采用公司或集团级规划部门定义的工艺模板,并将其调整为匹配其本地资源和能力。

这种集成的公司/集团级和工厂级规划方法可以获得更好的可追溯性和变更传递性,以确保与产品变更相关的成本 *小化。

它将特定工位的工序和资源链接到产品,以便您可以规划的具备更大的灵活性和复杂性。

Easy Plan同样提供了优化工具,用于改进工厂特定活动,具有线平衡、周期时间分析和工台级步行路径估计等功能。

Easy Plan提供的功能包括:

• 车间级工艺规划

• 线平衡

• 带有时间估计的操作说明

• 行走路径分析和操作顺序优化

• 工效学分析

• 增值与非增值活动的时间分析

• 制造执行报告

• 周期时间和生产率估算

• 直接/间接劳动力利用等

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4)  排产

西门子提供的SIMATIC IT Preactor APS解决方案是一款面向生产计划和调度的软件产品,它可以改善制造流程的同步性,为您提供更大的可视性和控制能力,以提高设备及工位利用率和准时交付率,同时降低库存水平和浪费。SIMATIC IT Preactor旨在与来自企业资源规划(ERP)、制造执行系统(MES)、会计和预测软件、车间数据收集和电子表格的信息协同工作并进行集成。

SIMATIC IT Preactor通过与Valor生产计划的紧密集成,可以满足从SMT到箱体装配的整个PCB流程的规划和调度需求。

Valor生产计划可以从SIMATIC IT Preactor导入SMT工单,并跨多条生产线对其进行优化,每条生产线可以包括不同平台或不同供应商的机器。

一旦SMT生产计划准备就绪,SIMATIC IT Preactor就可以导入它并安排PCB流程的其余部分。

利用SIMATIC IT Preactor和Valor流程计划的功能,可以通过以下方式优化端到端PCB制造流程:

• 提高制造能力和生产力

• 更好地利用资源

• 减少设置和转换

• 减少库存和在制品

• 提高准时交货率

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