一、数字化智能制造 - Tecnomatix

作者：丘甲荣 审校：廖胜波

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前言

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“ 更明智的决策、提高产品质量和加快生产速度！”

在当今的制造行业市场中，创新型产品是获得成功的基本条件，日益加剧的竞争压力又在生产流程创新方面提出了要求。Siemens PLM Software的 Tecnomatix 数字化制造解决方案，可更早地制定更明智的决策，从而提高生产效率和灵活性，同时降低成本和获得更高的生产投资回报。

Tecnomatix 全方位数字化制造解决方案通过将所有制造规范与产品工程设计、仿真、管理联系起来实现生产流程创新。

作为延续产品生命周期数字化的关键一环，更有助于制造商快速地将更具创新性的产品推向市场，提升生产效率，保持优良品质和提高利润率。

简而言之，就是帮助企业实现制造数字化，将其创新产品、创意理念等快速转化为真正的产品！

变化是我们大家都要面对的现实，而企业如何提升自身的灵活性、生产效率和竞争力？又如何从Tecnomatix 数字化制造技术中受益？

加快产品加工生产速度

通过协调制造能力和产能与设计意图，减少交付周期较长的流程。

复杂性管理

在整个规划过程中，应用经过验证的制造计划，确保第一次就达到高质量。

提高生产效率

单一产品和流程知识源及其管理并行生命周期流程的能力，实现重用最佳生产流程，在生产线或系统投产前在数字化虚拟环境中对其进行优化。

提高重用率和降低成本

利用制造规划、流程分析、离散仿真、原型设计和数字样机投资要素。

优化生产流程

从规划到实际制造时数据需求的各个环节促进完整产品和流程的形成以及对所有产品的跟踪，以此促使在整个制造流程中提升质量、明确流程责任并符合合规要求。

Tecnomatix 数字化智能制造能做什么？我们从以下方面来了解。

利用 Intosite创建基于云的工厂车间数字化双胞胎

Intosite™ 能够助您创建基于云的生产设施（呈现在其地理位置上下文中）二维/三维/全景表现形式，丰富的可视化技术推动设施的虚拟历程。

在产品推出前仿真、虚拟调试自动化系统

在虚拟环境中调试自动化控制逻辑和PLC代码，再将其下载到真实硬件设备。通过以虚拟方式仿真和验证自动化设备，保证资源设备的调试在现场安装集成前完成，大幅削减系统安装成本并缩短系统启动时间。

协同作业的工作平台，让不同职责的规划仿真、电气PLC和机器人技术人员在一起解决自动化生产线的调试问题，明确任务，大幅降低沟通成本。

对机器人操作进行设计、仿真和离线编程

在数据管理和基于文件的环境中开发机器人和自动化生产系统，处理多个层次的机器人仿真和工作站开发工作，包括从单机器人工位到整条生产线和生产区域的范围。

对物流和物料流进行仿真，提高系统性能

借助离散事件仿真与统计分析功能，优化物料处理、物流、设备利用率以及人力需求，快速查找瓶颈、验证已运送的物料，并了解多个流程替代方案的长期资源利用率。

面向对象的三维建模功能的随机工具以提高制造精度和效率，同时增加生产量并改善整体系统性能。

将装配仿真用于所有流程细节的虚拟验证

虚拟验证所有流程操作步骤及其细节，在投产前提前优化装配流程可保证更为精确的制造计划，加快批量生产，进而缩短整体规划流程时间、简化生产设置、快速实现产能提升，以及一次性交付高质量产品。

以人为本的设计、仿真及人机工程学

测试设计和运营上的一系列人为因素，包括受伤风险、时间安排、用户舒适度、可达性、视距、能耗、疲劳限制以及其他重要参数。在规划阶段达到人机工程学标准，避免在生产过程中出现人力绩效和可行性问题。

了解尺寸偏差的影响，提高总体构建质量

分析制造流程对设计特征和公差的影响，从而找到尺寸偏差的源头，确定偏差大小，提高设计质量、避免成本高昂的原型，同时降低车间的人力、工装以及计量成本。

通过并行流程设计开发和管理更周全的制造计划

关联和协调多个产品物料清单(EBOM)、制造物料清单 (MBOM) 以及流程清单 (BOP) 的配置。您还可以使用高级虚拟化和分析工具，验证制造规划决策。高效编写制造流程计划，并将其有效地传递和扩展到整个企业当中。

将电子工作指令与规划进行集成，以获取最新的生产信息

利用全面的二维与三维作业指导说明制作与查看应用程序，提供三维视图和最新流程步骤，从而将装配指导说明更有效地传递到车间。

新一代智能制造技术和先进制造技术的融合，将使得生产线、车间、工厂发生革命性大变革，将从根本上提高制造业质量、效率和企业竞争力，在今后相当一段时间里面，企业推进Tecnomatix 数字化智能制造将是长远的趋势。

二、车灯设计五大“热”话题（一）

作者：张裕堂 审校：廖胜波

概述

今天我们来讨论过去、现在和未来汽车照明工程师的五个“热”话题，详细地聊聊热模拟以及热特性如何能够在许多方面帮助改进设计周期和降低成本，这些关键点最终影响产品性能、寿命、成本，当然还有客户(OEM和汽车用户)的满意度。

01

一切源于几何模型

任何设计都是始于从想法到几何模型的创建，没有几何模型就没有CFD模拟，几何模型是数值计算的基础。首次热模拟实际上可以在外壳和基本组件的初稿设计好之后开始，这些早期的模拟可以初步估算一个温度场，以便选择材料。材料价格与性能（比如熔融温度）直接关联，对于一个供应商来说初次报价对赢得订单非常重要。企业中标后，车灯几何模型进入详细设计阶段，从螺丝、散热器、PCB板、反射器、边框、镜头、电缆和许多其他元件的细节和数量都将增加。传统的CFD工具对高度复杂的系统（例如LED前照灯及其组件）进行网格划分可能需要数天的时间才能得到高质量网格，从而获得准确的结果。Simcenter FloEFD软采用基于八叉树算法的笛卡尔网格，在流体-固体或固体-固体界面上采用多面体单元，成熟的自动化网格划分技术只需要占用CPU时间，这就为工程师腾出了大量时间来处理其他项目。小雾灯网格划分只需要几分钟，而一个完整的LED头灯与所有相关组件可能需要几个小时，但不超过一天。这种自动化网格划分方法的主要好处是，模型网格划分的负担可以完全从用户身上转移到CPU上。这大大降低了工程师在一个项目上工作的成本，进而降低了开发这种前大灯的价格。

Figure 1: Exploded view of an example headlight

02

LED、OLEDs、镭射二极管热管理

过去10年中，光源类型发生了很大的变革。以前车灯主要使用灯泡型光源（卤素灯、HID），现行的光源类型有LED、OLEDS以及镭射二极管，这类光源产生更少的热辐射，所以新类型光源需要不同的热管理方式。

Figure 2: Opel Astra IntelliLux LED matrix light

LED、OLEDS以及镭射二极管的效率随着技术的进步不断提升，完全可以满足车灯对光输出的需求，很多中级车上已经配备了全LED大灯。下一代汽车照明将会是矩阵LED和像素LED，优点就是发出无眩光的高光。如果说LED是点光源，OLEDS将为室内外照明提供面光源。

Figure 3: BMW M4 GTS OLED tail lights

激光二极管主要应用在能见度600m左右的远光照明中，种光源的优点很明显——光输出效率更高、需要更小的设计空间，和其他黑科技一样缺点就是成本太高。

介绍过三种现行的车灯光源类型，他们的热管理如何来做呢？实际上，这三种光源和传统的灯泡型光源来比有一个共同的热点，就是都属于冷光源。卤素灯和HID更多通过热辐射传递热量，灯泡表面温度可达2000k。而LED等冷光源更多通过散热器进行热传递。前文提到过LED作为光源可以做到很小，但还要考虑结温过高严重影响寿命的问题。一般来说，LED和镭射二极管需要通过较大散热器或者水冷版散热，而OLEDs仅需要一个小小的散热器就够了。虽然新型光源热辐射没有传统灯泡型光源那么大，但是当功率达到一定程度时，充分考虑并使用一个合理的辐射模型对预测结温非常重要。

三、技术宅的挚爱：NX CAM加工数据库的应用（一）

作者：孙文学 审校：廖胜波

1、概述

Siemens NX在数控加工领域已经30多年的历史，在CAM模块的加工数据库（Machining Data Library）功能目前在加工制造类企业中鲜有应用，该功能给我们的数控编程带来相当多的便利：

• 可以重复利用经验证的有效加工工艺参数。
• 很容易更新加工工艺参数，也可以创建特有的输入。也可以提供经验证有效可用的高速加工（HSM）工艺参数。
• 可以通过外部电子表格导入加工设备支持的工艺参数。
• 可以根据收集的加工工艺参数，进行按加工方法分类的定制加工数据库。
• 加工工艺参数在提取和利用的过程中，可以根据需要做适当调整，在调整过程中，与改变的某个工艺参数相关的其他参数会自动适应已改变的工艺参数，也就是说加工数据库具有一定的智能化。

2、NX加工数据库的定制

下面我们通过一个案例，就加工数据库的定制，做一个简要说明。

2.1 启动NX，打开需要加工的NX文档，进入加工应用模块：

• 选择菜单“首选项(Preference)”→“加工(Manufacturing)”，选择“操作(Operation)”选项，勾选“自动设置加工数据(Automatically Set Machining Data)”选项，单击确定（OK），如图1所示。

图1 自动设置加工数据

• 将操作导航器切换至“几何视图(Gemometry View)”状态。
   

2.2 初始化设置

a) 定义模具材料

• 在操作导航器“几何视图(Gemometry View)”空白处按鼠标右键，选择“全部展开(ExpandAll)”。
• 在几何视图中，双击“WORKPIECE”，定义“部件（Part Geometry）”, “毛坯（Blank Gemometry）”和其他设置自动化参数数据所需的重要参数如“部件材料（Part Material）”。
• 从材料列表中选择“HSM P20 Prehardened”,单击“确定”完成选择，如图2所示。

图2 切削几何设置

今天先学到这儿吧，记得常来哦！！！（待续）

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