輪軸產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)與設(shè)計(jì)
馬鋼股份是國內(nèi)最大鋼鐵生產(chǎn)和銷售商之一，擁有“優(yōu)特鋼、輪軸、長材、板材“四大產(chǎn)品系列，作為全資子公司，馬鋼交材2022年獲批國家工信部智能制造優(yōu)秀場景。
馬鋼交材以PDM系統(tǒng)作為數(shù)字化設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)管理平臺，與產(chǎn)銷系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成和流程貫通。從售前詢單開始，詢單全流程跟蹤，建立了詢單訂單設(shè)計(jì)一體化流程，通過流程和任務(wù)驅(qū)動詢單業(yè)務(wù)和設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)。以產(chǎn)品三維模型作為源頭，創(chuàng)建數(shù)字化的、以BOM為核心的產(chǎn)品的物料管理，從物料、產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)、工藝路線、工藝數(shù)據(jù)16等多層面、多維度定義產(chǎn)品及其制造過程信息和屬性，實(shí)現(xiàn)信息的高效利用，滿足各階段對信息的不同需求。
馬鋼交材PDM系統(tǒng)作為輪軸行業(yè)首個全域設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)字化的系統(tǒng)，開創(chuàng)了“一鍵式”設(shè)計(jì)模型，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品、工藝高度參數(shù)化、自動化設(shè)計(jì)，樹立輪軸行業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)字化的標(biāo)桿。該系統(tǒng)主要適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品物料管理難度大的企業(yè)，配合ERP/MES效果好，且投資較低，對于具有同類管理問題的企業(yè)有較好的推廣性。
技術(shù)創(chuàng)新成焦點(diǎn)三大系統(tǒng)解難題
馬鋼交材主要產(chǎn)品是軌道交通用車輪、車軸等，其中以車輪、車軸為代表的產(chǎn)品具有典型的批量定置、離散制造特點(diǎn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜，周期長。
車輪成形工藝自動設(shè)計(jì)系統(tǒng)：與安徽工業(yè)大學(xué)合作研究了車輪軋制過程變形和應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，在已有的生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)總結(jié)基礎(chǔ)上形成了新的研究成果，并總結(jié)數(shù)十年工藝模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新工藝設(shè)計(jì)方法，與上海交通大學(xué)開發(fā)了還形、模具參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件和多工步鍛壓仿真驗(yàn)證系統(tǒng)。形成了車輪鍛壓、軋制工藝設(shè)計(jì)與仿真結(jié)合的新的設(shè)計(jì)方法和模式，為建立車輪熱軋?jiān)O(shè)計(jì)與生產(chǎn)的“李生數(shù)字“模型奠定了基礎(chǔ)。
車輪熱處理工藝”一鍵式”設(shè)計(jì)模型：結(jié)合車輪熱處理工藝多年來的設(shè)計(jì)成果及工藝知識庫，利用多年在熱處理方面的沉淀，將知識庫、工藝設(shè)計(jì)成果、研發(fā)成果進(jìn)行了模塊化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，在馬鋼輪軸QMS項(xiàng)目中，完成了熱處理專業(yè)的工藝智慧生成系統(tǒng)。軋前加熱、緩冷自動根據(jù)產(chǎn)品自適配工藝，實(shí)現(xiàn)工藝生成無人值守的智慧化；在熱處理工藝方面，工程師能夠通過熱處理工藝智慧系統(tǒng)一鍵式生成數(shù)字化工藝，數(shù)字化工藝直接服務(wù)現(xiàn)場，控制現(xiàn)場操作，實(shí)現(xiàn)了真正的數(shù)字工藝，為后期的智慧制造提供數(shù)字支撐。
參數(shù)化車輪三維建模與機(jī)加工仿真系統(tǒng)：馬鋼交材數(shù)字化設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，基于車輪產(chǎn)品特點(diǎn)以及繪圖、建模方法和技巧，構(gòu)建了三維建模的參數(shù)化模型和可重用的特征庫，在車輪設(shè)計(jì)建模的同時，獲得可用于指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)和檢驗(yàn)的工程圖。基于三維模型的RQQ數(shù)控加工車床之上，研發(fā)三維數(shù)控自動編程和加工仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輪產(chǎn)品加工數(shù)控編程和仿真從二維向三維的轉(zhuǎn)變，可視化的三維人機(jī)交互界面，將機(jī)床運(yùn)動部件的干涉、碰撞等災(zāi)難性事件的發(fā)生幾率降為零，極大地縮短數(shù)控程序編制時間和現(xiàn)場程序的調(diào)試時間，同時為車輪加工工藝設(shè)計(jì)與制造“數(shù)字李生“模型建立和實(shí)現(xiàn)MBD/MBE/MBM（基于模型的設(shè)計(jì)、工程化和制造）奠定了基礎(chǔ)。
＂一鍵式”設(shè)計(jì)模型數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng) 助力馬鋼交材設(shè)計(jì)效率提升約80%
馬鋼交材的數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)作為輪軸行業(yè)首個全域設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)字化的系統(tǒng)，開創(chuàng)了“一鍵式”設(shè)計(jì)模型，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品、工藝高度參數(shù)化、自動化設(shè)計(jì)，樹立輪軸行業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)數(shù)字化的標(biāo)桿，部分模塊達(dá)到國際先進(jìn)水平，是馬鋼交材智慧化建設(shè)的重大成果。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)流程100％線上運(yùn)行，數(shù)據(jù)100％系統(tǒng)管理，設(shè)計(jì)結(jié)果100％數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)流程在線、數(shù)據(jù)在線，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果由電子化向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。設(shè)計(jì)效率提升約80%,大幅提升了設(shè)計(jì)效率，通過系統(tǒng)上下游集成，對接產(chǎn)銷銷售模塊、質(zhì)量模塊，實(shí)現(xiàn)流程在線、數(shù)據(jù)在線；通過模板化、參數(shù)化和自動化設(shè)計(jì)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動模型、模板生成的方式，取代原先純手工錄入、繪制的模式，產(chǎn)品及工藝設(shè)計(jì)周期由原先多人7天縮短至2人1天，提高了對銷售詢單、訂單的響應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果由電子化向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
通過智慧制造項(xiàng)目建設(shè)，產(chǎn)銷系統(tǒng)與數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)互聯(lián)互通協(xié)同系統(tǒng)，貫徹按合同組織生產(chǎn)的管理模式，實(shí)現(xiàn)合同從訂單錄入、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、質(zhì)量、發(fā)貨、結(jié)算環(huán)節(jié)的全程合同跟蹤，實(shí)現(xiàn)物料與信息精準(zhǔn)匹配，實(shí)現(xiàn)管理的可視化，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量。馬鋼交材通過智慧制造項(xiàng)目改造，被評為安徽省智能工廠、馬鞍山市智能制造標(biāo)桿示范企業(yè)、國家智能制造優(yōu)秀場景，改造后，研發(fā)周期縮短80%,加工廢品率降低5%。
本文章選自中國上市公司協(xié)會發(fā)布的《中國上市公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案例》