西门子Opcenter中的主数据管理:工艺建模

文章来源:APS研究
2020-05-14

什么是工艺?简单来说是指生产工人利用生产工具和设备,对各种原料、材料、半成品进行加工或处理,最后使之成为成品的工作、方法、和技术。

工艺元素有哪些呢?

  • 人:制造产品的人员,即对参与生产人员的数量要求、技能要求等。

  • 机:机器设备、工装等辅助生产用具,即使用什么设备、什么工装夹具来进行生产,以及对设备、工装夹具等等的要求。

  • 料:物料,用于半成品、配件、原料等产品生产的用料。

  • 法:生产过程中所需遵循的规章制度,即按照什么样的顺序、标准、作业规范、方法等来进行生产。

  • 环:环境,在哪个工位或产线上进行生产


在实际生产过程中工艺是生产制造的基础,在数字化领域,工艺模型是数字化生产运营的基础,也是加速产品从研发到生产制造过程的桥梁与纽带。工艺模型的颗粒度决定了生产制造与产品研发间协同的精度,也决定了管理的难易程度。工艺模型做的越细,生产制造与研发间的协同度就越高,同时管理难度也会越高。在实际生产运营管理上大家都在追求本企业的一个平衡点。对于一个制造运营数字化平台,OpCenter本身追求的不是平衡点,追求的是保持研发与制造的一致性。那问题来了,这样不是会增加OpCenter在现场的运营成本吗?我们要回答这个问题需要明白任何一个道理,在管理颗粒度上由繁入简易,由简入繁难。如果工艺模型仅能满足企业现场现在的管理要求,那未来,企业发展了,管理水平提升了,再想来细化工艺模型,这个对于数字化平台的挑战是非常高的,这无异于重新导入一套系统。但是如果工艺模型比我们现在管理要求的细很多,那我们可以先在平台上建立比较粗的模型,等我们管理水平提升了,再细化对应的工艺模型从而达到管理要求。OpCenter工艺模型的颗粒度是决定它未来能陪我们的企业走多远重要因素之一。

OpCenter Execution Discrete(简称:OpCenter EX DS)中,为了OpCenter EX DS来管理你的生产,需要定义一个或多个 BOP(Bill of Process工艺清单),以映射要启动和完成工厂中的生产执行必须执行的所有活动。每个BOP需要跟一个根工艺(Process)来关联。每个根工艺下可能包含以下任一项:子工艺或工艺工序,子工艺可以包含其他子工艺或工艺工序。此树结构的叶子是包含工序的业务操作,而分支是包含子工艺的工艺。

OpCenter EX DS中,可通过多种方式产生相应的工艺模型:通过PLM获得工艺模型、在平台中手动创建、通过产品目录创建、拷贝并变更现有的工艺,在OpCenter EX DS中可根据情况灵活方便的对产品的工艺模型进行版本管控。下面我们通过一个简易的工艺模型创建过程来了解一下OpCenter EXDS中的工艺模型能管控到什么程度。

1.通过PLM获得工艺模型

西门子一直致力于打造端到端的研发制造一体化解决方案,在OpCenterEX DS中可通过Closed-LoopManufacturing(CLM)获得Teamcenter工艺模型,从而形成MES中的工艺模型初版。BOP模型大致分为产品级BOP、工厂级BOP和线体级BOP。这三个级别中,产品级BOP的颗粒度最粗,其次是工厂级BOP,最细的是线体级BOP。线体级别的BOP会根据不同产线的不同设备建立各自的BOP模型,当某个产品在发生任何变化时能管控到具体哪条线体需要如何改,而其他不生产该产品的线条可继续沿用他们的BOP模型。但是要达到线体级别的BOP需要投入大量的人力、物力、财力,而且要求达到一定的管理水平,否则会成为一个企业的负担。

我们的OpCenterEX DS从平台的角度已经可以精细到线体级工艺模型,为了应对这些复杂的模型,在西门子平台上是有专门的模块来负责的,他就是我们前面说到的CLM在CLM中,有500多个基础实体类、事件、类型、命令集等,打通PLMMES之间的桥梁。为了解决实际应用中可能出现的状况,平台提供这些实例类、事件、原始类型、命令集的说明手册,以及调用、继承的方法。项目中遇到原始模型处理不了的场景,可通过复写的方式来为客户提供定制化的一体化解决方案。



1.在平台上手动创建工艺模型简介

【打开Process模块页面】

进入Process模块页面有三种方式.第一种可通过左边的缩进的功能导航栏找到Process,从而进入功能页面;第二种可通过主页的模块图找到Process功能进入功能页面;第三种也可通过模糊查询的方式快速定位功能模块。

【创建根工艺Process】

通过Create ->Manually按钮手工创建根工艺,并配置顺序、工厂、最终材料、数量等等相关属性。

【创建工序Operation】

工艺Process)或者子工艺(Sub-Process)都可以作为Operation的容器。这些Operation将在运行时实例化为工作订单的生产工序,从而来控制产品的生产过程。在创建Operation时可以设置该工序基础的标准工时、生产的顺序、必要检测角色、必要认证、电子签名、相关手册、物料信息、工装夹具信息、需求技能、质量规范、设备信息等信息。同时设定前后工序间依赖关系,除了设置串行工序还可设置并行工序。


【创建工步Step】

如有必要,每个工艺工序可以拆分为一组工艺步骤。可以通过逐一设置参数从头开始新建工艺步骤,也可以从步骤目录中选择一个现有步骤并将其链接到当前的工艺工序。在创建Step时同样设置该工步物料信息、工装夹具信息、电子作业手册、技能信息、质量规范、互锁信息、工步间依赖关系等等。

OpCenter EX DS中工艺模型的强大不仅仅在于现有的工艺模型以及与西门子TeamCenter完成了工艺模型一致性建设。还可以在OpCenter EX DS的配置平台上对现有工艺模型进行扩展,从而应对未来对工艺模型的演变需求。


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