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2021车身大会 | Christoph Weber :车身制造数字化转型打破隔阂

盖世直播 2021-04-02 13:40:39
核心提示:对于典型的主机厂,如果实现了数字化的转型,每年能因此节约1亿人民币。

2021年3月23日-24日,由盖世汽车主办的“2021年中国车身大会”隆重召开。本次大会重点围绕整车轻量化、汽车安全法规、车身结构设计、车身先进材料、仿真技术、模块化架构车身等行业焦点话题展开探讨,为产业发展出谋划策。会议期间,奥德富软件(上海)有限公司总经理 Christoph Weber 发表了精彩演讲,内容如下。

2021车身大会 | Christoph Weber :车身制造数字化转型打破隔阂

奥德富软件(上海)有限公司总经理 Christoph Weber

过去的一年确实是非常令人难忘的一年。我们想一想一年之前,大家的计划是怎么样的?你个人的生活是怎么样的?你的业务和对未来的规划是怎样的?但是现在事情朝着哪个方向发展?我相信大家跟我一样,过去一年因为有了疫情,把我们全部的事情都打乱了。现在我们面临着很多的挑战,疫情就是新的挑战,所以我们需要想一想新的技术,包括无人驾驶和动力传动等技术都会有进一步的发展。

现在汽车行业如何应对挑战呢?我们看到日本(日产)提出三年之内要减少20%的成本,丰田要在不到三年内降低24%的成本,这些都是跟数字化转型有关。如果你想降本5%-10%,你可以去改变供应链,改变运营模式,但是如果你想要降本20-30%,那你必须要把运营的方式彻底的改变,数字化转型在这方面就扮演着非常重要的角色。

我相信在中国对于典型的主机厂,如果实现了数字化的转型,每年能因此节约1亿人民币,只要往前踏出一步就可以达成这个目标,下面我给大家讲一讲如何实现。

首先退回一步来讲,现在新车型是如何开发的,从设计一路到量产,很多的部门和很多的供应商都需要共同的合作,但他们有的时候并不是像我们想象的那样合作,因为每个部门都有自己行事的方式,每个部门都有自己KPI和关键期考核目标,所以整个组织是有一种分裂的现象,都被分开成不同的割裂的独立的部门,每个部门都使用不同的工具。比如说设计构思的时候,在工程概念和制造概念,包括在冲压的过程中,他们可能使用的是不同的软件来改进他们的制造流程。其他部门又可能使用另一个不同的软件,不同的设计的原则。

另外在工厂,车间工人们也有不同工具,依赖自身的经验,介于工具的多样性和不统一性,他们没有办法紧密的合作,他们说的是不同的语言,不能彼此去学习,他们也不彼此分享信息。所以目前我们要做的是什么呢?我们希望我们那些具有天赋的工程师所构思的理念能很好的传达给不同的部门,不被白白浪费。

其实现在确实是有很多可以优化的潜力,我们现在没有拿到最好的设计,我们并没有让这个事情以最高的效率去做成。其实我们可以以一个更好的方式,更系统化的方式去沟通。

像采购部门其实是可以利用一定的信息,也就是技术部门的信息。对于项目管理者拿到的也是不同的数据,不同的格式,不同的语言,他们说的其实都是同一回事,但是不知道应该听什么,有很多矛盾的地方,所以要想一想,我们在一个公司开始设计这个车型的时候,到底怎样行事一致?我们希望把部门之间的壁垒打破,我们希望能够建立起联系。

好,我就给大家介绍三个例子,看我们如何实现这一点。我们要远离传统工作流程,变得更敏捷,敏捷性这个词我们现在常常会听到,大多是在软件和销售这块,但是如果我们想一想车身的制造,我问一下自己,我们到底能够实现怎样的敏捷性?

我相信有三方面。第一个,我们希望能够快速获得反馈,而且能够快速优化工艺流程。第二个,我们希望能够关注最终结果,第三,我们希望能够有跨职能部门和自我管理的团队。在每一点我都会给大家举一个例子,看我们如何达到目的。

第一个案例,我们如何快速的实现优化工艺流程?看一下现在是如何开展一个汽车项目的,首先是通过虚拟仿真设计的流程,做出一些改变并不是什么难事。最后我们转为实物,我们要去投资,要去制造一些工具,包括冲压,设置焊接机器人,每一个环节如果想做一点改变都是成本非常高的。那么我们如何能够控制并优化成本和风险,这是非常重要的。我们希望能够在早期仿真阶段的设计和工程过程中希望能够实现优化,因为这个时候做变化是比较容易的。

有一个日本的整车厂,出于保密的原因,这里需要匿名。这个主机厂建立起了一个团队,这个团队叫做价值工程团队,他们希望能够在维持客户价值的同时迅速的降本。当我们有一个新的设计,看一下这个零部件和总装如何能够保证各环节的质量。比如说在一个零件上面是用钢制的部件,还是铝制的部件,我们要看看不同材料零部件的潜力,是自己制造还是从外部采购,这其中我们还要考虑整个制造的流程和尺寸以及相关的制造难点等等。

我们要想一想,是用怎样的冲压方法,用怎样焊接的工艺呢?包括在哪个环节和哪个点上做工艺加工呢,最后都要考虑质量、时间和成本,同时我们不希望在质量上有任何的妥协,并保证在尺寸上面的精确性,当然我们还希望能够尽量的节约时间,尽可能的去降本,希望能够减少板材的尺寸、厚度,我们希望能够优化整个生产的流程,避免非常复杂的环节实现降本,最后希望这个好的设计快速的实现,在量产的时候不让它成为我们头疼的事情。有的时候在生产过程中会有振动噪声等等,我们都要考虑进去。

我们和这个日本主机厂一起做了这个项目,就是这个铝制件。这个零件一开始预估价格是10.75欧元,我们在不同情景下运算了多次模拟情况。在工艺和设计上作出了多次修改以进行优化。我们还考虑了板材的厚度、半径和开孔的高度,不同组合的数据模拟最终帮助我们找到了最佳的结果。

经过我们的优化之后,在减重方面实现了7%,最后材料成本从6欧元减到5欧元,节约了16%,这就是因为零部件的数量比较多,所以成本减少是非常好的。为什么这个团队叫做价值工程团队呢?是因为他能够很好的去优化,包括在时间、质量、成本上面。

第二个例子,来自一家德国的主机厂。最开始他们使用的是传统的方式,比如说在总装过程中,我们就对单独的零件进行优化,包括在工具上面和冲压上面都是做了不同零件的优化,几轮之后他们拿到了非常优质的零件,最后在车间进行总装的时候,把这些完美的零件组装在一起,却没有办法实现完美的总装。还有很多的头疼问题,所以装配没有达到预设的目标。

模拟显示的优质零件并不等于优质的装配,但是通过传统的装配方式并没有达到最佳目标。我们做一个对比,可以把补偿的内接进行移动或许可以朝不同的方向/位置不断地试错,这其中涉及到大量的工作,因为整个工艺链上可能中间会有失效或失败,所以是很花精力的。

可以看一下我们跟主机厂试点的项目所采用的新方式,我们从结果开始,从后向前,做了一个仿真的零件,然后我们就可以开始进行装配。当然我们是进行了仿真和模拟的,在AutoForm有一个新的项目,基于这样的装配,主要的零件有哪些,几何体做哪些改变才能达到装配,这是逆向的工程,是我们新的装配目标,希望实现不同的零部件的几何体达到最完美的装配,这就是我们的逆向工程,而且是非常有效果的。

通常主机厂需要大约一年时间进行试模,现在我们可以将整个周期缩短六个月的时间,一开始是要十二个月时间,而现在我们减少了两个循环,比如说装配试点的循环,还减少了零件设置的循环,所以大大缩短了时间和过程。

另外我想讲一下跨部门职能的协作,我们希望打破孤岛式的做法,比如说同一个平台上进行数据共享,让大家能够协作起来,一个层面是从工装到冲压到装配到车身车间等等这些需要进行协同的效应。更为重要的一点,我们需要把工程设计跟车间连接起来,协作起来,所以我们就打造了数字化工艺的模型,我们需要考虑实际世界中会有什么样的约束条件,比如说工程设计必须要知道生产过程中的实际局限和约束是什么,并且我们在车间的数据需要采集和分享,我们才能够做成一个指南,指导我们后面一步一步进行操作,并且得到反馈,知道实际工装以及几何体的数据,这是在制造过程中跟工程设计之中需要这样的协作,所以我们有一个数据界面可以打破这样一种界限来进行共享。

同样的原理可以用在车间,我们需要了解压机力是多少,确保有同样的环境,同时我们需要进行测量衡量,并且要做相关的检查和检测,这些都是需要进行协作和合作的。在我们车间,比如说这个上面我们讲到了同样的原理,在今天上午演讲中都说到了3D,实际装配的尺寸,我们需要有这些数据,包括3D测量的数据可以帮助我们非常有效的,把我们工厂和车间有效的结合起来。

第三个例子,这是我们的团队在中国的例子,这里我们强调的是跨职能部门的重要性,有软件团队,可以看到我们软件工程师也要到车间了解现场情况,这样才能有效的结合工程和车间。还有DS X83铝引擎盖的内部和外部,这个工装车间在成都,我们一起做设计做概念的验证,同时一起做设置以及后续工程设计的执行都是有很好的协作。

这就得到了一个非常精准的模型,这是我们数字工艺的模型,这个模型一定是要完全反映实际的情况,包括材料的特性也要反映在这个模型中,还有可制造性,鲁棒性,摩擦学,钣金,工装的摩擦等材料特性,还有仿真参数也要选择正确,以及我们工艺的参数,同时还有几何形状,机床运动学,3D模型,我们要知道这个重力的影响,同时我们要知道这个零件在下一个运作的环节上会有什么样的影响,同时我们也要知道这个工艺的局限性在哪里,需要做相应的评估,同时也要做鲁棒性的研究,我们要确保这个工艺不是一次性的,而是这个工艺是稳定的,可以用在其他的情况下,包括噪声和温度等不同条件下,我们的工艺都需要稳定的,同时我们也得到了很好的结果。

首先我们在虚拟状态下,实现很强的几何体。我们这里做得补偿前和后的回弹,可以在虚拟世界做回弹补偿,我们在第一和第二次试模中可以进行这样的补偿,确保我们需要的质量。我们许多中国模具厂的用户,他们也需要进行多次试模,尤其是铝制件,铝材一开始会带来一些令人头痛的问题,一般需要九到十次试模,而现在一两次就可以得到很好的结果,可以看到跨部门协作是非常关键的。

到我演讲最后部分,我想要跟大家强调三件事情。

首先,在演讲中强调了需要快速的反馈以及优化工艺流程,这就需要通过价值工程,需要我们进行虚拟的优化循环来实现。

第二,需要以结果为导向的方式,所以我们需要优化零部件的生产,尤其是白车身的装配。

第三,跨职能部门以及自我管理的团队,这就需要进行工程设计和车间协同同步,需要统一的平台和流程模型来支持。

最后我想要跟大家介绍一下我们自己,很多人对AutoForm有所了解,活动现在我们也遇到了一些合作伙伴。我们是一家软件公司,可以把我们看作是一个平台,我们提供大量的知识,从价值链的设计到成本到工装冲压等每个环节,我们有一个很强的生态链,业内许多主机厂和供应商已经是我们软件的用户,所以您可以将AutoForm当作一款行业内较为通用,便捷协作的软件。同时我想强调是,我们有很强的工艺,我们还有超过140人的工程师团队,我们团队除了了解软件,对零部件和装配工艺也非常熟悉,他们跟主机厂和模具厂有非常紧密的合作,包括在技术层面和工作流程都非常有经验。

最后请大家一起来思考一下,当我们需要改善哪些KPI,如果大家脑子中有一些想法,可以跟我们交流,我们很乐意跟你们一起交流,实现你们KPI目标。今天看到有这么多人在这里,请大家可以到我们A-3展台,我们是有一个3D全景展示,线上参会的用户也可以扫描我们的微信公众号二维码,可以跟我们联系或者发邮件跟我们进行交流,谢谢。

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202104/2I70248478C103.shtml

 
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