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用戶案例-TOYOTA之優(yōu)化設(shè)計過程,縮短批量生產(chǎn)時間

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2019-08-12
核心提示:如今的汽車行業(yè)普遍面臨著產(chǎn)品開發(fā)周期明顯縮短、資源效率和盈利能力較低的嚴峻挑戰(zhàn)。與此同時,即使到了開發(fā)過程的晚期,汽車制

如今的汽車行業(yè)普遍面臨著產(chǎn)品開發(fā)周期明顯縮短、資源效率和盈利能力較低的嚴峻挑戰(zhàn)。與此同時,即使到了開發(fā)過程的晚期,汽車制造商仍可能會對產(chǎn)品或零部件進行必要的更改,以維持一定的靈活性。

在豐田汽車公司,在他們針對各種高度復雜的零部件采用的鋁壓鑄件批量生產(chǎn)工藝中,這一點體現(xiàn)得尤為明顯。某些更改將會導致需要修改各種生產(chǎn)工具和工藝布置,而這種修改不僅耗時,而且成本高昂。

用戶案例-TOYOTA之優(yōu)化設(shè)計過程,縮短批量生產(chǎn)時間

來自豐田的鋁壓鑄件樣圖

為了解決這種矛盾,豐田汽車公司的工程師通過努力,將原來按順序進行的產(chǎn)品、工藝設(shè)計和生產(chǎn)計劃開發(fā)流程改為了同步開發(fā)周期。這樣做的目的就是希望在盡量早期階段滿足部分相悖的要求,從而最大程度地減少成本高昂的后期更改和原型設(shè)計工作。

用戶案例-TOYOTA之優(yōu)化設(shè)計過程,縮短批量生產(chǎn)時間

從按順序執(zhí)行的傳統(tǒng)開發(fā)流程轉(zhuǎn)向高效的同步開發(fā)周期

在開發(fā)和設(shè)計過程的最開始以及整個過程中,諸如鑄造工藝模擬這類虛擬方法的應用,對于評估可行性及潛在的制造限制發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。

這個項目的最終目的:要實現(xiàn)一個強大穩(wěn)健且極具成本效益的鑄造工藝,確保能夠同時整合對產(chǎn)品設(shè)計、工程設(shè)計和制造工藝的不同需求。為此,豐田工程師成功將MAGMASOFT®自主設(shè)計集成到了自己的設(shè)計過程中。他們相信,只有通過高科技的工藝分析和系統(tǒng)的測試規(guī)劃,才能有效識別出影響鑄件質(zhì)量和盈利能力的重要變量。

為了評估合適的工作流并估算出潛在效益,豐田汽車公司的工程師針對典型的外殼鑄件應用了 MAGMASOFT®自主設(shè)計。這個項目需要在設(shè)計部門所期望的“壁厚最薄的零部件”和工藝工程部門所期望的鑄造工藝的“穩(wěn)健性和早期階段經(jīng)濟效率”之間找到平衡點。豐田汽車公司的工程師希望能夠?qū)崿F(xiàn)上述兩個目標,并確保首批試樣就能穩(wěn)健生產(chǎn)出薄壁外殼。

用戶案例-TOYOTA之優(yōu)化設(shè)計過程,縮短批量生產(chǎn)時間

同步優(yōu)化壁厚和內(nèi)澆口設(shè)計,確保同時滿足設(shè)計和工藝工程要求

在 MAGMASOFT®中進行的虛擬試驗設(shè)計 (DoE)中,將壁厚不同的兩個鑄件幾何以及不同參數(shù)的內(nèi)澆口截面和位置作為變量,進行模擬分析。

用戶案例-TOYOTA之優(yōu)化設(shè)計過程,縮短批量生產(chǎn)時間

目標函數(shù)和設(shè)計變量

在第二步,他們在 MAGMASOFT®中定義了優(yōu)化過程的評估目標和關(guān)鍵質(zhì)量標準。在豐田汽車公司的這個案例中,從產(chǎn)品質(zhì)量方面來說,最重要的目標就是要避免出現(xiàn)澆不足并減少鑄造卷氣現(xiàn)象。為了縮短準備時間和計算時間,他們根據(jù)邁格碼六步法簡化了模擬模型。

通過使用 MAGMASOFT®散點圖對虛擬試驗進行系統(tǒng)評估和比較之后,我們可以清楚地看出能夠?qū)崿F(xiàn)定義的壁厚和內(nèi)澆口設(shè)計的合適解決方案。通過使用統(tǒng)計方法對所有變量進行定量比較,可以得出不受主觀影響的可靠結(jié)果。

用戶案例-TOYOTA之優(yōu)化設(shè)計過程,縮短批量生產(chǎn)時間

借助合并散點圖找到已定義澆口設(shè)計和壁厚的最佳結(jié)果

通過這種方式,可以在前期就完全避免出現(xiàn)澆不足問題,而且通過優(yōu)化結(jié)果評估,能夠輕松的找到更好的充型方案以及更好的質(zhì)量方案。

與傳統(tǒng)模擬過程相比,通過應用 MAGMASOFT®自主設(shè)計,像 3D 幾何建模和網(wǎng)格化等大量的手工任務(wù)都可以完全避免掉,因此可以節(jié)省非常多的時間。

用戶案例-TOYOTA之優(yōu)化設(shè)計過程,縮短批量生產(chǎn)時間

通過優(yōu)化節(jié)省極其寶貴的工作時間

通過這個案例,豐田的工程師們證實,除了識別穩(wěn)健設(shè)計和制造解決方案以外,設(shè)計期間所需的工作時間投入可減少 50%。這顯著縮短了整個開發(fā)過程中的前置期。

對于豐田而言,MAGMASOFT®自主設(shè)計現(xiàn)在不僅能夠幫助他們更全面地了解工藝,而且在產(chǎn)品和工藝開發(fā)早期階段就能提供大量有用的信息以幫助他們做出安全可靠的決策。

本文由豐田汽車公司供稿:

豐田汽車公司的 TAKASAKA-san 先生在漢堡2018 年度 MAGMA 國際用戶大會上發(fā)表。

 
關(guān)鍵詞: MAGMA 豐田汽車

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