DELMIA Virtual Build – návrh a overenie montážnych postupov v 3D

Aktuálne trendy pri vývoji nových a inovatívnych výrobkov kladú zvýšené nároky na prípravu výroby. Pribúda počet konštrukčných modelov, zostavy sú stále zložitejšie. Vďaka modularite sa zvyšuje počet vyrábaných variant výrobkov, zákazníci chcú vlastnú konfiguráciu výrobku alebo špeciálne zákaznícke úpravy.

Kľúčové otázky pre výrobu v týchto nových podmienkach sú:

• Dokážeme zmontovať produkt tak, ako bol navrhnutý?
• Budeme mať včas na dielni štandardný pracovný postup?
• Ako zaistíme bezchybný nábeh montáže?
• Ako dlho bude montáž trvať?
• Dokážeme efektívne reagovať na konštrukčné zmeny?
• Dokážeme predom správne naplánovať rozmiestnenie materiálu a montážnych pomôcok?

Súčasný stav vo firmách je väčšinou taký, že sa postup rieši pri montáži prvého prototypu, prepisovaním existujúceho postupu v Exceli alebo v lepšom prípade špecializovaným softwarom, ktorý však neni previazaný s CAD. Dôsledkom je potom blokovanie celej linky pri problémoch na prvom kuse, vysoké riziko chýb, dlhšia doba zaučenia personálu vo výrobe a obtiažna reakcia na zmeny.

Riešením vyššie spomenutých problémov je 3DEXPERIENCE DELMIA Virtual Build. Virtual Build je oblasťou PLM systému 3DEXPERIENCE, ktorý sa zaoberá virtualizáciou, plánovaním a verifikáciou montáže. Umožňuje optimalizáciu výrobného kusovníka, tvorbu a vizualizáciu pracovného postupu, kontrolu montážnych operácií, plánovanie výrobnej linky a tvorbu výrobnej dokumentácie.

Hlavné etapy prípravy postupu v DELMIA Virtual Build:

Prvou etapou je tvorba výrobného kusovníka, Manufacturing BOM.  Prečo MBOM? Pre výrobu je nutné konštrukčný kusovník upraviť do podoby, ktorá presne vyjadrí, ako sa bude výrobok skutočne vyrábať. Odstránia sa podzostavy, ktoré dal logicky dohromady konštruktér, ale pre výrobu nemajú zmysel. Doplnia sa podzostavy, ktoré odpovedajú dielčim krokom montáže, doplnia sa pomocné diely, ktoré nie sú
súčasťou konštrukčnej zostavy – montážne výztuhy, krycie fólie, ktoré je potrebné v priebehu montáže odstrániť a podobne.

Virtual Build dokáže východiskovú podobu montážneho kusovníka automaticky vytvoriť z konštrukčného kusovníka tak, že neovplyvňuje konštrukčnú zostavu a kusovník zachová pritom asociatívne väzby. Umožňuje následne editovať a optimalizovať štruktúru pomocou preťaženia 3D náhľadov myší. Dôležitou funkciou je možnosť analýzy – porovnanie s konštrukčným kusovníkom. Touto analýzou je možné odhaliť prípadné chyby editácie, napr. nepoužitie niektorého dielu, ale tiež zobraziť diely, ktoré podliehajú aktuálnej konštrukčnej zmene.

Druhou etapou je plánovanie výrobných a montážnych operácií – Process Planing. Systém ponúka schématickú reprezentáciu výrobného systému, v ktorom môže jednotlivým pracovným miestam priradiť operácie vrátane definície operačných časov, detailných inštrukcií apod. Každá operácia má k dispozícii 3D náhľad použitých dielov a aktuálny stav montovaného výrobku je možné zobraziť v samostatnom 3D náhľade. Súčasťou Process Planning je analýza, ktorá umožňuje kontrolu použitia všetkých súčastí z kusovníka (aby na konci „nezostali tri šróbiky neznámych odkiaľ“).  
Analýza dokáže farebne odlíšiť diely, ktoré podliehajú aktuálnej konštrukčnej zmene.  Dôležitou súčasťou Process Planningu je i možnosť importu existujúceho postupu z Excelu, čo umožňuje efektívne použiť existujúce know-how firmy z doby pred nasadením Virtual Build.

Treťou etapou je príprava montážnej dokumentácie pre jednotlivé pracovné pozície – Work Instructions. Z 3D pohľadu na montovaný výrobok v aktuálnej fáze montáže je možné pripraviť inštruktážne obrázky doplnením informacií a symbolov pre detailné vysvetlenie montážneho kroku. Pre lepšiu zrozumiteľnosť pre operátora je možné pri tvorbe náhľadu posunúť alebo skryť súčasti, zobraziť rez, zakódovať rozmer a podobne.  

Okrem grafických zobrazení operácií sú do dokumentácie k operáciam vložené i textové inštrukcie zadané v priebehu Process Planningu.  Výstupom sú HTML dokumenty uspôsobené podľa firemných vzorov. Tie je možné následne vytlačiť alebo zobraziť na tabletoch či inštruktážnych paneloch na montážnych pracoviskách.

Štvrtou etapou je kontrola montáže v kontexte virtuálnej linky. Tato úloha môže byť samozrejme prevádzaná priebežne už pri plánovaní postupu. Cieľom je overiť priestorové dispozície montáže, rozmiestnení paliet a montážnych pomôcok, kontrola správnej orientácie výrobku na dopravníku, kontrola prístupových ciest pre manipulačné vozíky a podobne. Pre vytvorenie  3D modela výrobnej linky alebo haly, tzv. Plant Layout, môže využiť katalóg bežných komponentov obsahujúce parametrické modely dopravných pásov, kontajnérov, zásobníkov deliacich prepážok, manipulačných vozíkov robotov a žeriavov.

Plant Layout sa používa opakovane, pre nový výrobok sa len modifikuje rozmiestnenie niektorých prvkov a definujú sa nové montážne pozície
na linke podľa aktuálneho postupu. Potom je možné previesť animáciu jednotlivých montážnych operácií na virtuálnej linke.

Prínosy nasadenia Virtual Build:

• Odstránenie prostojov pri nábehu nového typu výrobku.
• Zvýšenie efektivity prípravy montážnych postupov.
• Zvýšenie kvality prípravy montážnych postupov.
• Zlepšenie spolupráce konštrukcie a výroby.
• Eliminácia potreby fyzických prototypov.  
• Skrátenie času rozbehu novej výroby.