PTC Valenite HSK生产系统=人工智能

PTC Valenite HSK生产系统=人工智能

现代工业制造商都在努力采用新的生产设计技术，以便在当今这个变化无常的全球市场中进行竞争。为了跟上不断变化 的客户需求和口味，“定制”或标准“定制”产品已经成为一种很强的市场趋势。但是，在传统的工程设计和制造环境中，这些产品都需要采用特殊的工艺，其结果是客户必须付出更高的成本。制造商必须找出办法来适应这种市场要求，同时保持有竞争力的价格，而且还要赢利。

Valenite 公司是 Cincinnati Milacron 的子公司。它在 Pro/ENGINEER 基础上开发出一套效率非常高的生产方法。 Pro/ENGINEER 提供了一套独特和灵活的工程设计和制造方法。该系统具有在相对较短的时间内适应快速变化的生产周期之能力。尽客新方法已获得相当高的投资回报，但前期必须投入大量的精力并做好计划。为了决定在他们独特的环境中如何应用这项新技术， Valenite 的工程人员开始了探索和试验，开始对生产进行深入的分析。

探索灵活的生产工艺

同当今大多数公司一样， Valenite 是按功能分区组织的，包括订单处理、工程、制造工具和品质控制等部门。每一种新产品的生产周期部分取决于生产信息在这些部门之间交换的速度。“等待模式”与停工时间一样，可增强周期和成本，降低市场反应能力。

在 Valenite 的研究基础上，提出一种新的 CAD/CAM 技术建议，把 Valenite 大多数分散的业务活动集成业个具有高度智能的程序，这个程序可以自动获取工艺信息并生成产品文件。通过充分利用 Pro/ENGINEER 的强大功能和完全相关性，这个方法作为灵活制造“单元”的核心被成功应用于 Valenite 的加工设备中。

获得的最新产品信息越来越多，对“家族部件”的产品设计带来了直接而积极的影响。“家族部件”是指外形相似、但规格和尺寸不同的产品。这种模板方式允许对成功产品设计进行无穷的变化，并迅速推向市场。 Valenite 的工程师利用 Pro/ENGINEER 的完全相关性，快速而又简便的掌握和修改家族部件的设计，并与开发过程中的其它领域共享新的产品信息。

Valenite 的研究和开发部门使用 Pro/ENGINEER 不断地进行严格的试验，直到他们对可重复使用的参数化实体模型、装配件、制造模型和文件资料的基本原理进行了公式化。以下例子简要概述了部门这些试验背后的理论基础。如果希望更深入了解 Valenite 的试验及其有趣的成果，请参考本文末尾的联系方式。

壳体铣床连接器试验

已推出一种HSK连接器的全自动化制造单元，用来制造新的标准加工机床界面（DIN89669）。一种典型的HSK壳体铣床连接器（图1.1～1.3）被用来安装金属切削机床的壳体铣床。这种产品设计相当简单，只有两个基本部件－前面部件和轮轴部件。轮轴部件完全如图1所示的标准件，并且被列入一个大的家族部件表中。包括8种规格和6种形状，总共有48种组合。 

前面部件比较复杂，在 Valenite 的产品目录中有 10 种导杆直径和夹紧螺钉类型不同的标准件。有些前面部件供应内冷剂，有些则没有。

获得的最新产品信息越来越多，对“家族部件”的产品设计带来了直接而积极的影响。“家族部件”是指外形相似、但规格和尺寸不同的产品。

这种产品的突破性思想在于它给客户提供了一些“定制标准产品”，该过程的目的是给用户建立一个集成系统，以相当快的周期和最少的操作干预生成用户定制的解决方案。为了达成此目标，使系统发挥作用，Valenite的工程师制定了以下的原则：

预先计划产品尺寸变量

为将来的产品建立适当的尺寸限制非常重要。这些限制是产品功能和公司生产产品的制造能力之结果。客户和销售人员都必须了解这些限制。

定义产品的参灵数矩阵

参数矩阵包括开发人员必须处理的全部变量，它们可能是自变量，也可能是因变量。 Pro/ENGINEER 用户应熟悉草图尺寸、功能特征尺寸、组件尺寸、参考和已知尺寸、数字变量、逻辑变量和串变量以及用户定义的参数。这些参数可能是自变量，也可能是因变压量。在开始进行开发工作之前，应建立一个清单，列出这些自变量和因变量参数，以便在开发过程中跟踪它们的使用情况。

定义模型的组织

视不同产品而定，兴趣的焦点可以是单个部件，或者是一个组件。图 2 所示为 Valenite 系统的总体概念。我们把组织层次定义为：输入、组件、单个部件、制造或文件资料。

几乎系统的所有层次都与 Pro/PROGRAM 相联，使我们能够不断利用条件语句表示公司的标准和加工方案的日常规范。在此之前，我们已经与世界领先公司的专家进行了广泛的会谈，以求系统地阐述人们的决策技巧之逻辑。处理这些数据后，我们在模型周围建立一个尺寸框架，它是根据条件语句以关系式来描述的。

说明：我们认为，关于从一单个模型能够产生多少产品，应该定义适当的准则，这是在 Pro/ENGINEER 等系统上开发自动化模型的关键。

验证模型的稳定性

我们项目的最终目标是建立一种系统，以某种人工方式控制所有的工程活动，并帮助提供一套完整的必要文件资料。最后的试验是实时执行潜在客户订单的练习，以便评估模型的效率，建立可以保证交货时间和价格的合理营销和广告策略。

建立模型文件

如何为开发每个模型所用的逻辑和关系建立文件，业界尚无确定的程序，大家都各自采用自己的方式。至少在一个公司内部，有必要为开发人员日常处理的共同基本参数或尺寸建立一套文件。在开始的时候，这需要付出大量的努力，但从长远角度来看，可以极大地减少维护模型的时间和成本。采用此种方法，公司就不那么容易失去某位关键开发人员或外部承包商，并且，通过新的软件版本，能够顺利地转移模型。

培训您的人员

为了处理复杂的问题，即使高度智能的系统都需要一些培训。可能会出现模型重新生成的失败，或者出现一些不寻常的情况，如输入的参数虽然通过系统检查，但生成的产品在几何却不合格。

最后，除了 Pro/ENGINEER 的基础知识之外，用户应该了解自己公司的专有产品知识，以便对生成的信息作出最后的判断。

开发结果

在 Pro/ENGINEER 的帮助下，作为在 Valenite 实现这些原则的结果，我们开发出了种系统，该系统把生成所有 HSK 连接器生产的文件资料所需要的周期从平均 4 天减少到 35 ～ 40 分钟。而且，在制造周期开始后，对客户的要求，我们现在可以在同一天提供答复－这是一种独特的市场销售奖励。

除了 HSK 连接器之外，不久之后，很快就为快速更换车刀、铣刀、可换档钻头等建立了类似的系统。我们成功地充分地运用 Pro/ENGINEER 威力，以及我们的研究人员和工程师的知识为 Valenite 公司创造了持久的竞争优势。我们的努力值得！

Eugene Kocherovsky 是 Valenite 公司研究与开发部的项目专家，他拥有机械工程专业博士学位，在汽车和金属切削行业有 18 年的研究和开发经验。 1990 年他开始钻研 Pro/ENGINEER 。自 1992 年后，他建造了与 Pro/MANUFACTURING 集成的高度自动化模型。若需与他联系，请致电： 284-589-7429 ，或 e-mail ： pro-eugene@juno.com

Source: http://www.ptc.com/china