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Teamcenter中实现集成材料管理和合规管理

新闻2020-06-05 14:38:00

 

当前,材料创新已经成为汽车、航空航天、船舶、电子电器、重工、能源、医药和消费品市场成功的关键。例如:汽车:一方面为轻量化结构,一方面电动汽车的电池材料创新;航空航天:飞机材料或太空飞行新材料的扭转刚度以及应对温度变化和抗辐射能力;重型机械:耐磨材料,承载能力最高;高科技电子:材料变得越来越小,而且使用更少的电力;医疗器械:人工膝关节/髋关节,3D打印植入物;家用电器:高耐用塑料代替重金属应用等。

 基于此,客户对更智能、更强大、更便宜和更可持续的产品的需求,势必推动集成材料管理成为贯穿产品全生命周期的一个至关重要的目标。

通过Teamcenter实现集成材料管理(Integrated Material Management, IMM)和合规管理(Compliance Management),既能避免独立的材料管理系统管理的分散性和复杂性,更能实现在统一的环境中贯穿产品全生命周期的每个过程(从设计、合规、仿真、制造等)来综合集成和评估材料的关键性方面。当然还可以利用PLM管理材料的生命周期—从数据获取—包括研究、实验室测试和测试数据—到材料定义、材料分配、产品材料管理和需求重用和闭环等。

一、通过PLM实现集成材料管理和合规管理的必要性

制造业中,材料数据被公司的许多利益相关者使用。如采购部关心材料价格、数量、当地供货情况;设计工程师关心为新设计寻找合适的材料,比较材料数据以找到最适合的应用;制造部门关心材料工艺参数、工具、模具以及注塑等;质量经理关心材料批次质量;环境健康安全经理关心环境符合性和可持续性以及碳排放等。

首先我们从产品的研发过程来看,传统的从R&D到生产的各个过程,每个部门往往都产生特有格式的数据。企业因各种原因有若干独立的应用系统都可以作为材料的数据来源,有基于文件系统的Excel,供应商的数据表,ERP,质量管理系统以及历史遗留数据。数据获取多样化,往往遇到数据格式不一致性、标准不统一、大量的对比、转换和重复工作,因此通过Teamcenter统一集成的材料管理(IMM),它提供了一个整体的材料和物质的端到端管理的解决方案,支持从配方到测试、发布、使用和报废的整个材料生命周期,工程师能够根据他们的应用程序从正确的数据库中搜索正确的数据,从而实现在正确的时间以正确的格式为所有用户提供了材料数据的唯一真实来源。具有完整的可跟踪性、安全性、一致性和符合性。

二、Teamcenter中集成材料管理和合规管理方案

2.1集成材料管理(IMM)方案主要内容

集成材料管理(IMM)解决方案主要包括三方面内容:

(1)材料和物质管理

• 根据产品结构管理材料和物质

• 跨产品结构材料和物质的整合统计

• 产品全生命周期材料属性管理

• 集成第三方材料数据来源

(2)供应商声明流程自动化

• 获取供应商材料和物质声明的自动化流程

• 产品结构中管理供应商材料数据

• 支持工业标准(IPC-175x, CMRT)以及BOM检查集成

• 导入Teamcenter前需完成供应商数据验证和处理

(3)法规符合性分级和报告

• 法规符合性分级

• 预配置规则集

• 自定义规则编辑器

• 仪表板视图

2.2材料(Material)和物质(Substance)概念

      材料(Material)是由一种或多种物质(Substance)组成的。物质是事物的基本形式,不能通过机械或物理过程进一步分解。每种物质都有唯一的标识符,称为 CAS号(Chemical Abstracts Service)。

      在Teamcenter中材料和物质都为独立对象,其数据模型组织如下图所示:

2.3集成材料管理和合规管理流程

如上图所示:

(1)在NX或CATIA中设计人员可以搜索Teamcenter材料库,为零件创建材料分配。材料库可以使用从第三方材料数据库(如Granta Design或Thinkstep)导入的材料填充,也可以由材料分析师手动创建。

(2)考虑到有很大比例的产品组件来自供应商,在Teamcenter中,将供应商材料数据作为产品BOM的一部分非常重要。从Teamcenter中可以向供应商发送材料物质声明请求,收集其针对部件的全部内容分解。行业标准格式的声明请求(例如IPC01752A格式)可以通过电子邮件发送给指定的供应商。通过电子邮件轮询功能,可以监视来自供应商的邮件服务器的响应,并可以验证和解析数据,然后在获得法规遵循负责人批准后,将声明整合回Teamcenter产品BOM。同时,系统支持集成到第三方数据库,如IMDS和BOMCheck。

(3)一旦对部件或结构(包括供应商数据)有了全面的了解,就可以对其合规性进行分级了。法规遵循负责人将部件或组件发送到法规遵循检查引擎。预先配置的规则用于根据特定的规则对项目进行分级。这些规则可以在需要更改时及时向客户提供更新,而不需要系统停机。客户还可以创建自己的自定义规则来进行检查,这些规则是使用规则编辑器创建的。合规性检查结果可以与零件或产品BOM一起查看。仪表板视图提供滚动更新的材料和物质以及符合性信息。同时可以在其他Teamcenter应用程序(如可视化报告和TCRA)中创建搜索、查询和使用符合性数据并按照各种行业格式输出,可以使用PLMXML导出功能来证明符合性。

三、Teamcenter中集成材料管理扩展到仿真数据管理

      我们前面提到通过集成材料管理(IMM)可以覆盖产品全生命周期各个阶段,在仿真专家进行仿真分析时,一般需要在3D仿真流程各个步骤中定义和分配材料及属性,如下图所示:

通过集成材料管理可以使设计工程师和仿真专家保持材料分配的一致性和可追溯性,结合Teamcenter仿真数据管理(TC4Simulation)实现自动连接CAE BOM和CAD BOM。如下图所示,当基于结构或者数据映射将CAD BOM转化成CAE BOM后,系统自动在CAEBOM中关联了设计中指定的材料对象,从而大大减少了仿真的工作时间,提高了仿真的有效性、一致性和准确性。

四、Teamcenter中集成材料管理和合规管理的价值

通过Teamcenter集成材料管理和合规管理,可以确保材料利益相关者都可以在统一的一个平台中,综合利用Teamcenter的各个模块,如需求管理、结构管理、仿真管理、变更管理、流程管理、权限管理、合规管理等可以实现材料生命周期管理,保证了材料决策的安全可靠,减少不遵守材料和物质可追溯性的风险。

通过集成材料管理实现了设计过程中可以引导工程师在正确的材料库中寻找合适的材料,同时保证仿真、制造等部门材料使用的一致性和合规性,从而进一步减少错误,缩短研发周期。

通过集成材料管理还可以帮助企业材料采购中充分利用节约成本的潜力,尤其集团型企业,各子公司采用同样的材料时,通过IMM可以帮助采购决策,节约大量成本。


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