随着《中国制造 2025》的提出,制造业迎来了全新的发展机遇。更多的企业将制造业信息化技术进行广泛的应用,如 MES 系统、数字孪生以及生产管理可视化等技术的研究应用,已经成为社会各界共同关注的热点。在汽车制造行业,信息技术的运用非常的重要,汽车企业不断加大对汽车现场生产装配控制技术的投入与研发,促使制造流程快速升级转型,生产、管理能力进一步的提升,促使生产朝着智能化的方向发展,对不断提高我国汽车行业智能制造的发展有着极大的意义。

 

本项目聚焦汽车制造行业,利用 HT for Web 实现汽车装配车间生产流水线的 3D 可视化。 通过该项目,可以使汽车生产流程更加透明,管理更加精细化、高效化,从而提高生产的效率和产品的质量。

 

项目预览

图扑重卡组装车间:https://hightopo.com/demo2/truck/

 

项目预览

HT for Web 的汽车生产流水线的 3D 可视化,仿真度高,根据设备实际尺寸等比缩小,利用鸟瞰镜头、特写镜头、跟踪镜头等方式,将生产线整体、局部与工艺流程完美展示。针对不同生产线设计不同的方案脚本,个性化内容定制,更契合企业形象。

 

界面简介及效果预览

该项目分为控制面板(2D)和生产线(3D)两个部分:

 

页面初始化时,画面视角放在远处,然后通过动画将视角由远及近拉到生产线工位 1 的位置。在整个动画过程中,首先可以预览到生产线的全局,最后画面具体到初始工位上。

 

科技环:在页面初始化时,有一个透明圆环做 90 度旋转。我们称之为科技环,其主要作用是用来提升渲染效果的。

 

 

流程控制按钮:我们在左上角放置了几个流程控制按钮。包括“运行”/“暂停”、播放速度控制,以及“拆分”/“合并”按钮。它们的实现方式会在后文详细阐述。

 

 

背景切换按钮:该项目提供了深浅两种色系选择。通过点击右上角的“切换背景”按钮,可以实现在深浅两种色系之间切换。

 

 

进度条:底部显示整个装配流程的进度,随着装配流程的进行,该进度条会逐渐填满。

 

 

动画分析

1、整体装配流程动画

我们运用 HT 数据化建模技术将整个生产车间建立可视化仿真,在卡车组装生产线上,每一个工位可以 360°呈现。生产线上共有 12 个工位,每个工位负责装配一部分零件,从而逐步实现从单个车架到整车的完整装配流程。

 

该生产流程中存在着大量的异步操作,比如需要先完成工位 1 的操作才能进入到工位 2,要先装配座椅,然后才能装配车门。我们运用了 HT 的强大的渲染引擎实现了对整个动画流程的精准把控。

 

 

2、运行 / 暂停

界面左上角我们设置了一个运行 / 暂停的按钮,可以实现对生产流程各个阶段的“运行”/“暂停”控制功能,这个功能可以直观的呈现当前或过去的某段事件的生产状态或设备状况,使公司对车间生产信息一目了然。

 

 

3、速度控制

除了运行暂停,项目中还提供了速度控制功能。分别为正常速度,2 倍速和 4 倍速。我们切换速度后,当前已经在执行的动画不会受到影响。

 

 

4、机械手

该项目中一个比较复杂又经常用到的设备就是机械手。场景中的机械手又分为不同的类型,有的是抓手,有的是吸盘。同时,每个机械手都拥有多个运动臂和多个运动轴。

 

 

以下图中的机械臂 3 为例,该机械臂的位置和角度受到机械臂 2 摆动的影响,机械臂 2 的任何运动都会带动机械臂 3 做同样的运动。所以我们可以观察到,机械臂 3 实际上是围绕着右侧与机械臂 2 的结合处运动的。

 

 

 

5、拆分 / 合并

在整个组装动画完成后,项目还提供“拆分”/“合并”功能,其效果如下图所示。拆分后可以非常详尽和直观地看到汽车装配过程中的所有零件,这就可以达到查看工序是否完整及整车最后的装配情况的目的。

 

 

实现价值

HT for Web 的汽车生产流水线 3D 可视化方案,完美模拟了汽车生产车间,再现了汽车生产线制造过程,通过可视化模型的建立,人们可以发挥出丰富的想象力,从而可以将一些抽象的事物以直观的形状表示出来,便于人们的理解;也可以实现将庞大的生产线设备变成可随身携带的视频内容,满足了随时随地展示生产线的要求,使生产线的演示说明更加简便,完善企业的信息化水平,降低汽车生产制造企业运营的成本,企业顺应数字化时代发展,在行业竞争中更具活力。

 

汽车装配车间生产可视化可以帮助企业解决以下问题:

 

1、工序详细调度:通过基于有限资源能力的作业排序和调度来优化车间性能;

 

2、资源分配和状态管理:指导劳动者、机器、工具和物料如何协调的进行生产,并跟踪其现在的工作状态和刚刚完工情况。

 

3、产品跟踪和产品清单管理:通过监视工件在任意时刻的位置和状态来获取每一个产品的历史纪录,该记录向用户提供产品组及每个最终产品使用情况的可追溯性。

 

4、过程管理:基于计划和实际产品制造活动来指导工厂的工作流程。

 

5、质量管理:根据工程目标来实时记录,跟踪和分析产品加工过程的质量,以保证产品的质量控制和确定生产中需要注意的问题 .

 

总结

汽车生产车间建立可视化模型,可以完善车间的生产效率,并且为企业带来更多的经济效益。该动画不仅可以用在汽车生产领域,其同样适用于其他行业的生产流水线。作为“智慧工厂”或“智能制造”领域的一环,生产可视化在在这里发挥着举足轻重的作用。在科技高速发展的当下,制造业不会消失,只有落后的制造业才一定会消失,未来的制造业不是标准化和规模化,而是个性化、定制化、智能化;汽车行业想要在激烈的竞争中立于不败之地,就要由“制造”向“智造”转型。