Siemens On-stage PowerPoint-Templatewesix.com.tw/upload/files/零件製造管理解決方案.pdf · 數位孿生Digital Twin ... • 切削刀具裝配定義的管理和維護是困難的

零件製造管理解決方案實現您的數位化製造工廠Jerry Chang, Solution Consultant

Realize innovation.Unrestricted © Siemens AG 2018

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Page 2 Siemens PLM Software

工業的數位化轉型創造全新的商業模式和生態系統

從傳統材料/ 生產 …

… 到新材料和製造過程

從精確定義的產品變型…

… 到個性化產品

從互聯網連接…

… 到物聯網和系統網路

從機械部件…

… 到智慧集成系統



將整個價值鏈和數位化整合是未來保持競爭力的關鍵

基於雲的，開放的IoT作業系統：MindSphere

協力廠商應用

供應商和物流

協作平臺：Teamcenter

服務生產執行生產工程生產計畫產品設計



創建整個價值鏈的強大數字雙胞胎

產品設計生產計畫生產工程生產執行服務

協作平臺：Teamcenter

供應商和物流

協力廠商應用

基於雲的，開放的IoT作業系統：MindSphere

產品設計生產計畫生產工程生產執行服務



西門子數位化企業軟體套件滿足工業4.0要求而推出的解決方案

TIASIMATIC / SINUMERIK

生命週期和資料分析MindSphere 西門子工業雲 /OMNEO

PLMTeamcenter / NX

MES/MOMSIMATIC IT



數位孿生 Digital Twin

Digital Twin of

the product

Digital Twin of

the production

Digital Twin of

the performance產品數位孿生生產數位孿生效能數位孿生

反饋洞察力，不斷優化產品和生產

MindSphere



機床刀具管理

質量測量DNC

CNC控制器

訂單管理

夾具設計CAM - NC編程

工作說明

製程規劃

資源管理

CAD

階段模型

零件製造解決方案挑戰：斷開連接的系統

我們使用正確的部分修訂嗎？

不同資料庫！

單獨的應用程序！

針對何種機床?

刀具用於何處?

這是正確且發布的工作指令嗎？

錯誤的NC文件！



零件製造資料管理- 典型的客戶情況和痛點

製程規劃：• 斷開規劃系統（ERP /電子表格）

• 不准確的資料（時間，資源，NC資料，工單）

• 缺少計劃到CAM集成

• 幾乎沒有重複使用經過驗證的流程

• 驗證過程薄弱

• 缺少合作

資源管理：• 缺少製造資源的共享庫

• 切削刀具裝配定義的管理和維護是困難的

• 與地理位置分散的團隊合作困難

• 難以獲得供應商資料

• 斷開的計劃和執行系統

• 由於缺少庫存管理而導致的高工具成本

• 將適當數量的製造資源提供給工作中心

工廠連接:

• 難以控制

• 難以保持整個製造組織的透明度

• 難以維持變化

• 多個資料庫（工程/工廠）

• 缺少文檔用於執行的資料（可追溯性）



零件製造解決方案- 製程規劃

製程規劃

生產規劃

工具和夾具設計 CAM零件模型準備

CMM編程 CMM檢查執行

DNC

工具管理工廠資料訪問工具庫

工廠程序驗證 CNC

資料和流程管理



Product A

ssembly P

roduct

CAD File

Drawing

Visualization

Documentation

Revision/Effectivity

Product

CAD File

Drawing

Visualization

Documentation


Product

CAD File

Drawing

Visualization

Documentation


NC

processN

C process

NC

process

NC

programN

C program

NC

program

Tooling

Tooling

Tooling

Fixtures

Fixtures

Fixtures

Gages

Gages

Gages

Facilities

Facilities

Facilities

Machines

Machines

Machines

Capacity

Capacity

Capacity

InspectionInspection

Inspection

Part Planning

Assy sequence

Assy sequence

Assy sequence

Detail activities

Detail activities

Detail activities

Resources

Resources

Resources

Facilities

Facilities

Facilities

Visualization

Visualization

Visualization

Machine sim

Machine sim

Machine sim

Ergonom

icsE

rgonomics

Ergonom

ics

Line balanceLine balance

Line balance

Process sim

Process sim

Process sim

Reports

Reports

Reports

Docum

entsD

ocuments

Docum

ents

ME

SM

ES

ME

S

Know

ledgeK

nowledge

Know

ledge

Improvem

entIm

provement

Improvem

ent

Assembly Planning

InstructionsInstructions

Instructions

Planning

Planning

Planning

Visualization

Visualization

Visualization

Validation

Validation

Validation

Root C

auseR

oot Cause

Root C

ause

Quality

零件製造資料管理- 它不僅僅是複雜性和溝通......它也是大數據！

與設計相比，製造業可以輕鬆實現多達100倍的資料...

Product A

ssembly P

roduct

CAD File

Drawing

Visualization

Documentation


Product

CAD File

Drawing

Visualization

Documentation


Product

CAD File

Drawing

Visualization

Documentation


100個組件可以很容易地成為10,000個製造資料



零件製造資料管理- 製程規劃

檢驗計劃• 檢查順序• 標準度量• CMM程序

NC編程• NC程序• 轉速和進給• 驗證

不合格管理• 生成返工和補救指令

質量計劃• 能力確認

操作SOP操作的詳細分類包括關注點照片和詳細說明

質量標準• 第一條檢驗報告• 不合規代碼和標準

流程細分說明• 特殊流程操作的流程順序• 製程參數（例如蝕刻時間）

標準和規範• 質量標準• 流程規格• 工程規格（例如零件標記）

流程計劃• 操作順序• 元素分解• 工廠，資源和消耗品• 供應商

工裝• 夾具• 刀架• 切削刀具（刀片，鑽頭等）• 起重設備

預估• 操作時間• 成本

操作圖紙，模型或影片• 要加工的區域• 製造尺寸/公差• 工程尺寸和公差• 基準的• 位置和夾緊位置• 表面處理



PLM

零件製造資料管理- 管理製造資料

• PLM使用一個安全的環境，在單個工作包的上下文中管理製造文件，直接向NX CAM或工廠提供版本控制的

管理資料。

工廠



零件製造資料管理- 製程規劃

工作包 1

工作包 2

工作包 3

工作包 4

技術包

操作步驟

工序

工作包 4

NC程序和巨集序列流程

製造文件和工作說明

製造資料捕獲細節標準，工程和質量文件

所需設備信息

所需資源（刀具等）

質量資料



產品工序資源工廠

零件製造資料管理- 零件計劃

• 為零件製造操作創建一個通用的製

程計劃，通常是鑄造，加工，熱處

理，精加工，檢驗.......

• 在流程定義中關聯零件資料，資源

（刀具，夾具）和工廠資料（機器，

工作單元）

• 創建和分類流程/操作模板，以便以

後重新調用，重用

• 動態生成工作指令

• 與NX CAM雙向集成

設計 CAM – NC 編程

流程計畫



製程規劃與 NX CAM 共享數據模型

Fixture

Machine Tool

Cutting Tool (A)

Cutting Tool (B)

Workpiece (IPW)

Target Part

Shop Doc

Activities

Operation CAM Setup

Process

NC-Program Group

PTP

CLS

NC-Program Group

PTP

CLS

Shop Doc

Fixture

Machine Tool

Cutting Tool (A)

Cutting Tool (B)

Workpiece (IPW)

Target Part

NXTeamcenter



零件製造解決方案- 資源管理

刀具管理刀具庫製程規劃

生產規劃

模具和夾具設計 CAM零件模型準備

CMM 編程 CMM檢查執行

DNC

工廠資料訪問

工廠計劃驗證 CNC

資料和製程管理



製造工程工廠生產

CAM CNC

製造資源管理- 基於ISO的標準化工具庫和工廠庫存

挑戰• 沒有有效的標準資料格式• 沒有共同的分類• 專有用戶交互• 沒有CAD表示標準• 沒有庫存資料管理• 沒有連接到工廠設備

需要從刀具庫中的刀具供應商目錄中獲取內容

Multiple vendor catalogues

備刀刀庫

Tool libraries



零件

刀具

機床

夾具

胚料

製造資源庫（MRL）- CAM資料管理

切削刀具

基於ISO的標準化工具庫



製造資源管理- 開放架構以導入工具供應商目錄資料

將客戶工具分類與供應商目錄分開

• 能夠處理不同的目錄類型（夾具，標準件，工具......）

• 各種工具供應商的開放平台

• 供應商的概念如何提供目錄資料

• 提供導入供應商目錄的工具（XML / Excel）



製造資源庫(MRL)中支持的GTC刀具供應商

刀具供應商GTC資料交換

多個主要的刀具供應商正支持GTC刀具資料交換

Sandvik 以GTC格式提供了他們完整的刀具目錄，他們

支持GTC V1和V2兩種資料包格式

Kennametal 提供了完整的產品層次結構，並按需交付產

品資料

ISCAR 也根據要求交付GTC數據

他們也交付高品質的3D STEP模型

Walter Tools 也將產品匯出了GTC格式

產品資料根據使用者的要求交付

ToolsUnited 提供28個供應商的刀具產品

GTC資料可以以GTC V1和V2格式匯出

MachiningCloud 也支持刀具供應商以GTC資料包格式

生成刀具目錄



製造資源管理- 多個層次結構，多次使用，一個資料源

刀具供應商目錄客戶組件客戶裝配 CAM系統備刀器機床

創建基於...使用刀具裝配準備刀具加載刀具



製造資源管理- Teamcenter嵌入式用戶界面

資源分類架構，

可以依據目錄和客戶做

分類刀具庫與類型的屬性

分類類型示意圖

刀具設備、零件三維圖形



製造資源管理- NX CAM集成

• 在NX環境中使用機器和工具來構建CAM設置，計算工具路徑並運行

模擬和驗證



機床

工廠資料刀具庫存/ DNC

倉儲

CAM步驟和NC編程

虛擬機床（模擬）

目錄資料（供應商資料）

零件製造資料管理- 資源隨處可見

ASIS刀具資料刀具清單/計劃資料NC 程式

刀具庫存管理

刀具夾具機床

刀具清單NC程式工單

輸入

刀具夾具

工具清單NC計劃設定

備刀器

規劃資料



Tool Assembly in MRL



零件製造解決方案- 零件製造管理

DNC

工廠資料訪問製程規劃

生產規劃


CMM編程 CMM檢查執行刀具管理刀具庫

工廠計劃驗證 CNC

Data & process management



工廠連接挑戰

製程規劃


製造計劃工廠

斷開連接的數據庫

沒有可靠的變更記錄

高度依賴文書工作

很難找到合適的數據

使用錯誤的數據他們會使用正確的修訂嗎？

是否所有需要批准的文件都在進行中？

改變NC程序會發生什麼？

如何歸檔或跟踪生產變更？

我們的文檔和數據是否足以完成責任保護？



零件製造資料管理- 工廠連接(SFC)

• 從工程到生產將如何託管資料？

• 我如何確保使用正確的資料？

• 我在工廠有資料安全嗎？


CMM檢查執行刀具管理

CNC

質檢員

機床操作員

刀具管理者

資料和流程管理



零件製造資料管理- Teamcenter DNC的工廠連接

• 工廠連接到Teamcenter

• 易於使用的工廠顯示屏

• Web瀏覽器技術 - 任何設備

• 安全登錄Teamcenter

• 資料保留在Teamcenter中

• DNC直接機器連接


CMM檢查執行刀具管理

CNC

質檢員

機床操作員

刀具管理者

資料和流程管理 Teamcenter工廠連接



NC 機床

Glass/Copper/RadioLAN (Ethernet)/WLAN

COM Server

LAN >> V24 connect

IPC串連

工廠經理

產品經理

Teamcenter工廠連接伺服器

Teamcenter工廠連接機床用戶

Teamcenter工廠連接機床用戶

Teamcenter

工廠連接用戶

CAD CAM

零件製造資料管理- 技術基礎設施工廠連接

刀具預置器

http://www.wut.de/e-58631-ww-dade-000.php3



步驟1 -NC程序員選擇要製造的組件

並將其加載到NX中（更複雜的組件

可能需要MBOM）

步驟2 - NC程序員選擇相關的CAM設

置模板並啟動以創建新的

MENCMachining操作

步驟3 - 生成NX CAM中的NC操作，

並從TC MRL（工具和夾具）中檢索

相關資源

步驟4 - 使用TC中管理的機器模型和

CSE文件在NX CAM中完成刀具路徑

的仿真

步驟5 - 在NX CAM中創建的後處理

和工廠文件，然後將信息保存到TC

中的操作和活動。 CAM中心

以CAM為中心的零件計劃

• 用戶喜歡在已知和最常用的應用程

序中工作。

• NX CAM Teamcenter Integration

允許CAM工程師在CAM中工作，

但在唯一的託管環境中檢索和存儲

製造數據。

NX

NX

NX

NX

NX



以製程為中心的零件計劃（TC）

• Teamcenter Manufacturing Part

Planner允許製造工程師在製程規

劃環境中，指派任務，零件和資

源中工作對他們的主題專家

（SME），如CAM或CMM程序員。

• 然後，SME可以逐步添加更多數

據，例如NC程序和文檔輸出，以

完成ShopFloor執行的工作包。

步驟1 - 流程計劃員通過在零件計劃

員（TC）中加載零件，為零件製造

商啟動新流程計劃的創建

Step2 - Planner從模板創建流程計劃，然

後計劃員將操作分配給機器和工作中心，

並詳細說明非NC操作

第3步 - 將MENC操作加載到NX CAM

並創建刀具路徑，並從TC RM（工

具和夾具）中檢索相關資源

步驟4 - 使用TC中管理的機器模型和

CSE文件在NX CAM中完成刀具路徑

的仿真

步驟5 - 在NX CAM中創建的後處理

和工廠文檔，並將信息保存到TC中

的操作和活動。以流程為中心

NX

NXNX

Teamcenter

Teamcenter



工廠機床

製造資源管理- 準備連接到工廠系統

NC工作包- 工作說明- 設置說明- 圖片等- 刀具清單

刀具主資料技術資料刀具分類

NC工作包

NC-程式

規劃結果

標稱刀具資料

刀具補償資料加載/卸載對話框組件庫存

刀具實時資料

刀具運動資料

刀具補償資料

NC-程序工作說明設置說明

加載/卸載對話框組裝刀具的庫存位置

鏈斗式界面和其他庫存

MRLNX CAM

NC程式管理

...

刀具主資料，技術資料刀具和組件分類，組裝說明

機器資料採集

機器狀態，警報

工廠連接

Teamcenter Data and process management

工廠資源管理 SFIRM

刀具清單

資料和流程管理 TCM



Create output data in NX and store in TC



零件製造資料管理- 摘要

製程規劃：

• PLM集成的零件計劃有助於管理大量資料

• 從規劃到CAM和CMM的雙向集成消除了手動同步

• 訪問公共資源庫有助於重用

資源管理：

• 通用刀具，夾具和機器庫消除了重複

• 從庫到工廠資源管理的無縫連接減少了設置故障

• 與工廠設備（如Presetter，Crib，Machine）集成有助於降低庫存成本

工廠連接：

• PLM集成DNC可避免資料重複

• 用戶獲取最新版本控制資料

• Opearator可以反饋計劃變更，資料存儲在Teamcenter中

N130 ;Operation : TOP_PROFILE_B0

N140 ;

N150 TRAFOOF

N160 SUPA G0 Z=_Z_HOME D0

N170 SUPA G0 X=_X_HOME Y=_Y_HOME B=_B_HOME C=_C_HOME D2

N180 ;First Tool

N190 T="UGT0201_019"

N200 M6

N210 MSG("METHOD")

N220 TRAFOOF

N230 SUPA G0 Z=_Z_HOME D0

N240 SUPA G0 X=_X_HOME Y=_Y_HOME B=_B_HOME C=_C_HOME D2

N250 ;Initial Move

N260 G0 B90. C-90.

N270 CYCLE832(_camtolerance,0,1)

N280 COMPOF

N290 TRAORI

N300 G54

西門子數位化體驗與應用中心Realize innovation.Restricted © Siemens AG 2018



從TAC轉型到DEX

數位化體驗深入研究機床製造業

TAC技術與應用中心

DEX數位化體驗與應用中心



採用Shopfloor集成的PLM流程鏈

機床

• 控制器上的MMT， MMP客戶端

• 加工

Shopfloor Conncect

• DNC

• Teamcenter和SFIRM之間的入口SFIRM

• 刀具管理

• 刀具平衡

• 訂單管理

刀具預調器• 連接到SFIRM和機床

• 刀具測量

Teamcenter Manufacturing

• 用戶，工作流程，製程規劃，MRL資源管理

NX CAD/CAM

• 程序設計

• VNCK模擬

• CSE模擬



Process-Planner

Design Engineer NC-Programer Shopfloor Manager

Machine Operator

DEX 流程

Presetter Operator

流程計劃

changed

Design

„Release“

Manufacturing/NC-

Program „Release“

NC-Program

„Check“Teamcenter

NX CAD NX CAM Shopfloor Integrate

Presetter Quaser UX300

Thank you.

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