2022/01/14

【PTC客戶案例】MAN Energy Solutions使用Creo NC自動化功能來優化設計和製造過程

挑戰
大型機器的數值控制 (NC) 編程可能具有挑戰性。手動流程非常耗時,錯誤可能導致代價高昂的停機時間。MAN ES 的設計和製造團隊意識到他們需要一種更具戰略性的方法來準確即時地滿足獨特的要求。

MAN Energy Systems 為可持續進步和創造能源解決方案
MAN ES 是一家能源解決方案公司,幫助全球經濟進入碳中和時代。作為行業的領導者,他們在先進工程鋪陳 250 多年,是世界領先的大口徑柴油、燃氣發動機以及用於海事和能源行業的渦輪機械供應商。MAN ES 總部位於德國奧格斯堡,在全球 120 多個地點擁有超過 14,000 名員工。他們的產品組合包括用於船舶和固定應用的二衝程和四衝程發動機、渦輪增壓器和螺旋槳,以及燃氣和蒸汽渦輪機、壓縮機和化學反應器。

展望未來,MAN ES 認識到如何通過數位化轉型提高工業流程的效率和可靠性,這將是建設氣候友好產業的關鍵。為此,他們開發發電和儲存電能的新技術,以幫助應對波動的可再生能源並降低發電廠的碳足跡。對於 MAN ES 而言,他們的數位化轉型及其行業的發展始於他們如何設計和製造零件。

位於奧格斯堡的 MAN ES 生產各種尺寸的複雜零件——從不到一公斤到超過 120 公噸——這意味著他們不能在 NC 編程或生產中犯任何錯誤。此外,他們製造的每台發動機都是為了滿足特別的客戶要求而製造。尤其是對於較大的產品,重要的是他們第一次就做好,如果構建不正確,則消耗成本高且耗時。

以前,MAN ES 依賴手動、過時的流程,這會降低設計、NC 編程和零件生產的速度。他們使用 2.5D CAM 軟體創建每個零件,導致效率低並拖慢上市時間。例如,有一個過程需要工程師在 2.5D CAM 系統中手動記錄 2,000 多個點的坐標,這是一個低效且耗時的過程。此外,MAN ES 依賴於來自不同初始設備製造商 (OEM) 許多舊機器——所有機器都具有不同的控制系統——這使得工程和編程步驟變得更加複雜。

這種增加的複雜意味著更可能出現代價高昂的錯誤。例如,手動系統增加設計和編程階段交接過程中出錯的可能性,這可能導致衝突。此外,修理這些複雜、龐大的機器需要延長停機時間;讓它們再次運行可能需要幾個月的時間。

MAN ES 的設計和製造團隊認知他們需要一種更具戰略性的方法來準確即時地滿足獨特的要求。具體來說,他們需要更高效的自動化工具,增加個性化方面的功能,以提高創建刀具路徑的生產力。MAN ES 決定過渡到 3D CAM 工具以優化系統。利用自動化和可重複的過程將他們的 NC 編程過程更快、更高效。

MAN ES 利用 Creo CAM 實現流程自動化並提高產量
2015 年,MAN ES 決定利用 Creo 從 2D 草圖過渡到完整的 3D 模型方法。Creo 廣泛的刀具路徑和自動化功能將有助於節省大型複雜機械的刀具路徑編程時間。Creo 是 PTC 的 3D 建模軟體,可提供支持計算機輔助設計 (CAD) 和 CAM 的一整套 2D 和 3D 解決方案。它提供一個完全解決方案,有助於最大限度地提高從設計到生產的效率。Creo 的 CAM 軟體——Creo NC 和刀具設計解決方案——為製造商提供在盡可能短時間內實現最高質量精密加工所需的一切。這使他們能夠處理從模具/鑄件設計和高級 NC 到 3D 模擬和驗證的生產過程的各方面。

MAN ES 選擇使用 Creo 有幾個關鍵原因。首先,Creo 的許多功能易於學習和使用,並且可以提高專家和非專家的工作效率。此外,與 Creo 套件的所有產品無縫集成,以幫助建立單一的事實來源。例如,對 CAD 模型的更改可以輕鬆自動地擴展到整個下游可交付成果。CAD 和 CAM 之間的集成還可以節省時間,並有助於減少未來在 Creo 重新計算刀具路徑時出現的錯誤。

Creo 還通過廣泛的可定制自動化功能(包括 Creo NC 和 Tool Design)提供先進的數控過程規劃功能,允許用戶創建一個過程並複製,而不必一次又一次地重新創建相同的步驟。最終減少糾正錯誤和溝通不暢所花費的時間。最後,Creo 允許更好地追蹤和版本控制,意味整個組織的團隊可以更快地訪問圖紙、零件和文件,因此他們可以快速準確地制定工作計劃並隨著時間的推移重新訪問版本。

先進的 NC 流程規劃自動化功能可提高效率並降低成本
Creo 為 MAN ES 提供創建自定義應用程式的工具,使設計和製造過程更加優化和高效。Creo用戶可以使用模板來幫助他們圍繞特定部件自動為操作員創建可交付成果。無需手動輸入信息,而是從設計中自動提取零件直徑、長度和位置等測量值。創建刀具路徑時,用戶可以完全控製刀具與材料接合以創建最終零件的位置。Creo CAM 不僅允許用戶創建高效的刀具路徑,而且還捕獲設計和製造知識,以便複製以備將來使用,這有助於每個人利用設計和製造專家的專業知識。

製造模板可實現更敏捷、更高效的流程
Creo 的製造模板等高級 NC 過程規劃自動化功能使知識獲取成為可能。製造模板允許用戶獲得執行 NC 刀具路徑所需的信息。此功能使用戶能夠創建一個不受限制的自定義庫,以便製造部門可以輕鬆讀取和共享數據。該容器有助於從公司中更有經驗的程式員那裡獲取知識,以便初級製造工程師可以查看和重用最佳實踐,從而提高整個組織的一致性。

製造模板可以包含一個或多個儲存在單獨文件中的特徵,這功能允許用戶將它們重複放置在相同或不同的模型中。通過一次完成工作並重複使用模板,用戶可以更輕鬆、更快速地創建複雜的刀具路徑、測量值和序列。這些功能不是特定於模型,只需定義一次即可應用於許多不同的模型、零件、產品等。因此,減少在生產、錯誤和返工上花費的時間,並提高設計和 CAM 編程過程的效率和敏捷性。通過為其機器創建複雜的模板進行分析,MAN ES 還利用其設計部門的數據來改進質量(例如改進鑽孔過程)。

Gposts 為用戶提供更大的靈活性
此外,Creo 有一個 Gpost 後處理生成器,包含在每個許可證中。Gposts 易於學習,並允許用戶根據需要製作盡可能多的帖子。與其他 CAM 解決方案不同,用戶可以為任何機器配置 Creo 後處理器。要配置後處理器,用戶首先填寫問卷中的複選框,讓他們完成大約 80% 到 90% 的帖子以開始。Creo 中的集成材料去除模擬允許用戶驗證刀具路徑,以便團隊可以根據需要進行更正。由於 Gposts 易於學習並提供 MAN ES 創建特定帖子可能需要的一切,因此它為用戶提供了更大的靈活性,並使他們能夠更高效地使用 CAM。

Windchill 允許工程師增強數據和發布管理
MAN ES 工程師還使用 PTC 的 Windchill 來管理設計和製造數據,以提高一致性和生產力。例如,用戶可以看到發生哪些變化並註記他們做出這些變化的原因。Windchill 中的數據管理包括 Creo 設計以及與 CAM 相關的零件和裝配,例如原材料零件、固定裝置等。

此外,發布管理功能可以捕獲編程過程的歷史記錄,因此所有更改和迭代都嵌入到系統中。用戶可以恢復舊版本,查看完整的改進歷史,並比較版本。Creo API 還允許 MAN ES 與第三方軟體工具連接並進一步提高效率。目前,他們正在使用 API 來管理工具並改進製造模擬以避免衝突。

MAN ES 成功地使複雜的流程更高效
MAN ES 提高編程任務的準確性,現在可以更高效地從設計轉移向生產。以前,在製造更大的產品時,他們為第一個機器零件的生產分配三週的時間。現在,有 Creo,他們只需要一周時間。此外,自從切換到 3D CAM 後,由於計算錯誤或坐標不正確而導致錯誤點的情況為零。“我們節省了很多錢——數千歐元。當機器和零件發生碰撞時,成本高達 100,000 歐元。自從我們開始使用 3D CAM 以來,我們就沒有發生過碰撞,”MAN ES 編程部門的團隊負責人 Mathias Reiter 說。

借助 Creo 的 3D CAM 軟體,MAN ES 將編程時間減少 33%。第一部分編程後,該過程從 12 天縮短到 9 天,然後從 9 天縮短到 5 天。最後,Creo 為 MAN ES 帶來競爭優勢,因為他們可以比競爭對手更快地設計和生產大型複雜的機器零件。

MAN ES 將繼續使用 Creo 來優化其數位流程
MAN ES 很高興在未來繼續與 PTC 合作。“我們與 PTC 團隊有很好的溝通,”Reiter 說。“他們提供行業領先的支持,這確實使我們的社區取得成功。”

MAN ES 計劃在 2021 年升級到 Creo 7,以繼續完善他們的流程並繼續幫助他們更有效地利用 CAD 數據來生產第一個機器零件。展望未來,他們也有興趣建立新的 KPI,使他們能夠更全面地看待整個過程。隨著數位化之旅的推進,MAN ES 將尋求 PTC 和 Creo 來幫助他們提高製造流程的效率。

https://www.ptc.com/en/case-studies/man-energy-solutions-optimize-design-process-with-creo


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