智能制造-产品设计
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随着中国经济发展的战略转型及、概念的提出，制造业迎来了新的发展浪潮。在这个背景下，越来越多的传统企业感受到了重重压力，开启了转型与变革之路。对于制造企业而言，如何部署企业智能制造解决方案？如何建立企业自身特色的智能制造建设体系？如何规划企业数字化转型升级平台？您将从“SAP智造社区”精心撰写的“制造业智能变革之道”系列主题文章中，找到一些灵感。该系列文章将围绕智能制造的关键技术，智能制造的核心解决方案以及各行业企业如何推进智能制造三大版块展开，希望能给您和您的企业一丝启发。
当前，随着制造业智能制造战略的稳步推进，有越来越多的智能化技术被应用到工业的智能化转型过程中。当企业的产品变得更加智能、人与物之间开始实现互联、个性化定制消费观念实现了消费者与生产厂家的信息对接，新的产品创新模式也在不知不觉中逐渐形成，进而催使制造企业不得不去重新思考如何推进新时代的产品创新？如何适应在产品生命周期越来越短的竞争环境中满足客户越来越个性化的产品需求？
传统产品设计过程面临的挑战
通过对当前制造企业的产品设计过程进行调研发现，在很多企业的生产研发过程中平均有33%的时间浪费在无价值增值的工作上；工程师和产品研发者有20%的时间以过时资讯为基础展开工作；70%的工程师和产品研发者需要等待两天或者更多时间才能得到内部或外部相关人员的更新设计和信息；37%的项目失败源于无法正确的管理客户需求。调查结果已清楚表明，传统的产品创新模式已经很难适应智能化时代的产品设计需求。
面对这种现状，企业必须重新定位和思考产品创新模式。到底企业应该使用什么样的工具进行协同？如何利用正确的产品数据进行产品设计？如何在自上而下的业务流程中掌握更多信息？如何将客户的需求与产品相连？如何判断变更对产品各对象造成的影响？有一系列问题都需要去解决。
要实现产品设计模式的转型创新，就必须在智能制造系统架构下建立设计信息、生产信息、用户使用及反馈信息的高度智能化集成，从智能化需求产生到基础设计数据获得的过程，从智能化的用户参与式设计到能够直接转变为生产信息并被执行。
智能化时代的产品设计新思路
智能化时代的产品设计新思路主要体现在三个方面，即新的产品、新的商业模式和新的流程。
1）新的产品。如今智能化产品既能作为工具支撑起智能化的产品设计，同时也对新时代的产品设计理念提出了新要求。一方面工程师可以利用智能化产品实现研发模式的创新与变革。同时从功能上讲，智能化产品复杂的结构也让产品的设计创新过程更为复杂。
2）新的商业模式。随着用户个性化需求的凸显，为更好的推进市场发展，让消费者参与到产品的创新设计中来有利于企业对市场需求的把控。通过多元化化协同、需求驱动的智能产品研发、以及贯穿整个价值链进行实施的产品智能分析，能帮助企业加速智能产品创新。
3）新的流程。通过建立多元化系统设计以及需求驱动的智能研发两大基础，企业的研发流程也会进行相应的调整来适应这一需求。企业可以通过邀请内部或外部参与者，为不同角色分配权限，安全可靠的集中存储数据，通过内置的三维查看器实现远程协同交互，集成的收件箱能及时的查看工作项目并直接打开内容和共享文件。
德国雄克公司（Schunk）是全球最大的静压膨胀式夹具系统生产厂和全球最大的卡爪生产厂，其自动抓取机构的开发和生产则始终位于欧洲乃至世界同业之最前列。雄克公司的产品主要应用于机械和领域，现有上千种不同规格的产品系列。为推动需求驱动的数字化创新在实时工程场景中的实现，雄克公司使用了SAP智能产品设计方案，实现了基于数字化双胞胎理念的虚实融合，让工程师可以根据实时数据提供夹具的360度全息视图深入地了解设备的细节。
利用SAP智能产品设计方案，产品经理可以直接访问夹具相关信息，比如产品结构或三维模型，也可以跟踪现场资产的性能。同时可以根据现场的数据可以看到夹具设计的马力与客户实际消耗的马力数据。这意味着企业可以利用这些信息促发工程变更。除此之外，产品经理还可以轻松启动一个新产品的设计研发来满足市场需求。通过产品设计协同为各部门之间的实时研发协作提供强大的虚拟平台。对于像雄克这样的制造商来说，SAP智能产品设计具有很大的应用潜力。
通过综合分析当前制造企业的产品设计需求并结合雄克公司的SAP智能产品设计应用案例，可以梳理出SAP智能产品设计方案能帮助传统产品设计向智能化产品设计的主要价值点，包括：
1）通过云端应用可以简单地以邀请函的方式将供应商或者合作伙伴加入协同，并支持各种类型的移动设备的线下同步。
2）与后台DMS系统集成后，能方便的上传和下载产品相关的工程结构，发布已有的可重复利用的产品模型。
3）在自上而下的业务流程中掌控更多的产品讯息，让工作状态一目了然，同时可以工具三维视图对设计做出判断。
4）结构化的定义和管理需求，将客户需求与产品相连�？梢灾苯咏枨蠊亓轿募�、产品主数据以及物料清单上。
5）判断变更对产品造成的影响，并分析受影响的对象，以直接采取相应措施。
柔性制造生产线
一、 柔性制造生产线,智能制造生产线,工业4.0柔性制造系统项目建设简介
(一) 柔性制造生产线,智能制造生产线,工业4.0柔性制造系统建设目标
本项目建设方案以客户应用需求出发，围绕“工业4.0”及“中国制造2025”进行项目设计，结合工业互联网、智能制造、工业机器人、数控加工、自动检测、虚拟仿真、自动化控制、数字化信息管理、RFID识别技术、AGV小车……等相关应用。紧密结合“互联网+工程实践教学”的建设思路，以智慧工厂和智能制造为主题，以信息化与�？榛诵乃枷耄罱ǖ囊桓黾忍诠ひ祷至⒆阌诮萄В饶艹浞值靥逑盅斡胄�、又能使教学与工业实际无缝对接的能体现出多种专业特色的智能制造综合教学平台系统。
是一个围绕着培养数字化集成制造技术相关的训练与培训平台，体现了信息化生产运作与物流自动化思想。它包含有：设计、安装、PLC控制、人机交互、数控加工、机器人搬运、RFID射频识别、工业网络、软件管理与开发等多方面内容，是一个较为完整的标准数字化自动生产系统，同时也是一个内容丰富的教学应用系统，着重于体现数字化集成对接应用，自动化及智能化产品设计开发两方面内容，是对相关教学课程的深入展示与直观体现。
(二) 柔性制造生产线,智能制造生产线,工业4.0柔性制造系统建设特点
本系统建设依据高校教学体系/课程与资源，结合当前主流成熟技术、主流成熟装备进行技术和系统集成，专门针对高校教学需求定制与研发的“柔性智能制造系统”。该系统在确保每个组成单元稳定可靠的基础上、考虑技术的先进性、可行性和工业化，有机的将各个单元组合成具有一定创新性、先进性和实用性的数字化柔性制造系统。
▲高度集成
系统建立在工业工程、柔性制造、自动控制、物流工程、质量管理、生产管理以及先进制造等技术基础之上，将各个加工执行单元、物流系统、机器人、RFID、仓储系统和数字信息管理系统进行有机集成、贴近工业生产流程的教学实训柔性制造系统。
▲适度柔性
系统能方便地调整工艺路线，重设加工流程，能够适应小批量、多品种的柔性制造要求，能体现夹具、加工、刀具、工艺路线等柔性生产。
▲高度开放
在最大程度上为客户开放,可以和工业上众多工业装备进行技术集成，软件系统由于采用通用软件开发平台，用户可以用我司提供的接口进行深层次的系统二次开发，以便于开发出适合用户需求的系统调度程序和单机运行程序，极大程度上方便了课题研究工作。
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系统中的加工执行单元、立体仓储、物流运输、机器人上下料、自动检测设备等具有“联机/单机”两种操作模式，所有的单元设备均可进行单项教学和部分系统联机教学，有利于学生参与和实践教学。
▲工业化
系统虽为教学系统，但所有单元设备乃至整个系统都采用了标准工业级的装备和技术集成，真实贴近工业化生产。
▲多层网络结构
系统具有多层网络结构（管理层<应用层级>、监控层及和设备层级）构成，体现现代柔性制造系统中的物流及生产信息流的交汇关联、数字化设计与生产的紧密关联。
(三) 柔性制造生产线,智能制造生产线,工业4.0柔性制造系统建设内容
柔性制造生产线,智能制造生产线,工业4.0柔性制造系统是一个由数控机床、自动烘干/称重/检测工作站、移动式工业机器人、机器人夹具库、AGV运载、智能仓储等机构和数字化信息控制系统有机结合而组成的柔性智能制造系统；将加工制造、物料流、信息流三个系统深度融合与高度集成，在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化、数字化与智能化，是典型的信息技术与制造技术的深度融合。该系统可承担数据采集与分析、生产任务一键式下发、生产信息化实时显示（数字化生产看板系统）、设备状态实时监控、生产任务详细进度、可有效实现制造层与计划层的信息交互等任务。同时在工业软件和智能机器设备下，实现了软硬结合、相得益彰,本质是人机一体化。
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本文关键词：智能制造,工业4.0
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