2021年3月23日-24日,由蓋世汽車主辦的“2021年中國車身大會”隆重召開。本次大會重點圍繞整車輕量化、汽車安全法規(guī)、車身結(jié)構(gòu)設計、車身先進材料、仿真技術(shù)、模塊化架構(gòu)車身等行業(yè)焦點話題展開探討,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展出謀劃策。會議期間,奧德富軟件(上海)有限公司總經(jīng)理 Christoph Weber 發(fā)表了精彩演講,內(nèi)容如下。
奧德富軟件(上海)有限公司總經(jīng)理 Christoph Weber
過去的一年確實是非常令人難忘的一年。我們想一想一年之前,大家的計劃是怎么樣的?你個人的生活是怎么樣的?你的業(yè)務和對未來的規(guī)劃是怎樣的?但是現(xiàn)在事情朝著哪個方向發(fā)展?我相信大家跟我一樣,過去一年因為有了疫情,把我們?nèi)康氖虑槎即騺y了?,F(xiàn)在我們面臨著很多的挑戰(zhàn),疫情就是新的挑戰(zhàn),所以我們需要想一想新的技術(shù),包括無人駕駛和動力傳動等技術(shù)都會有進一步的發(fā)展。
現(xiàn)在汽車行業(yè)如何應對挑戰(zhàn)呢?我們看到日本(日產(chǎn))提出三年之內(nèi)要減少20%的成本,豐田要在不到三年內(nèi)降低24%的成本,這些都是跟數(shù)字化轉(zhuǎn)型有關(guān)。如果你想降本5%-10%,你可以去改變供應鏈,改變運營模式,但是如果你想要降本20-30%,那你必須要把運營的方式徹底的改變,數(shù)字化轉(zhuǎn)型在這方面就扮演著非常重要的角色。
我相信在中國對于典型的主機廠,如果實現(xiàn)了數(shù)字化的轉(zhuǎn)型,每年能因此節(jié)約1億人民幣,只要往前踏出一步就可以達成這個目標,下面我給大家講一講如何實現(xiàn)。
首先退回一步來講,現(xiàn)在新車型是如何開發(fā)的,從設計一路到量產(chǎn),很多的部門和很多的供應商都需要共同的合作,但他們有的時候并不是像我們想象的那樣合作,因為每個部門都有自己行事的方式,每個部門都有自己KPI和關(guān)鍵期考核目標,所以整個組織是有一種分裂的現(xiàn)象,都被分開成不同的割裂的獨立的部門,每個部門都使用不同的工具。比如說設計構(gòu)思的時候,在工程概念和制造概念,包括在沖壓的過程中,他們可能使用的是不同的軟件來改進他們的制造流程。其他部門又可能使用另一個不同的軟件,不同的設計的原則。
另外在工廠,車間工人們也有不同工具,依賴自身的經(jīng)驗,介于工具的多樣性和不統(tǒng)一性,他們沒有辦法緊密的合作,他們說的是不同的語言,不能彼此去學習,他們也不彼此分享信息。所以目前我們要做的是什么呢?我們希望我們那些具有天賦的工程師所構(gòu)思的理念能很好的傳達給不同的部門,不被白白浪費。
其實現(xiàn)在確實是有很多可以優(yōu)化的潛力,我們現(xiàn)在沒有拿到最好的設計,我們并沒有讓這個事情以最高的效率去做成。其實我們可以以一個更好的方式,更系統(tǒng)化的方式去溝通。
像采購部門其實是可以利用一定的信息,也就是技術(shù)部門的信息。對于項目管理者拿到的也是不同的數(shù)據(jù),不同的格式,不同的語言,他們說的其實都是同一回事,但是不知道應該聽什么,有很多矛盾的地方,所以要想一想,我們在一個公司開始設計這個車型的時候,到底怎樣行事一致?我們希望把部門之間的壁壘打破,我們希望能夠建立起聯(lián)系。
好,我就給大家介紹三個例子,看我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)這一點。我們要遠離傳統(tǒng)工作流程,變得更敏捷,敏捷性這個詞我們現(xiàn)在常常會聽到,大多是在軟件和銷售這塊,但是如果我們想一想車身的制造,我問一下自己,我們到底能夠?qū)崿F(xiàn)怎樣的敏捷性?
我相信有三方面。第一個,我們希望能夠快速獲得反饋,而且能夠快速優(yōu)化工藝流程。第二個,我們希望能夠關(guān)注最終結(jié)果,第三,我們希望能夠有跨職能部門和自我管理的團隊。在每一點我都會給大家舉一個例子,看我們?nèi)绾芜_到目的。
第一個案例,我們?nèi)绾慰焖俚膶崿F(xiàn)優(yōu)化工藝流程?看一下現(xiàn)在是如何開展一個汽車項目的,首先是通過虛擬仿真設計的流程,做出一些改變并不是什么難事。最后我們轉(zhuǎn)為實物,我們要去投資,要去制造一些工具,包括沖壓,設置焊接機器人,每一個環(huán)節(jié)如果想做一點改變都是成本非常高的。那么我們?nèi)绾文軌蚩刂撇?yōu)化成本和風險,這是非常重要的。我們希望能夠在早期仿真階段的設計和工程過程中希望能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化,因為這個時候做變化是比較容易的。
有一個日本的整車廠,出于保密的原因,這里需要匿名。這個主機廠建立起了一個團隊,這個團隊叫做價值工程團隊,他們希望能夠在維持客戶價值的同時迅速的降本。當我們有一個新的設計,看一下這個零部件和總裝如何能夠保證各環(huán)節(jié)的質(zhì)量。比如說在一個零件上面是用鋼制的部件,還是鋁制的部件,我們要看看不同材料零部件的潛力,是自己制造還是從外部采購,這其中我們還要考慮整個制造的流程和尺寸以及相關(guān)的制造難點等等。
我們要想一想,是用怎樣的沖壓方法,用怎樣焊接的工藝呢?包括在哪個環(huán)節(jié)和哪個點上做工藝加工呢,最后都要考慮質(zhì)量、時間和成本,同時我們不希望在質(zhì)量上有任何的妥協(xié),并保證在尺寸上面的精確性,當然我們還希望能夠盡量的節(jié)約時間,盡可能的去降本,希望能夠減少板材的尺寸、厚度,我們希望能夠優(yōu)化整個生產(chǎn)的流程,避免非常復雜的環(huán)節(jié)實現(xiàn)降本,最后希望這個好的設計快速的實現(xiàn),在量產(chǎn)的時候不讓它成為我們頭疼的事情。有的時候在生產(chǎn)過程中會有振動噪聲等等,我們都要考慮進去。
我們和這個日本主機廠一起做了這個項目,就是這個鋁制件。這個零件一開始預估價格是10.75歐元,我們在不同情景下運算了多次模擬情況。在工藝和設計上作出了多次修改以進行優(yōu)化。我們還考慮了板材的厚度、半徑和開孔的高度,不同組合的數(shù)據(jù)模擬最終幫助我們找到了最佳的結(jié)果。
經(jīng)過我們的優(yōu)化之后,在減重方面實現(xiàn)了7%,最后材料成本從6歐元減到5歐元,節(jié)約了16%,這就是因為零部件的數(shù)量比較多,所以成本減少是非常好的。為什么這個團隊叫做價值工程團隊呢?是因為他能夠很好的去優(yōu)化,包括在時間、質(zhì)量、成本上面。
第二個例子,來自一家德國的主機廠。最開始他們使用的是傳統(tǒng)的方式,比如說在總裝過程中,我們就對單獨的零件進行優(yōu)化,包括在工具上面和沖壓上面都是做了不同零件的優(yōu)化,幾輪之后他們拿到了非常優(yōu)質(zhì)的零件,最后在車間進行總裝的時候,把這些完美的零件組裝在一起,卻沒有辦法實現(xiàn)完美的總裝。還有很多的頭疼問題,所以裝配沒有達到預設的目標。
模擬顯示的優(yōu)質(zhì)零件并不等于優(yōu)質(zhì)的裝配,但是通過傳統(tǒng)的裝配方式并沒有達到最佳目標。我們做一個對比,可以把補償?shù)膬?nèi)接進行移動或許可以朝不同的方向/位置不斷地試錯,這其中涉及到大量的工作,因為整個工藝鏈上可能中間會有失效或失敗,所以是很花精力的。
可以看一下我們跟主機廠試點的項目所采用的新方式,我們從結(jié)果開始,從后向前,做了一個仿真的零件,然后我們就可以開始進行裝配。當然我們是進行了仿真和模擬的,在AutoForm有一個新的項目,基于這樣的裝配,主要的零件有哪些,幾何體做哪些改變才能達到裝配,這是逆向的工程,是我們新的裝配目標,希望實現(xiàn)不同的零部件的幾何體達到最完美的裝配,這就是我們的逆向工程,而且是非常有效果的。
通常主機廠需要大約一年時間進行試模,現(xiàn)在我們可以將整個周期縮短六個月的時間,一開始是要十二個月時間,而現(xiàn)在我們減少了兩個循環(huán),比如說裝配試點的循環(huán),還減少了零件設置的循環(huán),所以大大縮短了時間和過程。
另外我想講一下跨部門職能的協(xié)作,我們希望打破孤島式的做法,比如說同一個平臺上進行數(shù)據(jù)共享,讓大家能夠協(xié)作起來,一個層面是從工裝到?jīng)_壓到裝配到車身車間等等這些需要進行協(xié)同的效應。更為重要的一點,我們需要把工程設計跟車間連接起來,協(xié)作起來,所以我們就打造了數(shù)字化工藝的模型,我們需要考慮實際世界中會有什么樣的約束條件,比如說工程設計必須要知道生產(chǎn)過程中的實際局限和約束是什么,并且我們在車間的數(shù)據(jù)需要采集和分享,我們才能夠做成一個指南,指導我們后面一步一步進行操作,并且得到反饋,知道實際工裝以及幾何體的數(shù)據(jù),這是在制造過程中跟工程設計之中需要這樣的協(xié)作,所以我們有一個數(shù)據(jù)界面可以打破這樣一種界限來進行共享。
同樣的原理可以用在車間,我們需要了解壓機力是多少,確保有同樣的環(huán)境,同時我們需要進行測量衡量,并且要做相關(guān)的檢查和檢測,這些都是需要進行協(xié)作和合作的。在我們車間,比如說這個上面我們講到了同樣的原理,在今天上午演講中都說到了3D,實際裝配的尺寸,我們需要有這些數(shù)據(jù),包括3D測量的數(shù)據(jù)可以幫助我們非常有效的,把我們工廠和車間有效的結(jié)合起來。
第三個例子,這是我們的團隊在中國的例子,這里我們強調(diào)的是跨職能部門的重要性,有軟件團隊,可以看到我們軟件工程師也要到車間了解現(xiàn)場情況,這樣才能有效的結(jié)合工程和車間。還有DS X83鋁引擎蓋的內(nèi)部和外部,這個工裝車間在成都,我們一起做設計做概念的驗證,同時一起做設置以及后續(xù)工程設計的執(zhí)行都是有很好的協(xié)作。
這就得到了一個非常精準的模型,這是我們數(shù)字工藝的模型,這個模型一定是要完全反映實際的情況,包括材料的特性也要反映在這個模型中,還有可制造性,魯棒性,摩擦學,鈑金,工裝的摩擦等材料特性,還有仿真參數(shù)也要選擇正確,以及我們工藝的參數(shù),同時還有幾何形狀,機床運動學,3D模型,我們要知道這個重力的影響,同時我們要知道這個零件在下一個運作的環(huán)節(jié)上會有什么樣的影響,同時我們也要知道這個工藝的局限性在哪里,需要做相應的評估,同時也要做魯棒性的研究,我們要確保這個工藝不是一次性的,而是這個工藝是穩(wěn)定的,可以用在其他的情況下,包括噪聲和溫度等不同條件下,我們的工藝都需要穩(wěn)定的,同時我們也得到了很好的結(jié)果。
首先我們在虛擬狀態(tài)下,實現(xiàn)很強的幾何體。我們這里做得補償前和后的回彈,可以在虛擬世界做回彈補償,我們在第一和第二次試模中可以進行這樣的補償,確保我們需要的質(zhì)量。我們許多中國模具廠的用戶,他們也需要進行多次試模,尤其是鋁制件,鋁材一開始會帶來一些令人頭痛的問題,一般需要九到十次試模,而現(xiàn)在一兩次就可以得到很好的結(jié)果,可以看到跨部門協(xié)作是非常關(guān)鍵的。
到我演講最后部分,我想要跟大家強調(diào)三件事情。
首先,在演講中強調(diào)了需要快速的反饋以及優(yōu)化工藝流程,這就需要通過價值工程,需要我們進行虛擬的優(yōu)化循環(huán)來實現(xiàn)。
第二,需要以結(jié)果為導向的方式,所以我們需要優(yōu)化零部件的生產(chǎn),尤其是白車身的裝配。
第三,跨職能部門以及自我管理的團隊,這就需要進行工程設計和車間協(xié)同同步,需要統(tǒng)一的平臺和流程模型來支持。
最后我想要跟大家介紹一下我們自己,很多人對AutoForm有所了解,活動現(xiàn)在我們也遇到了一些合作伙伴。我們是一家軟件公司,可以把我們看作是一個平臺,我們提供大量的知識,從價值鏈的設計到成本到工裝沖壓等每個環(huán)節(jié),我們有一個很強的生態(tài)鏈,業(yè)內(nèi)許多主機廠和供應商已經(jīng)是我們軟件的用戶,所以您可以將AutoForm當作一款行業(yè)內(nèi)較為通用,便捷協(xié)作的軟件。同時我想強調(diào)是,我們有很強的工藝,我們還有超過140人的工程師團隊,我們團隊除了了解軟件,對零部件和裝配工藝也非常熟悉,他們跟主機廠和模具廠有非常緊密的合作,包括在技術(shù)層面和工作流程都非常有經(jīng)驗。
最后請大家一起來思考一下,當我們需要改善哪些KPI,如果大家腦子中有一些想法,可以跟我們交流,我們很樂意跟你們一起交流,實現(xiàn)你們KPI目標。今天看到有這么多人在這里,請大家可以到我們A-3展臺,我們是有一個3D全景展示,線上參會的用戶也可以掃描我們的微信公眾號二維碼,可以跟我們聯(lián)系或者發(fā)郵件跟我們進行交流,謝謝。