IPD:设备设施

百科   2024-10-23 11:45   浙江  

在开发过程中,除了电脑等办公设施,有些开发工作,尤其与测试、验证等有关的开发工作,需要借助专门的设备设施来完成。根据内容或用途的不同,与开发有关的设备设施可分为:办公设施、测量设备、检测设备、试验设施、试制工厂。本节中,笔者就简要谈谈研发中的测量设备、检测设备、试验设施和试制工厂。

一、测量设备

测量设备,顾名思义,就是按照某种原理或方法,用数据来描述观察现象,对观察对象做出量化描述的设备。测量设备,可以根据测量原理的不同,分类为物理测量设备、化学测量设备、光学测量设备,等等;也可以按测量内容的不同,分类为几何测量设别、成分测量设备、金相测量设备,等等。

在采取逆向研发策略的企业,测量设备有着非常重要的作用。比如,借助三坐标、3D扫描测量仪等测量设备,可以获得对标产品几何外形的点云数据;基于所获得的点云数据,可以很快构建出对标产品的3D数字模型;再在3D数字模型的基础上做必要的修改,就可以得到自身产品的3D数字模型。

为了确保测量设备的精确,企业需要对测量设备进行定期校准,并纳入测量系统分析(Measurement Systems Analysis,简称MSA)方法的管控范围进行管理。

二、检测设备

检测与测量,差别在于前者多了个“检”字。与测量设备相比较,检测设备除了要获得检测对象的成分、金相、几何、功能、性能等数据,还需要在相关规格标准或质量要求下,对检测对象的合格与否进行判定。

除了根据检测原理、检测内容进行划分外,检测设备还可以根据是否对检测对象造成破坏,分为有损检测和无损检测,而对检测对象不造成任何破坏的无损检测,是检测设备的主要发展方向。

行业的不同,研发所需的检测设备也不同。以汽车行业为例,研发中常用到的检测设备有:线速检测仪、四轮定位仪、电池检测仪、前照灯检测仪、尾气检测仪、噪音检测仪,等等。

三、试验设施

试验设施是企业进行产品测试和验证的主要工具。

根据试验目的的不同,试验设施可分为原理性试验设施和功能/性能性试验设施。原理性试验设施主要是用于验证某种原理,或者求得参数的线性关系。功能/性能性试验设施用于验证指定功能、寿命及稳定性,也用于获得某种材料、结构的相关参数。

根据试验场地的不同,试验设施可分为台架试验设施和场地试验设施。台架试验设施通常安装在室内或试验室环境中,场地试验设施通常是安装在室外或是模拟使用环境中。

与检测设备不同的是,试验室设施通常要模拟产品或零部件的真实使用场景,且试验的持续时间也较长,尤其是为了验证产品或零部件可靠性,试验的持续时间可能长达数月。

在汽车行业中,常见的试验设施有发动机台架试验室、汽车风洞试验室、汽车碰撞试验室,等等。另外,为了考察汽车整体在不同气候环境下的适应性,还需在高原、高温、高寒等极端地理环境中进行相关试验。

研发中的各种试验,往往周期长、成本高。在产品的测试和验证环节,未来发展趋势是以基于数字模型的虚拟验证尽量替代各种形式的实物性试验。实际上,在汽车行业,正是因为虚拟验证的手段的广泛应用,汽车全新产品的研发周期才能从长达3年以上缩短至18个月以内。

四、试制工厂

在正向研发和产品快速迭代的趋势下,试制工厂(或车间)的作用日益重要。某种程度上,以试制工厂为代表的试制能力,已经成为研发核心能力的重要组成部分。

试制工厂,是按照设计要求将设计方案由图纸转换为实际产品的综合设施,其作用是验证设计的正确性、符合性,并尽可能地暴露出所存在可制造性、可装配、可检测性等各类问题,并为产品的结构和工艺优化提供建议。简言之,试制工厂是验证产品DFX需求的主要手段。

根据试制规模的不同,试制工厂可进行样品(件)试制和小批量生产。在样品试制中,试制工厂根据设计图纸、工艺文件进行产品试制,以检验产品的结构、 性能及主要工艺是否达到设计要求,设计图纸是否正确,进而肯定或进一步校正产品设计。在小批量试制中,试制工厂根据成批生产和大量生产的要求,编制全部工艺规程,设计制造全部工艺装备,然后生产一小批产品,以检验工艺规程和工艺装备是否适应生产的要求,并对产品图纸进行工艺性审查,以便进行必要的校正,为大批量生产做好准别。

试制工厂的生产组织形式是典型的小批量、多品种生产,批量可最小至“1”。因而,在工厂的规划布局和功能安排,试制工厂是典型柔性工、面向客户定制工厂。在工业互联网、AR/VR、自动化等技术的加持下,企业还可把试制工厂建设成智慧互联型工厂。试制工厂的生产组织形式,可参见图7.5的示意:

图7.5  试制工厂生产组织形式的示意

总体上,试制工厂有助于大幅提高产品验证和工艺验证的效率,为产品的批量生产做好充分准备,进而缩短产品的研发周期,确保产品按时上市,是产品开发项目成功的重要支撑,是企业进行智能制造转型的理想“试验田”。

数字化演易
数字化演易,易解数字化 !