Phát triển sản phẩm có lịch sử liên quan đến hai quá trình phân chia: đầu tiên, thiết kế một sản phẩm và sau đó sản xuất nó. Việc sử dụng các công cụ thiết kế (CAD) và các công cụ lập trình gia công CNC (CAM) riêng biệt tạo ra một rào cản giữa thiết kế và sản xuất, dẫn đến các vấn đề về chi phí, thời gian và chất lượng. Ví dụ: sự thay đổi thiết kế dẫn đến gián đoạn sản xuất. Bằng cách sử dụng giải pháp tích hợp CAD CAM, bạn có thể khắc phục các sự cố liên quan đến việc ngắt kết nối truyền thống giữa thiết kế và sản xuất. Với nền tảng CAD CAM tích hợp, bạn có thể giảm thời gian chu kỳ, kiểm soát chi phí và cải thiện chất lượng, tăng cường quan hệ trong phát triển sản phẩm.
Tích hợp thiết kế thông qua quá trình sản xuất
Các nhà sản xuất phải đối mặt với những thách thức cạnh tranh khốc liệt trong nền kinh tế toàn cầu ngày nay. Bất kể ngành nghề mà bạn hoạt động là một tổ chức sản xuất, bạn phải liên tục phát triển các sản phẩm mà khách hàng của bạn muốn mua, sản xuất các sản phẩm đó một cách hiệu quả và bán thành công với giá thành công. Nói tóm lại, áp lực cạnh tranh buộc công ty của bạn liên tục tạo ra sự đổi mới, hiệu quả và năng suất cao hơn.
Những mục tiêu không ngừng đó là những động lực thúc đẩy những tiến bộ công nghệ trong phát triển sản phẩm, và không nơi nào rõ ràng hơn việc tích hợp thiết kế thông qua quá trình sản xuất. Cho đến gần đây, các nhóm thiết kế và sản xuất sản phẩm thường hoạt động như các chức năng và tổ chức riêng biệt. Cho dù họ đang gia công các chi tiết, phát triển đồ gá, hoặc chế tạo khuôn, kỹ sư sản xuất, thợ máy và nhân viên sản xuất thường không tham gia vào việc phát triển sản phẩm cho đến khi thiết kế được phát hành để sản xuất bởi kỹ sư thiết kế.
Việc chuyển đổi phát triển sản phẩm từ thiết kế sang sản xuất hầu như luôn là sự chuyển giao dữ liệu thiết kế và công cụ 3D và các bản vẽ 2D liên quan. Bởi vì các nhà thiết kế và kỹ sư sản xuất sử dụng các công cụ khác nhau để xử lý dữ liệu thiết kế – một người sử dụng phần mềm CAD để thiết kế sản phẩm và người kia sử dụng ứng dụng CAM để tạo đường dẫn công cụ và khuôn máy – việc chuyển giao thường không được suôn sẻ, yêu cầu nhập dữ liệu và chuyển đổi. Hơn nữa, một khi bàn giao được thực hiện, một bức tường ảo về mặt giao tiếp có thể xen vào giữa thiết kế và sản xuất. Thiếu giao tiếp này là vấn đề cơ bản mà nền tảng CAD CAM tích hợp giải quyết.
Bài viết này sẽ khám phá cách giải pháp tích hợp CAD CAM có thể giúp bạn thống nhất thiết kế thống nhất quy trình thiết kế và lợi ích của việc thực hiện.
Giải pháp tích hợp CAD CAM là gì?
Nó là một giải pháp CAM sử dụng hệ thống CAD làm công cụ hình học trực tiếp trong cùng một hệ thống. Thay vì nhập hoặc chuyển đổi CAD, hoặc một số định dạng dữ liệu khác, chẳng hạn như IGES hoặc STEP, nền tảng CAD / CAM tích hợp thực hiện các hoạt động CAM trên chính CAD, cung cấp đầy đủ một cửa sổ, kết hợp hai chiều giữa ứng dụng CAM và ứng dụng hai chiều hệ thống CAD. Tiến bộ công nghệ này cung cấp nhiều lợi thế có thể giúp bạn tăng năng suất, kiểm soát chi phí và giải quyết các vấn đề về sản xuất.
Sự tích hợp của CAD và CAM
Để hiểu được lợi ích tiềm năng của nền tảng CAD CAM tích hợp, sẽ rất hữu ích khi đối chiếu các quy trình công việc liên quan đến cách tiếp cận truyền thống, tuần tự, không tích hợp để thiết kế thông qua sản xuất so với quy trình hợp tác, đồng thời được thực hiện bởi CAD CAM tích hợp nền tảng. Mỗi phương pháp sẽ được kiểm tra chi tiết cho cả các bộ phận đúc và gia công.
Cách tiếp cận không tích hợp
Sử dụng các hệ thống CAD và CAM không được tích hợp đầy đủ, công việc giữa thiết kế và sản xuất là không rõ ràng, bàn giao tuần tự dữ liệu thiết kế, với mỗi lần lặp lại tiếp theo xảy ra muộn trong quá trình, thêm chi phí tiềm ẩn và chậm trễ. Sau khi một thiết kế được phát hành để sản xuất, nhân viên sản xuất phải nhập, chuyển đổi dữ liệu thành một công cụ để họ có thể làm việc để lập trình các đường chạy dao để gia công một chi tiết hoặc khuôn. Nếu có các vấn đề về hình học thiết kế, chi phí vật liệu hoặc khả năng sản xuất, chúng phải được chuyển lại cho kỹ sư thiết kế để giải quyết và quá trình lặp lại.
Những loại vấn đề này thường không được phát hiện cho đến sau khi tạo ra dụng cụ và bắt đầu sản xuất, dẫn đến phế liệu và làm lại tốn kém. Ngoài ra, khi phát hiện sự cố, các lần lặp tuyến tính bổ sung giữa thiết kế và sản xuất thường là cần thiết để giải quyết vấn đề và các giải pháp mà họ sử dụng đôi khi đạt được như một vấn đề cấp bách – để tránh lặp lại nhiều hơn và công việc bận rộn – thay vì chất lượng. Trong trường hợp các chi tiết đúc, cần có các bước tuyến tính bổ sung để tạo khuôn mẫu, đế khuôn và chèn khuôn. Một lần nữa, bất kỳ lần lặp lại tiếp theo nào cần thiết để giải quyết hiệu suất khuôn – chẳng hạn như các vấn đề về phác thảo, đòi hỏi rất nhiều công việc bổ sung để lặp lại giữa thiết kế và sản xuất. Thậm chí đột phá hơn là thay đổi thiết kế hoặc đơn đặt hàng thay đổi kỹ thuật (ECO) xuất phát từ thiết kế sản phẩm, đòi hỏi các hoạt động sản xuất phải bắt đầu lại từ đầu.
Cách tiếp cận không tích hợp để thiết kế thông qua sản xuất có một số nhược điểm – quan trọng nhất là tăng khả năng không chính xác. Bất cứ khi nào bạn phải chuyển đổi, dịch hoặc nhập dữ liệu – chuyển từ định dạng dữ liệu này sang định dạng dữ liệu khác – sẽ có cơ hội xảy ra lỗi cũng như thiếu tài liệu về các thay đổi thiết kế được thực hiện vì lý do sản xuất không bao giờ quay trở lại thiết kế sản phẩm.
Thứ hai, việc thiếu tích hợp thêm thời gian ở hầu hết mọi bước. Thay đổi thiết kế và ECO tạo ra sự chậm trễ kéo dài vì lập trình sản xuất phải được làm lại, và thông tin về dung sai và kích thước phải được cập nhật thủ công. Trong trường hợp phát triển khuôn, việc lặp lại khuôn mẫu không cần thiết thường được yêu cầu để giải quyết các vấn đề về hiệu suất.
Thời gian là tiền bạc và tất cả thời gian lãng phí này làm tăng thêm chi phí cho sản xuất và thu hẹp lợi nhuận. Mức độ cao của phế liệu, làm lại và thay đổi dụng cụ đại diện cho tiền bị mất. Làm việc với các công cụ không tích hợp không chỉ tạo ra rào cản trong giao tiếp, nó còn bổ sung các yêu cầu đào tạo và chi phí bảo trì bổ sung.
Như đã đề cập trước đó, cách tiếp cận không tích hợp để thiết kế thông qua sản xuất cũng có thể dẫn đến thiếu sự tương tác lành mạnh giữa nhân viên thiết kế và sản xuất. Rào cản truyền thông được nêu lên bằng cách làm việc trong các hệ thống khác nhau tạo ra các silo tổ chức riêng biệt, mỗi silo đều bảo vệ lãnh thổ của chính nó và hạn chế sức mạnh của sự hợp tác và làm việc theo nhóm.
Cách tiếp cận không tích hợp để thiết kế thông qua sản xuất thêm thời gian và chi phí không cần thiết liên quan đến các rào cản giao tiếp và lặp lại trong quá trình.
Nhược điểm của công việc CAD/CAM không tích hợp:
- Rào cản trong việc chuyển đổi dữ liệu
- Không đảm bảo độ chính xác của dữ liệu
- Thiết kế đồng thời có thể bị cản trở
- Tốn thời gian
- Đắt tiền để duy trì và đào tạo
Làm thế nào giải pháp tích hợp CAD CAM giúp cải thiện quá trình sản xuất trong doanh nghiệp?
Bằng cách sử dụng nền tảng CAD CAM tích hợp, công việc tuần tự, tuyến tính với xác suất cao của các lần lặp tốn kém, tốn thời gian ở phía sau trở thành một quy trình hợp tác, đồng thời với nhiều tương tác hiệu quả, kịp thời. Yếu tố quan trọng làm cơ sở cho thiết kế cải tiến này thông qua công việc sản xuất là định dạng dữ liệu phổ biến và giao tiếp có giá trị mà nó tạo điều kiện. Một hệ thống CAD CAM tích hợp cung cấp một mô hình hỗ trợ cả chức năng thiết kế và sản xuất thay vì có các định dạng khác nhau, nhiều bản dịch/chuyển đổi dữ liệu và các mô hình CAD và CAM khác nhau.
Mô hình mô hình đơn này phá vỡ các rào cản giao tiếp giữa thiết kế và sản xuất. Làm việc với cùng một dữ liệu tương tự như nói cùng một ngôn ngữ. Với các công cụ phổ biến trong tay, các kỹ sư thiết kế và sản xuất có thể lặp lại trong quá trình phát triển, trước khi tạo ra công cụ, chi phí phát sinh và phế liệu được sản xuất. Các phép lặp đã từng tiêu tốn thời gian và duy trì sản xuất giờ đây có thể diễn ra nhanh hơn, như là một phần của quá trình phát triển và không có các thao tác dữ liệu lặp đi lặp lại.
Nhân viên sản xuất có thể tạo ra các đường dẫn công cụ song song với thiết kế thay vì thực tế, vì vậy, việc sản xuất được chuẩn bị một khi thiết kế được phát hành. Bởi vì cả các kỹ sư thiết kế và sản xuất đều làm việc từ cùng một mô hình rắn, tất cả các thay đổi và cập nhật thiết kế sẽ tự động lan truyền đến tất cả các đường dẫn và bản vẽ công cụ liên quan, chuyển đổi các thay đổi thiết kế và ECO từ các cam kết tốn kém, tốn thời gian và tốn kém sang các bước đơn giản để cải thiện chất lượng của sản phẩm và sản xuất của nó.
Cách tiếp cận hợp tác, hợp lý hơn này thúc đẩy kiến thức và kinh nghiệm của các chuyên gia sản xuất ngay từ đầu, khi đầu vào của họ có thể đóng góp đáng kể nhất bằng cách xác định và giải quyết các vấn đề về chi phí và sản xuất tiềm năng. Nó cũng giúp các nhà thiết kế và kỹ sư sản xuất làm việc chặt chẽ hơn với nhau, hiểu rõ hơn về quan điểm của nhau và cuối cùng là sự phát triển chuyên nghiệp có thể truyền cảm hứng cho những ý tưởng mới và sự đổi mới.
Lợi thế của công việc CAD/ CAM tích hợp
- Data translations are avoided
- Độ chính xác của dữ liệu được bảo mật
- Thiết kế đồng thời được xúc tiến
- Ít thời gian hơn so với xuất / nhập
- Ít tốn kém hơn – hệ thống ít hơn
Các lợi ích của giải pháp tích hợp CAD CAM
Công việc đồng thời, hiệu quả có thể thực hiện được nhờ nền tảng CAD / CAM tích hợp có thể tạo ra mức tăng năng suất đáng kể giúp rút ngắn chu kỳ sản xuất, giảm chi phí sản xuất và cải thiện chất lượng sản xuất và sản phẩm. Các thông số cụ thể giúp tiết kiệm thời gian, giảm chi phí và cải thiện chất lượng được trình bày chi tiết dưới đây:
THỜI GIAN
Chất lượng được cải thiện: Làm việc với một mô hình và định dạng dữ liệu duy nhất mà không cần nhập, dịch hoặc chuyển đổi dữ liệu, giúp loại bỏ các lỗi, duy trì mức độ chính xác cao và giảm thiểu độ trễ liên quan đến lỗi thiết kế.
Loại bỏ lãng phí: Truy cập dữ liệu thiết kế theo một định dạng dữ liệu đơn giản và đơn giản, loại bỏ các chuyển đổi/bản dịch và nhu cầu cập nhật bản vẽ và đường dẫn công cụ liên quan khi thay đổi được thực hiện.
Loại bỏ sản xuất lại: Giải quyết thiết kế cho các vấn đề sản xuất trước khi sản xuất có hiệu quả hơn so với sau khi thiết kế được phát hành để sản xuất.
Tăng cường hợp tác: Làm việc trong cùng một môi trường hình học 3D tạo điều kiện cho sự hợp tác giữa nhân viên thiết kế và sản xuất, đẩy nhanh quá trình thiết kế để chuyển đổi sản xuất.
Cải thiện xử lý thay đổi thiết kế / ECO: Tuyên truyền thay đổi thiết kế cho mô hình CAD tự động cho tất cả các bản vẽ liên quan và dữ liệu CAM tạo điều kiện và tăng tốc xử lý các thay đổi thiết kế và ECO
Sản xuất hiệu quả hơn: Lặp lại kế hoạch sản xuất như một phần của quá trình phát triển – trước khi sản xuất – dẫn đến thông lượng hiệu quả hơn và ít vấn đề sản xuất hơn.
Cơ hội lớn hơn cho tự động hóa: Làm việc trong môi trường CAD / CAM tích hợp mang lại cơ hội lớn hơn cho việc tự động hóa thiết kế thông qua các quy trình sản xuất, chẳng hạn như tận dụng các bảng thiết kế để điều khiển nhiều cấu hình sản xuất hoặc Giao diện ứng dụng (API) để tự động hóa các chức năng cụ thể.
CHI PHÍ
Thiết kế nhanh hơn thông qua các chu kỳ sản xuất: Tăng tốc thiết kế thông qua các chu kỳ sản xuất giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc.
Xác định sớm các kỹ thuật sản xuất hiệu quả chi phí: Đánh giá sớm các kỹ thuật sản xuất và nguyên liệu hiệu quả chi phí trong quy trình có thể giúp tiết kiệm chi phí đáng kể.
Mức độ phế liệu và làm lại thấp hơn: Giải quyết các vấn đề hình học, chi phí và sản xuất trước dẫn đến mức độ phế liệu và làm lại thấp hơn, tiết kiệm thời gian và loại bỏ các chi phí không cần thiết.
Giảm chi phí đào tạo / bảo trì: Làm việc trong một hệ thống CAD / CAM tích hợp củng cố các yêu cầu đào tạo và bảo trì và các chi phí liên quan.
CHẤT LƯỢNG
Giao tiếp hiệu quả hơn: Hợp tác phát triển sản phẩm thông qua giao tiếp hiệu quả hơn – thay vì coi thiết kế và sản xuất là các chức năng riêng biệt, tuần tự – có thể dẫn đến mức độ chất lượng và đổi mới cao hơn.
Cải thiện độ chính xác: Hoạt động trên một mô hình chung, định dạng dữ liệu và định dạng chung giúp loại bỏ khả năng xảy ra lỗi thủ công có thể ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng.
Ít vấn đề gia công hơn: Lặp đi lặp lại về khả năng sản xuất trước khi một phần của phát triển sản phẩm giảm thiểu khả năng cho các vấn đề gia công khi sản xuất bắt đầu.
Xác định sớm các vấn đề về khuôn: Xác định các vấn đề khuôn – chẳng hạn như không đủ bản nháp, độ dày thành không cần thiết, các vấn đề về khuôn không đủ hoặc các vấn đề parting-line – trước khi sản xuất có thể làm tăng chất lượng và hiệu quả của hoạt động đúc.
Tích hợp CAD CAM đối với SOLIDWORKS CAM
Dassault Systèmes SOLIDWORKS Corporation đã hợp tác với tám đối tác CAM hàng đầu trong ngành để cho phép tám giải pháp CAD CAM tích hợp đầy đủ cho khách hàng của SOLIDWORKS. Được biết đến với tư cách là Đối tác Vàng, các công ty CAM này đã tạo ra các phiên bản đặc biệt của sản phẩm thực sự chạy trực tiếp bên trong phần mềm CAD của SOLIDWORKS, do đó cho phép khách hàng thiết kế và tạo đường chạy dao NC trong cùng hệ thống.
Mối quan hệ này giữa SOLIDWORKS CAD và các công ty CAM đối tác của nó cung cấp quyền truy cập rộng nhất có thể vào giải pháp CAD CAM tích hợp. Ngay cả khi bạn đã sử dụng phần mềm CAD SOLIDWORKS cùng với một trong hệ thống CAM này, bạn vẫn có thể nhận ra nhiều lợi ích nâng cao năng suất bổ sung được nêu trong tài liệu này với phiên bản mới nhất của giải pháp CAM tích hợp.
Ví dụ, các kỹ sư thiết kế và sản xuất có thể tận dụng thiết kế, dự toán chi phí và thiết kế cho các công cụ sản xuất có sẵn trong phần mềm thiết kế của SOLIDWORKS để tạo ra các thiết kế sản phẩm cũng như đồ gá, sản xuất và dụng cụ. Ngoài ra, các kỹ sư sản xuất có thể tạo ra các đường dẫn công cụ cho các bộ phận; sử dụng các công cụ phác thảo để điều khiển các đường dẫn công cụ; chọn vật liệu hiệu quả nhất và quy trình sản xuất cho từng bộ phận; và đánh giá khả năng sản xuất và khả năng tạo khuôn của các thành phần. Hầu hết các thay đổi thiết kế xảy ra trong quá trình thiết kế, không cần phải xuất thiết kế mới và nhập nó vào phần mềm CAM. Do sự cải tiến này, những thay đổi thiết kế đến muộn trong chu kỳ phát triển sản phẩm dễ dàng được sản xuất hơn, dẫn đến một sản phẩm tốt hơn được giao đúng hạn.
Các kỹ sư và nhà sản xuất cũng sẽ có quyền truy cập vào SOLIDWORKS Costing, một công cụ ước tính chi phí tự động, cung cấp các ước tính tự động về chi phí sản xuất cho một bộ phận cụ thể dựa trên môi trường sản xuất cụ thể của nhà sản xuất. Dữ liệu sản xuất cụ thể, chẳng hạn như chi phí nguyên vật liệu, chi phí nhân công, tốc độ máy và thức ăn, và chi phí thiết lập, có thể được nhập vào một mẫu và được sử dụng để tự động ước tính chi phí cho các bộ phận. Sản xuất có thể chia sẻ thông tin này với thiết kế, để trong khi một nhà thiết kế đang phát triển sản phẩm, anh ta hoặc cô ta có thể tự động lấy ước tính sản xuất trong vài giây – chỉ với một cú click chuột – mà không cần rời khỏi phần mềm CAD của SOLIDWORKS.
Phần mềm SOLIDWORKS CAD cũng chứa một loạt các thiết kế cho khả năng sản xuất. Với công cụ SOLIDWORKS DFMXpress, bạn có thể xác định xem có các tính năng thiết kế nào không thể hoặc đắt tiền để sản xuất. Bạn cũng có thể đánh giá các vấn đề về bản nháp, gạch chân và độ dày của tường đối với các bộ phận và dụng cụ đúc, đúc và rèn. Với việc bổ sung phần mềm SOLIDWORKS Plastic, bạn thậm chí có thể mô phỏng và tối ưu hóa các hoạt động ép phun.
Tích hợp CAD CAM hoàn chỉnh mở ra một thế giới mới về khả năng hợp lý hóa thiết kế thông qua quy trình sản xuất. Các giải pháp CAD / CAM tích hợp đầy đủ cho SOLIDWORKS bao gồm:
- SolidCAM: SolidCAM Ltd.
- Mastercam for SOLIDWORKS: CNC Software, Inc.
- HyperMILL for SOLIDWORKS: Open Mind Technologies AG
- VisualMILL for SOLIDWORKS: MecSoft Corporation
- CAMWorks: Geometric Technologies
- BobCAM for SOLIDWORKS: BobCAD-CAM, Inc.
Tăng năng suất, kiểm soát chi phí và cải thiện chất lượng với các giải pháp CAM tích hợp SOLIDWORKS
Hợp lý hóa thiết kế thông qua quy trình sản xuất bằng giải pháp CAD CAM tích hợp thể hiện bước tiến lớn tiếp theo trong phát triển sản phẩm. Để cạnh tranh thành công, tất cả các nhà sản xuất cần tạo ra mức độ đổi mới, hiệu quả và năng suất cao hơn. Phá vỡ rào cản giao tiếp giữa các kỹ sư thiết kế và sản xuất tạo cơ hội cho sự hợp tác và hợp tác hiệu quả. Một giải pháp CAD CAM tích hợp hoàn toàn, trong đó hệ thống CAD đóng vai trò là công cụ hình học và tất cả các hoạt động CAM hoạt động ngoài mô hình CAD ban đầu có thể đóng vai trò là nền tảng cho phép tăng năng suất, kiểm soát chi phí và cải thiện chất lượng.
Với tám đối tác CAM tích hợp khác nhau để lựa chọn, Dassault Systèmes SOLIDWORKS Corporation cung cấp tập hợp tùy chọn rộng nhất, sâu nhất để tích hợp phần mềm SOLIDWORKS CAD với hệ thống CAM hàng đầu. Việc tích hợp này vừa giúp loại bỏ các nhiệm vụ tốn thời gian lặp đi lặp lại vừa mở ra con đường mới về hiệu quả, ngăn chặn chi phí và kiểm soát chất lượng.
Nguồn: SOLIDWORKS DS.
Dịch: ViHoth Corporation
