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模具行业信息化近况与成长趋向

来历:       时候:  2012-05-28 11:41
        一、媒介
        制作业信息化是增进我国由“制作大国”迈向“制作强国”的关头手艺。不管从国度成长计谋的高度,仍是从企业手艺前进和焦点合作力的角度,正视信息化手艺的研讨与操纵都具备首要的意思。在《国度中持久迷信和手艺成长打算纲领》和《2006-2020国度信息化成长计谋》中,制作业信息化都作为首要标的目的和重点使命赐与了明白的打算。因此,接纳信息化手艺已成为制作业成长的必然趋向。
模具作为制作业的根本工艺设备,其设想制作进程具备怪异性。模具制作企业必须针对这类怪异性,接纳合适的信息化手艺,能力高品质、低本钱地疾速呼应客户须要,设想制作出高水平的模具,在剧烈的市场合作中保管并成长。所谓合适的信息化手艺,便是要将古代信息化手艺(如CAD、CAM、CAE、ERP、MES、CRM等)与模具的设想制作进程慎密连系在一路,经由进程定制开辟或流程再造等体例,构成知足模具制作业须要的信息化手艺。按照信息化手艺特色的差别,可将模具制作业信息化手艺分为两类:一是设想制作进程的信息化手艺,别的一是企业办理信息化手艺。设想制作进程信息化手艺首要处置模具企业外部手艺系统的信息化题目,而办理信息化手艺则是处置办理系统的信息化题目。若将这两类手艺从信息、进程两个方面集成在一路,便可使模具制作企业在全部出产运营勾当中,完成集成的全信息化手艺操纵,从而极大地进步模具制作企业的手艺水平和焦点合作力。
        二、模具设想制作进程信息化手艺近况
        模具企业手艺系统信息化的焦点内容是模具CAD/CAM/CAE手艺的操纵,完成模具设想制作进程的信息化或数字化。
        (一)模具设想制作进程信息化手艺的研讨近况
       CAD手艺包罗两个方面,一因此多少外形和布局设想为首要东西的通用(或称根本)手艺,该手艺可合用于任何行业的设想请求,但因为不具备专业范畴常识,其操纵效力低,对设想职员请求高。别的一是在通用CAD手艺根本上成长起来的面向行业的专业CAD手艺。以后,针对模具设想请求,国际上闻名的CAD/CAM软件厂商纷纭推出了功效完美、操纵便利的公用模具CAD/CAM系统,如Siemens公司的UG(NX)、法国达索公司的CATIA、美国PTC公司的Pro/E、英国达尔康公司的DelCAM 、法国Missler公司的TopSolid、以色列Cimatron公司的CimatronE、日本UNISYS公司的CADCEUS等常常操纵三维设想软件,都有对应的冲压模和注塑模公用设想系统。这些系统为模具设想进程中的每项设想勾当,供给了呼应的功效模块,并将模具设想常识融入这些功效模块,同时还供给了丰硕的模具规范件和典范布局库,可赞助设想职员疾速地完成模具设想使命。这些系统在外洋的模具企业已获得遍及操纵,在我国也有局部企业在操纵。最近几年来,模具行业对CAD/CAM手艺的微弱须要促使国际不少研讨单位和公司针对国际企业的特色,在通用CAD手艺(系统)之上,开辟了面向模具行业的CAD/CAM集成系统,到达了较高的合用水平。如华中科技大学资料成形与模具手艺国度重点尝试室、上海交通大学国度模具CAD工程研讨中间、浙江大学朝阳科技开辟公司、北帆海尔软件无限公司、北京艾克斯特科技无限公司、山大华天软件无限公司、武汉益模软件科技无限公司等。此中,华中科技大学基于UG(NX)研发了笼盖件模CAD系统、注塑模CAD系统,已在春风汽车、北京比亚迪、青岛海信、广东科龙、深圳康佳、深圳群达行、深圳麦斯优联(斯洛模具)、美的模具、广东毅昌等良多公司操纵,获得了杰出的效益,具备必然的行业影响力。
        以后,CAM手艺首要包罗整机数控加工指令天生手艺和假造加工仿真手艺。SIMENS、PTC、达索、Cimatron等软件开辟商在供给CAD手艺同时,也供给CAM手艺,从而在同一的设想模子下完成CAD/CAM无缝集成。为了进步CAM手艺的操纵效力,也有些软件开辟商特地研讨CAM手艺,供给专业的CAM系统,如PowerMill、HyperMILL、WorkNC等。因为专业手艺水平较高,这些系统在CAM方面的表现很是凸起,整机的加工品质和效力都较高,遭到良多企业的喜爱。国际也有相干单位如华中科技大学、北帆海尔公司等,为了降服CAM编程存在的效力低、易犯错、对编程职员请求高的题目,展开了基于常识的主动CAM编程手艺的研讨,以进步CAM编程的效力和品质。近几年跟着柔性加工单位手艺的呈现,CAM手艺也从纯真的数控加工编程扩大到数控加工进程节制。德国的思威公司、美国的3R公司等都开辟了面向柔性加工单位的CAM手艺。
        模具CAE手艺也即成形进程的数值摹拟手艺,它为模具设想进程中的成形工艺设想供给决议打算撑持。在模具设想进程中加强后期的阐发仿真,可尽早展望出可以或许的成形缺点,发明设想存在的题目,从而进步成形工艺和模具布局设想的水平,削减试模的使命量,下降模具制作本钱,延长模具新产物的设想制作周期。以后,国际闻名的注塑成型摹拟软件有MOLDFLOW、 Moldex3D,冲压成形(锻形成形)摹拟软件有DYNAFORM、 PAM-STAMP、 AUTOFORM、 DEFORM等,锻造摹拟软件有CastCAE、ProCAST、SIMULOR等。国际在成形进程摹拟手艺方面的研讨使命已到达国际进步前辈水平,开辟的成形摹拟系统与上述国际闻名软件水平相称。在注塑成型摹拟手艺方面,有华中科技大学的华塑CAE、郑州大学的Z—CAE;在锻造摹拟手艺方面,有华中科技大学的华铸CAE、清华大学的FT-STAR;在冲压成形摹拟手艺方面,有华中科技大学的FASTAMP、湖南大学的板料CAE阐发系统、吉林大学的KMAS等。因为CAE手艺是自力成长的一门手艺,它首要经由进程整机模子的数据互换文件来获得模具设想信息,须要在差别系统间切换,易犯错。为处置这一题目,华中科技大学、吉林大学(大连理工大学)等将CAE系统间接嵌入CAD系统使设想和阐发进程完成了无缝集成。设想职员可间接在CAD系统下完成成形进程的摹拟,并将其间接反应到设想系统;而设想职员对模具的设想点窜又可间接反应到CAE系统停止阐发,极大地简化了设想阐发进程,进步了设想阐发的效力和品质。
       (二)模具设想制作进程信息化手艺操纵近况
       在我国模具制作业中,企业的模具设想制作信息化手艺的操纵水平整齐不齐。从以后相干模具企业的操纵近况来看,模具设想信息化手艺整体可分为以下四个条理:
       1.2D设想为主,3D设想为辅
       该设想体例首要以2D设想软件(AUTOCAD)为设想东西,停止模具的整体打算和布局和整机的具体设想,仅对庞杂的模具型腔停止3D设想。这首要因为型腔外形较庞杂,2D难以抒发清晰;别的,型腔接纳数控加工,须要3D的模子数据。但这类设想体例易犯错,点窜不便利,且考核费事。国际有很大一局部模具企业(出格是冲压模具企业)接纳这类体例停止模具设想。
       2.3D设想为主,2D设想为辅
       该设想体例接纳2D的CAD软件停止打算设想,接纳3D的CAD软件停止模具布局和整机的具体设想,而后将设想成果转换到AUTOCAD软件,出整机图。这类体例可以或许疾速地停止打算设想,终究的模具设想成果直观,可以或许较轻易地发明设想毛病。可是,有些设想职员为了进步设想效力,凡是接纳简化的体例设想模具布局和整机,这致使一些毛病成果不易被发明。因此,接纳这类体例设想,要尽可以或许防止简化。以后,有不少笼盖件模和注塑模企业接纳这类体例停止模具设想。
       3.接纳公用的3D设想软件
        以后,CAD/CAM软件开辟商都供给了呼应的模具设想公用软件。国际已有局部用户操纵这类公用的模具CAD系统停止模具设想,如用NX的MoldWizard设想注塑模,用NX的PDW设想持续模等。也有一些企业,如康佳模具公司、北京比亚迪模具公司、上海赛科利模具公司、美的模具公司等,按照其拟定的外部设想规范,拜托华中科技大学在通用3D CAD软件根本上,定制开辟呼应的设想东西,如塑模的冷却系统和顶出系统设想,笼盖件模的工艺和布局设想等,以进步设想效力,削减犯错。这类设想软件包罗了大批的模具设想常识,削减了设想职员沉重的廉价值的反复“外型”使命,设想成果的精确性和设想效力都获得大幅度地进步。
        4.协同设想
       这类设想体例是在3D CAD软件手艺撑持下,多人协同完成一副模具的设想使命。它不只可极大地进步设想效力,且可充实操纵设想职员资本。别的,因为设想常识被很好地保管在全部系统中,设想职员的散失对企业的设想勾当影响也较小。但这类设想体例对企业的设想规范、规范化水平、设想办理水平请求都较高。国际富士康的模具厂根基完成了协同设想,康佳模具公司也局部完成了这类设想情势。
在CAM手艺操纵方面,因为数控加工机床已成为模具的根基加工设备,因此,CAM手艺在国际已很是进步。只是大都企业接纳野生编程,编程品质和效力依靠编程职员的经历,良多企业常常会因编程题目,呈现加工品质不知足请求或致使碰刀变乱,形成华侈。以后,已有良多企业起头正视操纵假造仿真手艺摹拟加工进程,以发明编程可以或许存在的题目;正视优化编程手艺,以进步加工效力和品质。
       成形进程摹拟手艺对进步模具设想品质、削减试模次数的感化已遭到模具企业的存眷。国际虽有良多企业购买了呼应的摹拟阐发软件,但摹拟阐发并不作为设想进程中必须的流程加以规范操纵,加上成形进程摹拟阐发须要用到特地的常识,而把握这方面常识的人材又较缺少,致使局部模具企业的摹拟阐发软件成为摆设。今朝,独一办理规范、职员本质较高的大型笼盖件模具和注塑模具企业周全接纳了CAE手艺。在某些模具企业,依然存在设想职员信任经历、不放在眼里摹拟成果的景象。
        三、模具企业办理信息化近况
       所谓企业办理信息化,便是接纳计较机手艺对企业出产运营进程的人、财、物、勾当(设想、制作)等停止办理,包罗运营办理、财政办理、物料办理、出产办理、企业资本办理、产物开辟办理、办公办理等,以进步办理水平和效益。针对这些办理成长了一系列手艺,如企业资本打算(ERP)、名目办理(PM)、客户干系办理(CRM)、供给链办理(SCM)、制作履行系统(MES)等。
       (一)模具企业办理信息化手艺研讨近况
       模具企业作为定单型单件出产企业,其范围普通较小,属于中小型企业,出产运营勾当中所接洽干系的资本、物料、财政、职员及构造布局等都绝对简略。可是,定单的随机性、设想制作进程的不肯定性、试修模的静态多变性致使模具企业的出产打算庞杂多变,出产进程难以节制,因此,出产办理信息化成为模具企业办理信息化的关头。国际外一些闻名的信息化办理系统如SAP、用友、金蝶等是基于MRPII思惟开辟的,难于处置模具企业出产进程中呈现的题目。今朝,很少有模具企业可以或许操纵这些系统来办理出产。为此,国际外一些研讨机谈判公司,针对模具企业的特色,开辟了公用的模具企业信息化办理系统。这些系统凡是因此模具出产进程办理为根本,集成了定单办理、物料办理、资本办理、职员办理等。如日本不二精机开辟的模具企业办理系统,首要因此其模具企业的模具出产办理情势为根本开辟的,可对模具企业从接定单到托付模具的全部进程停止办理,并可及时检查出产进程中的各类相干信息,从而对出产进程停止节制。今朝,该系统在国际首要经由进程代办署理停止发卖和办事。法国Sescoi公司开辟的workplan是针对定单型制作企业研发的办理系统,首要处置定单型出产企业的出产打算办理题目,也合用于模具企业,已起头在国际发卖。在国际,虽然环绕模具企业办理特色展开办理信息化手艺研讨使命的单位较多,如华中科技大学、山东大学、广东产业大学、大连理工大学、郑州大学等,但已推出贸易化系统并外行业获得操纵的首要有武汉益模软件科技公司、深圳伟博思公司、宁波海迪公司等。武汉益模软件科技公司是专业开辟模具企业办理信息化系统的公司,针对模具出产特色开辟了Eman模具出产办理系统,可办理从企业接定单到最初托付模具的全部进程,包罗定单办理、资本办理、设想办理、制作工艺办理(CAPP)、物料办理、出产办理、静态优化调剂办理等,并可按照出产停顿环境优化出产调剂,以节制模具托付期。Eman系统已在国际近100家模具企业获得操纵,获得了杰出的成果。深圳伟博思公司是我国较早展开模具企业办理系统研讨与开辟的单位之一,其推出的I-M3系统,可对模具企业的全部出产进程,包罗定单办理、物料办理、资本办理、出产办理、财政办理等停止办理,在国际也有不少的用户。
        (二)模具企业办理信息化手艺操纵环境
        模具出产进程难以节制、模具托付期难以保障是一向搅扰模具企业的办理瓶颈。跟着模具市场合作的日益剧烈,我国大大都模具企业已深入熟悉到接纳信息化手艺晋升企业办理水平的首要性。可是,因为企业的办理水平、职员本质和对办理信息化认知水平的差别,企业办理信息化的操纵水平也存在很大的差别,首要可分为以下三类。
       1.单位办理手艺的操纵
        国际大大都模具企业的办理信息化逗留在单位办理手艺的操纵上,首要包罗办公办理、定单办理、财政办理、物料办理、职员办理等。这些办理信息化手艺不须要全员到场,因此实行操纵绝对简略。但仅操纵这些办理信息化手艺并不能处置企业面对的出产办理的焦点题目。
       2.实行了全进程办理信息化,但成果不较着
       以后,国际有局部企业为了进步企业的办理水平,对全部进程实行了信息化办理,却不起到应有的成果,办理信息化系统处于半瘫痪或瘫痪状况。形成这一成果有企业自身缘由,如企业自身的办理根本较差,接纳作坊式出产情势,无规范的工艺办理,办理履行力不够,缺少把握信息化手艺的人材等;也有供给办理信息化手艺办事商的缘由,如在信息化手艺实行进程中未能很好地领会企业须要,不能针对企业特色停止定制开辟,不能对企业实行操纵进程中碰到的题目给出对应的处置打算,未能为企业实行流程再造供给征询办事等。
        3.实行了全进程办理信息化,获得明显成果
       国际一些办理根本杰出、职员本质较高、对办理信息化具备较深入懂得的模具企业,如一汽模具、天汽模具、国盛紧密模具、海尔模具、格力大金模具、上海赛科利、美的百年科技、宁波双林模具等实行了全进程的信息化办理,包罗定单办理、物料办理、制作工艺办理、出产办理、资本办理、打算办理等,极大地进步了企业的模具制作品质和模具的定时托付率,模具制作本钱也获得有用的节制。这些企业之以是可以或许胜利实行全进程的办理信息化手艺,关头是其自身的办理根本好,职员本质遍及较高。在实行办理信息化之前,模具的全部制作进程完成了整机化出产,具备规范的工艺办理和杰出的流程办理情势,且企业的履行力强,高层带领充足正视,并有特地的步队担任与办事商对接,以保护全部系统的一般运转和完美。
        整体上,我国模具企业办理信息化手艺操纵水平还绝对较低,须要进一步加强面向模具行业办理信息化手艺的研讨开辟使命、人材培育使命和推行操纵的使命。
        四、模具行业信息化手艺成长趋向
        跟着收集手艺、计较机手艺、制作手艺的疾速成长,制作业信息化手艺的内在也在不时丰硕,新的手艺不时出现。模具制作业信息化手艺将首要朝以下几个标的目的成长:
1.设想制作进程的全三维无纸化
       受现有制作办理情势的限制,大都模具企业都是经由进程图样对模具整机的加工进程停止办理。这就使得模具企业在完成模具的三维设想后,还须要破费50%的设想时候停止二维工程图的绘制。现实上接纳二维工程图的体例办理模具整机的制作进程,首要是为了标注加工请求,这是传统的二维设想体例遗留上去的。若是间接在三维设想模子上标注设想和加工请求,并经由进程PDM系统对设想模子停止办理与保护,制作局部便可经由进程PDM系统间接获得设想模子停止加工工艺的体例与工件的加工,完成设想制作进程的全三维无纸化,进步设想制作效力和品质。
       2.设想制作进程的智能化
      以后,模具的设想制作进程首要依靠设想制作职员的经历,设想制作的品质和靠得住性一视同仁。完成设想制作进程的智能化,便是要削减对人的依靠,以进步模具设想制作的靠得住性和品质,延长设想制作时候。而完成设想制作进程智能化的关头,是要基于常识工程的体例,研制开辟出基于常识的模具设想制作系统。该系统不只可在设想制作职员的指点下完成模具设想制作进程中的首要使命,还可在这一进程中,经由进程自进修完美并丰硕所具备的常识,使系统的能力不时加强;同时该系统还能将摹拟仿真手艺无缝地集成在一路,展望设想制作存在的缺点,优化模具的设想与制作,从而进步模具设想制作的靠得住性。
       3.全流程信息系统的协异化
      模具企业从接定单到最初的模具托付,各项勾当间存在着相互限制。若是各系统以“孤岛”的情势相互自力操纵,必将致使各局部间条块朋分,各勾当间不持续,下降效力。只需全部进程中的相干勾当所操纵的信息化操纵系统协同使命,能力获得杰出的成果。这就必须从全流程的角度完成这些系统的信息集成和同享,并经由进程流程办理手艺完成全部进程的节制与优化,从而使企业的各个局部可以或许并行协同地完成模具设想制作使命,到达效益最大化。
       4.出产进程的主动化
       曩昔,主动化出产手艺首要是针对批量出产型或流程出产型企业而言的。可是跟着数控加工手艺的成长,出格是柔性加工单位手艺的逐步进步操纵和节制和信息收罗手艺的成长,单件小批量、多种类出产型企业接纳主动化出产手艺同样成为可以或许。只需在模具设想规范化、模具制作工艺规范化等方面成立杰出的规范系统,并接纳大范围客户化定制设想制作手艺、物料的主动化传输手艺、柔性加工单位手艺、加工现场数据及时收罗手艺、工件主动装夹手艺等,模具制作企业就有可以或许完成主动化出产(或局部的主动化出产)。从模具制作业的特色来看,专业化水平较高的模具企业出格合适实行主动化出产手艺,外洋已有专业出产手机模具的企业完成了主动化出产,获得了杰出的成果。接纳主动化出产手艺将极大地进步模具制作品质和效力,可以或许疾速地呼应客户须要并获得范围经济效益。它转变了传统的模具制作情势,是模具制作业的一场反动。
        5.模具企业的数字化
       数字化模具企业的根基特点便是从企业接单到托付模具的全部进程都完成了全部字化的设想、制作与办理,且制作进程具备主动化的特点。它将引领模具制作业的成长,成为高品质、高效力的代表。完成上述“四化”的模具企业,将为终究成为数字化的模具企业奠基杰出的根本。
    〔撰稿人:华中科技大学资料成形与模具手艺国度重点尝试室李建军、王华昌〕
 

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