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現(xiàn)代模具企業(yè)的信息化實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間:2008-9-1 16:13:05 文章來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 點(diǎn)擊:

作者:北汽福田濰坊模具廠 武軍 王奉偉    來(lái)源:CAD世界 現(xiàn)代模具行業(yè)的管理模式是怎樣的,她存在哪些問(wèn)題,需要如何改善?這種管理模式對(duì)信息化有什么需求,是否有相對(duì)明確的需求指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行信息化建設(shè)?模具行業(yè)的信息化實(shí)施普遍存在哪些問(wèn)題,她是怎樣與本行業(yè)的其他信息化項(xiàng)目如何實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通呢?管理信息化工作應(yīng)該如何幫助模具企業(yè)實(shí)現(xiàn)一體化制造?上述問(wèn)題是模具行業(yè)信息化建設(shè)過(guò)程中眾多的決策者普遍遇到的問(wèn)題,那么模具行業(yè)應(yīng)當(dāng)如何解決這個(gè)問(wèn)題呢?我們結(jié)合北汽福田濰坊模具廠信息化建設(shè)情況,探討現(xiàn)代模具企業(yè)的信息化實(shí)現(xiàn)。

一、模具行業(yè)信息化需求

作為典型的離散制造產(chǎn)品,單件、無(wú)重復(fù)性是模具企業(yè)最鮮明的生產(chǎn)特點(diǎn),設(shè)計(jì)、制造之間的并行工程應(yīng)用非常廣泛,設(shè)計(jì)過(guò)程反復(fù)、制造過(guò)程反復(fù)、生產(chǎn)計(jì)劃準(zhǔn)確性差、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳遞易出錯(cuò)等問(wèn)題。特別是由于模具的制造周期長(zhǎng),沉積的數(shù)據(jù)量龐大,如何管理好這些數(shù)據(jù)并保證數(shù)據(jù)的版本是現(xiàn)代模具行業(yè)面臨的一個(gè)課題。

要改善這些管理中的問(wèn)題,保證企業(yè)的順暢運(yùn)轉(zhuǎn),不僅需要先進(jìn)的管理理念,還需要在理順現(xiàn)有管理流程的基礎(chǔ)上,針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行合理的再造,通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理的信息化。

模具行業(yè)的信息化需求與其他行業(yè)基本相同,差別在于模具行業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)的知識(shí)管理、并行的需求以及對(duì)龐大數(shù)據(jù)量的管理:產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)知識(shí)管理的需求;產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)版本管理的需求;設(shè)計(jì)、制造并行的需求;大數(shù)據(jù)量的管理需求;數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨;生產(chǎn)計(jì)劃管理的需求;生產(chǎn)進(jìn)度反饋的需求。

二、模具行業(yè)信息化實(shí)施存在的問(wèn)題及解決方案

在模具行業(yè)信息化應(yīng)用初期,企業(yè)在技術(shù)開(kāi)發(fā)上大量采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)、加工、分析軟件,在管理上也采用了眾多的進(jìn)銷(xiāo)存軟件管理物流,但是這些企業(yè)大部分往往僅在局部實(shí)現(xiàn)了信息化,卻沒(méi)有一個(gè)整體的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中,存在著以下突出問(wèn)題:(1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)大量掌握在設(shè)計(jì)人員個(gè)人手中,不能形成知識(shí)管理;(2)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)版本管理混亂,容易造成人為錯(cuò)誤;(3)設(shè)計(jì)并行、制造并行、設(shè)計(jì)與制造并行之間容易出現(xiàn)協(xié)同失誤;(4)獨(dú)立的管信息系統(tǒng)容易形成信息孤島,造成數(shù)據(jù)傳遞時(shí)出現(xiàn)失誤;(5)生產(chǎn)計(jì)劃和車(chē)間執(zhí)行情況缺乏控制。

對(duì)于上述問(wèn)題,北汽福田濰坊模具廠針對(duì)性的實(shí)現(xiàn)了高度集成的信息化整體解決方案。

北汽福田濰坊模具廠是福田公司設(shè)在山東的一個(gè)車(chē)身開(kāi)發(fā)裝備事業(yè)部,模具的設(shè)計(jì)與制造水平已達(dá)到較高水準(zhǔn),企業(yè)自建廠之初一直將其作為企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要手段。2001年企業(yè)承擔(dān)了國(guó)家863項(xiàng)目《產(chǎn)品及其模具的協(xié)同設(shè)計(jì)與制造》,先后完成了福田模具PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、福田模具CAPP系統(tǒng)、福田模具ERP系統(tǒng),目前正在進(jìn)行MES車(chē)間制造執(zhí)行系統(tǒng)和BI企業(yè)集成信息平臺(tái)的建設(shè)。

1.PDM平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的知識(shí)管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的有效控制

模具產(chǎn)品具有非常鮮明的特點(diǎn),以前的模具開(kāi)發(fā)方式大都沿用順序設(shè)計(jì),遵循“概念設(shè)計(jì)→詳細(xì)設(shè)計(jì)→工藝設(shè)計(jì)→加工制造→試驗(yàn)驗(yàn)證→設(shè)計(jì)修改”大循環(huán),通過(guò)應(yīng)用PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺(tái),可以為企業(yè)搭建一個(gè)協(xié)同、并行的開(kāi)發(fā)環(huán)境。

濰坊模具廠以Teamcenter Engineering系統(tǒng)作為協(xié)同設(shè)計(jì)的集成框架,建立統(tǒng)一的產(chǎn)品信息模型,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息共享,與分布應(yīng)用工具實(shí)現(xiàn)集成,提供了一個(gè)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的環(huán)境。它集數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)管理能力、網(wǎng)絡(luò)的通訊能力以及過(guò)程的控制能力于一體,實(shí)現(xiàn)了在分布式環(huán)境中設(shè)計(jì)和制造活動(dòng)的信息交換與共享,并對(duì)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整和監(jiān)控,支持各子系統(tǒng)協(xié)同工作和資源優(yōu)化配置。

PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺(tái)對(duì)模具開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)通過(guò)項(xiàng)目管理,實(shí)現(xiàn)模具項(xiàng)目組的有效管理;(2)通過(guò)PDM協(xié)同工具,為模具的開(kāi)發(fā)提供完善的并行工作環(huán)境;(3)通過(guò)數(shù)據(jù)封裝,集成不同設(shè)計(jì)軟件和辦公軟件,確保與上下游企業(yè)和協(xié)作企業(yè)的交流;(4)統(tǒng)一完整的數(shù)據(jù)發(fā)布,實(shí)現(xiàn)PDMCAPP、CAE、ERP的有效集成;(5)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)和技術(shù)知識(shí),個(gè)人經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為企業(yè)的知識(shí)——此項(xiàng)應(yīng)用對(duì)于人力資源流動(dòng)頻繁的模具行業(yè)來(lái)說(shuō)意義非凡;(6)可以方便的搭建管理包括客戶要求、設(shè)計(jì)、質(zhì)量、制造、交付的管理信息的集成平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)模具全生命周期數(shù)據(jù)的管理。

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圖1 PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

2.基于PDM平臺(tái)進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)

對(duì)濰坊模具廠來(lái)說(shuō),企業(yè)在實(shí)施PDM系統(tǒng)之前先后兩次推進(jìn)三維實(shí)體設(shè)計(jì)模式,但最后都無(wú)疾而終。隨著PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用,三維實(shí)體設(shè)計(jì)技術(shù)有了依托,企業(yè)模具設(shè)計(jì)輕松實(shí)現(xiàn)了全三維實(shí)體建模技術(shù)。

PDM平臺(tái)上,依照日本三住和三協(xié)標(biāo)準(zhǔn)建立完整的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)——利用UG/part familily快速建立,使用Excel進(jìn)行控制相近拓?fù)潢P(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)件模型,快速生成模具所需要的標(biāo)準(zhǔn)件。標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的維護(hù)工作簡(jiǎn)單、方便,標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)的修改或者標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格的增加,直接修改Excel表格數(shù)據(jù)或者增加行,通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),就可以添加新的標(biāo)準(zhǔn)件。通過(guò)使用完全參數(shù)化的標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫(kù),模具外形關(guān)鍵參數(shù)長(zhǎng)、寬、高尺寸由模具裝配prt文件控制,當(dāng)改變數(shù)學(xué)表達(dá)式中有關(guān)變量的取值時(shí),與之相關(guān)零件模型中的相應(yīng)尺寸標(biāo)注值亦發(fā)生變化,通過(guò)尺寸驅(qū)動(dòng)模塊處理后即可生成新的模型。針對(duì)模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn),應(yīng)用三維實(shí)體設(shè)計(jì)模板,設(shè)計(jì)時(shí)采用相近的三維實(shí)體模板,通過(guò)更改相關(guān)參數(shù)、更換點(diǎn)面,即可快速的設(shè)計(jì)出規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的模具。通過(guò)應(yīng)用PDM系統(tǒng)中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置功能,三維實(shí)體數(shù)據(jù)可以自動(dòng)生成模具結(jié)構(gòu)明細(xì)表。這些應(yīng)用,都是提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效手段。

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圖2 三維實(shí)體建模

3.三維實(shí)體加工提高企業(yè)制造水平

三維實(shí)體設(shè)計(jì)最終的效益體現(xiàn)在加工,濰坊模具廠基于PDM系統(tǒng)開(kāi)展了三維實(shí)體編程,模具泡沫實(shí)型實(shí)現(xiàn)了全型面數(shù)控加工,一套模具實(shí)型制作由10天減少到4天,降低了實(shí)型制作成本40%以上,提高實(shí)型工作效率50%。

泡沫實(shí)型三維實(shí)體加工的核心在于數(shù)控編程,濰坊模具廠三維實(shí)體加工編程的基本思路是實(shí)體剖切分層,翻轉(zhuǎn)加工。第一步是膨脹,將鑄件的膨脹余量考慮在內(nèi),然后審查其可加工性,接著分層、編程、下料、編制程序單,通過(guò)固定編程操作順序,減少編程出錯(cuò)率。

三維實(shí)體加工應(yīng)用,是模具行業(yè)實(shí)現(xiàn)企業(yè)全面信息化的一個(gè)突破點(diǎn),無(wú)圖紙制造、無(wú)紙化加工、數(shù)字化制造,乃至數(shù)字化工廠的實(shí)現(xiàn),都必將由此開(kāi)始。

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圖3 三維實(shí)體加工編程

4.CAPP系統(tǒng)與PDM平臺(tái)的集成

濰坊模具廠工藝編制工作原來(lái)由每位設(shè)計(jì)人員進(jìn)行,設(shè)計(jì)人員既是設(shè)計(jì)者又是工藝編制者,不僅工藝標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,還時(shí)常耽誤車(chē)間工藝,多樣的工作也嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。應(yīng)用CAPP系統(tǒng)以后,通過(guò)典型工藝等模塊的應(yīng)用,工藝編制規(guī)范、準(zhǔn)確,工藝編制人員減少到一名。其中:典型工藝管理積累了經(jīng)驗(yàn),模具工藝經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為工藝知識(shí)管理;利用集成接口可以方便地瀏覽ERP庫(kù)存、設(shè)備信息,保證模具信息傳遞流暢。最重要的是,數(shù)據(jù)信息的一致性得到了保障,從PDMCAPP到ERP,數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)順暢、準(zhǔn)確,保證了管理的高效性。

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圖4 CAPP系統(tǒng)

5.ERP系統(tǒng)與PDM、CAPP無(wú)縫集成

PDMCAPP系統(tǒng)可以看作是一個(gè)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)平臺(tái),ERP系統(tǒng)則是一個(gè)三維數(shù)據(jù)、信息的綜合利用環(huán)境,是驗(yàn)證PDM、CAPP系統(tǒng)是否成功的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),也是企業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)生效益的最終體現(xiàn)。濰坊模具廠在在成功實(shí)施完成PDMCAPP系統(tǒng)之后,設(shè)計(jì)管理實(shí)現(xiàn)了有效的管理,為了提高企業(yè)管理水平,工廠實(shí)施ERP系統(tǒng)。由于源頭數(shù)據(jù)全部來(lái)自于PDM管理平臺(tái),整個(gè)模具項(xiàng)目從合同簽訂、主生產(chǎn)計(jì)劃編制、物料需求計(jì)劃運(yùn)算、標(biāo)準(zhǔn)件與物資的采購(gòu)管理、模具多工序與單工序外協(xié)管理、庫(kù)存管理、生產(chǎn)車(chē)間管理可以全部在ERP系統(tǒng)中

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