創(chuàng)新引領(lǐng)一汽模具信息化快速成長(zhǎng)
——一汽模具制造有限公司信息化建設(shè)情況
——一汽模具制造有限公司信息化建設(shè)情況
2012-2-17 來源：中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì) 作者：
大家知道，模具行業(yè)是一種特殊的制造業(yè)。單件、復(fù)雜、高技術(shù)含量和無法預(yù)知結(jié)果構(gòu)成了行業(yè)特點(diǎn)，信息化建設(shè)伴隨模具技術(shù)與管理提升的全過程，是一個(gè)創(chuàng)新的過程。
一、一汽模具概況
一汽模具制造有限公司是集汽車模具與焊裝線于一體化的研發(fā)與制造企業(yè)，是中國(guó)最早的車身工裝制造廠，是目前中國(guó)汽車車身冷沖模具與焊裝夾具行業(yè)中規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)、最具競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)。在國(guó)內(nèi)汽車車身模具與焊裝夾具行業(yè)中率先建立起轎車整車模具與焊裝夾具的研發(fā)、制造工藝平臺(tái)，為中國(guó)車身模具與焊裝夾具的發(fā)展史揭開了嶄新的一頁(yè)。
公司主要產(chǎn)品有：車身覆蓋件冷沖模具、檢驗(yàn)夾具、焊裝夾具、轎車內(nèi)飾件模具等。有員工1193人。本科158人，碩士15人，專科347人，其中高級(jí)職稱99人，中級(jí)職稱186人。擁有48臺(tái)大型數(shù)控銑床，其中有2臺(tái)五軸高速數(shù)控銑床，擁有4臺(tái)大型測(cè)量機(jī)，有一臺(tái)六軸激光切割機(jī)。有58臺(tái)大型調(diào)試壓床。公司通過了質(zhì)量管理體系、環(huán)境體系、職業(yè)健康安全體系的認(rèn)證。
二、信息化建設(shè)情況
信息化技術(shù)建設(shè)方面，CAE/CAD/CAM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已成為一汽模具技術(shù)發(fā)展所必須依賴的信息化工具。上世紀(jì)80年代末就開始了CAD/CAM方面的應(yīng)用，尤其是近年來，伴隨著一汽模具公司的快速發(fā)展，在CAE/CAD/CAM等方面的應(yīng)用得到了升華。
CAE的應(yīng)用：全面采用Autoform軟件進(jìn)行板材成形模擬分析系統(tǒng)，通過將CAE系統(tǒng)與模具CAD/CAM系統(tǒng)集成，形成的CAD/CAE/CAM -體化技術(shù)，及創(chuàng)建基于CAE的早期評(píng)估、預(yù)測(cè)手段為基礎(chǔ)的沖壓成型新工藝方法，大大提高沖壓工藝和模具的設(shè)計(jì)水平以及模具的制造質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)制造周期，提高沖壓件品質(zhì)。
CAD的應(yīng)用：沖壓模具、檢具、焊裝夾具等工裝產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)已完全采用基于CATIA V5軟件的三維曲面或三維實(shí)體設(shè)計(jì)技術(shù)。由于大量采用參數(shù)化的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、沖壓設(shè)備庫(kù)、典型結(jié)構(gòu)庫(kù)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)庫(kù)，有效地提高了設(shè)計(jì)效率。設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字化仿真分析手段，對(duì)模具進(jìn)行截面分析，干涉檢查，運(yùn)動(dòng)仿真等，確保了設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。另外，知識(shí)工程技術(shù)的發(fā)展與企業(yè)知識(shí)庫(kù)的建立，使經(jīng)驗(yàn)型設(shè)計(jì)走向 知識(shí)資源型、優(yōu)化型設(shè)計(jì)，并借助于協(xié)同設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)和模板化設(shè)計(jì)等先進(jìn)的產(chǎn)品開發(fā)理念，大大提高了產(chǎn)品的品質(zhì)與性能。
CAM的應(yīng)用：本公司CAM技術(shù)的應(yīng)用方面比較成熟，從鑄件泡沫實(shí)型整體NC編程加工，到金屬模具結(jié)構(gòu)面、3D型面的NC編程加工，甚至零件上的各種過孔、螺紋孔都采用數(shù)控編程加工。這得益于設(shè)計(jì)階段全面的數(shù)字化設(shè)計(jì)手段。軟件采用CATIA V5及DELCAM。近年來，隨著高速多功能數(shù)控機(jī)床、高強(qiáng)度刀具等先進(jìn)加工手段的不斷引進(jìn)，在無人高速加工、型面精細(xì)加工、五軸聯(lián)動(dòng)加工、計(jì)算機(jī)虛擬加工等技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域取得了快速發(fā)展。
模擬仿真、VR虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)技術(shù)已開始在模夾開發(fā)的前期得到了應(yīng)用。焊裝工藝規(guī)劃仿真驗(yàn)證技術(shù)，利用預(yù)先定義好的焊裝工藝規(guī)劃模板，將產(chǎn)品EBOM導(dǎo)入后，進(jìn)行實(shí)際的焊裝工藝規(guī)劃，規(guī)劃過程中要同時(shí)將各種焊接資源如焊裝廠房結(jié)構(gòu)、工藝節(jié)拍、工裝夾具布局、工藝物流、焊接設(shè)備等因素統(tǒng)一考慮，在計(jì)算機(jī)內(nèi)形成“真實(shí)的焊裝工藝流程。并對(duì)焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力進(jìn)行平衡分析，對(duì)產(chǎn)品的工藝分配、焊點(diǎn)分配、工位數(shù)量、人員分配、工裝自動(dòng)化程度等內(nèi)容進(jìn)行不斷的優(yōu)化。一汽模具制造有限公司在承接的一汽大眾有限公司捷達(dá)A2側(cè)撞項(xiàng)目中，首次獨(dú)立承接機(jī)器人自動(dòng)焊接項(xiàng)目。主焊線及前結(jié)構(gòu)線共6臺(tái)機(jī)器人的硬件、軟件、編程、安裝和焊接調(diào)試均獨(dú)立完成，并應(yīng)用DELMIA軟件完成焊接過程仿真模擬；實(shí)現(xiàn)焊裝線及工裝機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程仿真，機(jī)器人裝配、焊接過程仿真、人機(jī)狀態(tài)的評(píng)估，再現(xiàn)焊接的真實(shí)場(chǎng)景，進(jìn)一步驗(yàn)證焊接工藝方案。該項(xiàng)目的實(shí)施，使模具公司在機(jī)器人焊接技術(shù)的應(yīng)用和電氣控制水平上步入一個(gè)新臺(tái)階，為公司今后承接高水平焊裝生產(chǎn)線打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并受到了一汽大眾公司的好評(píng)。
運(yùn)用仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多工位連續(xù)模、級(jí)進(jìn)模、大型自動(dòng)化模具沖壓線、壓合模及各種復(fù)雜模具的運(yùn)動(dòng)仿真分析。
VR虛擬仿真技術(shù)是將數(shù)字化的設(shè)計(jì)結(jié)果，運(yùn)用專業(yè)的仿真模擬軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，并借助大型三維立體投影設(shè)備，虛擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)三維數(shù)據(jù)空間。通過參與者與仿真環(huán)境的相互作用，并借助人本身對(duì)所接觸事物的感知和認(rèn)知能力，幫助啟發(fā)參與者的思維，以全方位的獲取環(huán)境所蘊(yùn)含的各種空間信息和邏輯信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)精確控制和優(yōu)化。一汽模具公司率先應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)對(duì)模具沖壓線、典型模具、數(shù)控加工過程、虛擬合模過程、大型焊裝線規(guī)劃、詳細(xì)工藝內(nèi)容、機(jī)器人動(dòng)作、廠房建設(shè)等內(nèi)容進(jìn)行虛擬仿真，充分發(fā)揮投入型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所具有的浸沒感、交互性、構(gòu)想性特點(diǎn)，創(chuàng)造出身臨其境的感覺，啟發(fā)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思維，為多人技術(shù)討論、技術(shù)規(guī)劃、審定提供廣闊的空間環(huán)境和真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)感。在面向國(guó)外豐田、通用等高端客戶，VR虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，增加了客戶對(duì)我們的信心，也切實(shí)的提高了我們?cè)O(shè)計(jì)驗(yàn)證的能力，有效的提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，受到了客戶的好評(píng)。
虛擬合模技術(shù)，應(yīng)用快速數(shù)據(jù)采集手段，對(duì)模具的關(guān)鍵部位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，并進(jìn)行數(shù)據(jù)虛擬合模，直觀地分析模具的實(shí)際合模間隙，從而減少占用壓床的調(diào)試時(shí)間。通過一段時(shí)間的數(shù)據(jù)積累與分析，可將模具鉗工的調(diào)整經(jīng)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行電子數(shù)據(jù)備份，逐步形成模具型面調(diào)整經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并將此經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)逐步融入到設(shè)計(jì)的最前期工藝設(shè)計(jì)中，并與CAE分析的結(jié)果進(jìn)行比較分析，提高設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的可靠性。
信息化管理建設(shè)方面，形成網(wǎng)絡(luò)化管理控制生產(chǎn)周期和加工質(zhì)量的能力。建立和完善模具“短一短周期、高一高質(zhì)量、低一低成本”式系統(tǒng)工程，在短時(shí)間內(nèi)向客戶提供優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的整車模具，幫助客戶生產(chǎn)出各類車型的轎車。
在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方面，我們建立的PDM產(chǎn)品管理系統(tǒng)尤其適用于模、夾一體化的大型工裝企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)部門。模具、夾具產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與3D實(shí)體設(shè)計(jì)的結(jié)合，企業(yè)知識(shí)管理與智能化設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，CAD技術(shù)與流程共同實(shí)現(xiàn)的并行工程，及PDM與計(jì)劃管理軟件的功能互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目管理的有效控制。這些內(nèi)容的開發(fā)與應(yīng)用完全是根據(jù)汽車模具與焊接夾具產(chǎn)品研發(fā)特點(diǎn)定義的，該項(xiàng)目的應(yīng)用使我們企業(yè)受益非淺，技術(shù)開發(fā)在已有網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化平臺(tái)上，又向管理信息化前進(jìn)了一大步。
在計(jì)劃管理方面主要包含主生產(chǎn)計(jì)劃、分解計(jì)劃和排產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。主計(jì)劃根據(jù)客戶的要求和企業(yè)生產(chǎn)資源狀況，將模具各節(jié)點(diǎn)的完成時(shí)間做以計(jì)劃。分解計(jì)劃是根據(jù)主計(jì)劃和制造BOM形成的零部件級(jí)別的完工計(jì)劃；排產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃是根據(jù)零件工序工步內(nèi)容，結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備、人員、到料情況所生成的車間作業(yè)計(jì)劃。在整個(gè)計(jì)劃管理過程中，會(huì)出現(xiàn)設(shè)備資源暫時(shí)性短缺、產(chǎn)品變更影響計(jì)劃、制造過程中鑄件報(bào)廢、設(shè)備故障、到料不及時(shí)等問題，對(duì)計(jì)劃造成沖擊。所以在設(shè)計(jì)計(jì)劃管理時(shí)我們考慮了便于調(diào)整、快速應(yīng)對(duì)變更和突發(fā)事件的沖擊等因素，并對(duì)潛在問題進(jìn)行預(yù)警。另外模具小零件的制造具有總體數(shù)量大，小件產(chǎn)出以模具為單位整套交付、無法批量制造、工序工步多但加工工時(shí)短暫等特點(diǎn)，在小件的制造排產(chǎn)上設(shè)計(jì)了優(yōu)良的排產(chǎn)計(jì)算方案，確保計(jì)劃的執(zhí)行和設(shè)備、人員等資源的高效利用。在大件數(shù)控加工排產(chǎn)中我們重點(diǎn)考慮零件粗加工后組合加工，制造工藝對(duì)鑄件的加工順序有嚴(yán)格的要求。
在制造執(zhí)行與控制方面。難點(diǎn)在于特殊生產(chǎn)過程的管理，如變更管理、二次加工、工序外委、補(bǔ)提料等過程的管理。制造過程的控制采用了DNC數(shù)控監(jiān)控系統(tǒng)、條碼刷卡系統(tǒng)、人工維護(hù)等手段實(shí)現(xiàn)執(zhí)行狀況的記錄和反饋。另外我們還非常重視基礎(chǔ)信息管理，制定了信息采集管理辦法，成立了相應(yīng)的組織架構(gòu)，配備了專用計(jì)算機(jī)，當(dāng)天數(shù)據(jù)當(dāng)天采集完畢，確保各類信息的準(zhǔn)確性，及時(shí)上傳數(shù)據(jù)信息，防止由于信息不準(zhǔn)確，導(dǎo)致排產(chǎn)結(jié)果無法指導(dǎo)生產(chǎn)。
在財(cái)務(wù)管理控制方面，我們借助集團(tuán)公司開發(fā)的小閉環(huán)系統(tǒng)，以資源為基礎(chǔ)，規(guī)范了財(cái)務(wù)系統(tǒng)流程，使得與財(cái)務(wù)系統(tǒng)有關(guān)的部門在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)下工作，提高了財(cái)務(wù)報(bào)表的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。
在線監(jiān)控系統(tǒng)方面，初始階段是在主要的生產(chǎn)車間及關(guān)鍵部位都安裝了攝像頭，隨時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并通過公司局域網(wǎng)將采集的數(shù)據(jù)傳送到主監(jiān)控室。領(lǐng)導(dǎo)隨時(shí)可以看到各生產(chǎn)車間的工作狀況，隨時(shí)在辦公室指揮生產(chǎn)，節(jié)約時(shí)間，提高工作效率。目前又向前延伸了一步，即應(yīng)用了設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)開始試用。
三、下一步發(fā)展方向
信息系統(tǒng)的建設(shè)要全面支撐企業(yè)業(yè)務(wù)管理的變革和創(chuàng)新。當(dāng)企業(yè)技術(shù)提升、企業(yè)的業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，信息系統(tǒng)就應(yīng)相應(yīng)的進(jìn)行變化。是創(chuàng)新引領(lǐng)信息化成長(zhǎng)。
1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和通用化下的標(biāo)準(zhǔn)化信息生產(chǎn)
建立模具標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化生產(chǎn)體系對(duì)實(shí)現(xiàn)提高模具生產(chǎn)效率、縮短模具開發(fā)周期、提高模具質(zhì)量和技術(shù)水平、降低模具制造成本等目標(biāo)具有至關(guān)重要作用。按產(chǎn)品特性和用戶質(zhì)量需求進(jìn)行分類，根據(jù)沖壓件板料厚度分成厚板類和薄板類，薄板類又可分成外覆蓋件和內(nèi)覆蓋件，根據(jù)其不同的產(chǎn)品特性和質(zhì)量需求，制訂不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（包括沖壓工藝設(shè)計(jì)與CAE分析標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)）、制造工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，建立專業(yè)化生產(chǎn)體系。把企業(yè)多年沉積的經(jīng)驗(yàn)和國(guó)外引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)融入到建立的標(biāo)準(zhǔn)中，在人力資源利用、提高模具質(zhì)量、降低模具制造成本方面達(dá)到最優(yōu)化的狀態(tài)。另一方面，逐步實(shí)現(xiàn)模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。建立三維實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、三維實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)制造工藝模板等，節(jié)省模具加工工時(shí)，縮短模具制造周期。
2、強(qiáng)化制造技術(shù)模具工藝編制效率。
在工藝編制過程中我們要規(guī)范好模具標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)范表達(dá)方式，使設(shè)計(jì)者提供的標(biāo)準(zhǔn)件的表達(dá)能夠被系統(tǒng)識(shí)別，利用工藝庫(kù)自動(dòng)匹配制造工藝，將大幅度提高標(biāo)準(zhǔn)零件的制造工藝編制效率；另外我們要做好后續(xù)排產(chǎn)的工藝信息基礎(chǔ)工作，要以數(shù)據(jù)的形式存在于系統(tǒng)中。零件的制造最終分解為工步，排產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)這些工步和零件的加工順序、裝配關(guān)系，結(jié)合主計(jì)劃的要求，實(shí)現(xiàn)作業(yè)排產(chǎn)。
3、企業(yè)信息的集成化管理
目前，公司投入的各種信息系統(tǒng)很多，系統(tǒng)間還存在功能重疊，有些還存在系統(tǒng)間數(shù)據(jù)不能傳遞，出現(xiàn)數(shù)據(jù)孤島的問題。為了更好的發(fā)揮信息化的作用，我們建一種網(wǎng)狀的多對(duì)多的高度集成的信息化管理體系，將信息變?yōu)橹R(shí)，并以有意義的方式呈現(xiàn)給決策層，幫助企業(yè)提升運(yùn)營(yíng)效率、深化客戶關(guān)系、增加銷售額、發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì)、輔助決策，提升企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
一汽模具公司的信息化建設(shè)就是這樣緊緊圍繞公司技術(shù)與管理提升進(jìn)行展開的，技術(shù)與管理的提升不斷為信息化建設(shè)提出新的課題，信息化建設(shè)也是在不斷創(chuàng)新中得到發(fā)展。
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