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現代模具企業的信息化實現

更新時間:2008-9-1 16:13:05 文章來源:互聯網 點擊:

作者:北汽福田濰坊模具廠 武軍 王奉偉    來源:CAD世界 現代模具行業的管理模式是怎樣的,她存在哪些問題,需要如何改善?這種管理模式對信息化有什麽需求,是否有相對明確的需求指導企業進行信息化建設?模具行業的信息化實施普遍存在哪些問題,她是怎樣與本行業的其他信息化項目如何實現互聯互通呢?管理信息化工作應該如何幫助模具企業實現一體化製造?上述問題是模具行業信息化建設過程中眾多的決策者普遍遇到的問題,那麽模具行業應當如何解決這個問題呢?我們結合北汽福田濰坊模具廠信息化建設情況,探討現代模具企業的信息化實現。

一、模具行業信息化需求

作為典型的離散製造產品,單件、無重複性是模具企業最鮮明的生產特點,設計、製造之間的並行工程應用非常廣泛,設計過程反複、製造過程反複、生產計劃準確性差、設計與生產數據的傳遞易出錯等問題。特別是由於模具的製造周期長,沉積的數據量龐大,如何管理好這些數據並保證數據的版本是現代模具行業麵臨的一個課題。

要改善這些管理中的問題,保證企業的順暢運轉,不僅需要先進的管理理念,還需要在理順現有管理流程的基礎上,針對實際情況進行合理的再造,通過應用先進的軟件係統實現管理的信息化。

模具行業的信息化需求與其他行業基本相同,差別在於模具行業對於數據的知識管理、並行的需求以及對龐大數據量的管理:產品設計對知識管理的需求;產品設計數據版本管理的需求;設計、製造並行的需求;大數據量的管理需求;數據傳輸的需求;生產計劃管理的需求;生產進度反饋的需求。

二、模具行業信息化實施存在的問題及解決方案

在模具行業信息化應用初期,企業在技術開發上大量采用了先進的設計、加工、分析軟件,在管理上也采用了眾多的進銷存軟件管理物流,但是這些企業大部分往往僅在局部實現了信息化,卻沒有一個整體的解決方案。在實際應用中,存在著以下突出問題:(1)產品設計數據大量掌握在設計人員個人手中,不能形成知識管理;(2)產品設計數據版本管理混亂,容易造成人為錯誤;(3)設計並行、製造並行、設計與製造並行之間容易出現協同失誤;(4)獨立的管信息係統容易形成信息孤島,造成數據傳遞時出現失誤;(5)生產計劃和車間執行情況缺乏控製。

對於上述問題,北汽福田濰坊模具廠針對性的實現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在山東的一個車身開發裝備事業部,模具的設計與製造水平已達到較高水準,企業自建廠之初一直將其作為企業技術進步的重要手段。2001年企業承擔了國家863項目《產品及其模具的協同設計與製造》,先後完成了福田模具PDM產品數據管理係統、福田模具CAPP係統、福田模具ERP係統,目前正在進行MES車間製造執行係統和BI企業集成信息平台的建設。

1.PDM平台可以實現產品設計的知識管理和產品數據的有效控製

模具產品具有非常鮮明的特點,以前的模具開發方式大都沿用順序設計,遵循“概念設計→詳細設計→工藝設計→加工製造→試驗驗證→設計修改”大循環,通過應用PDM產品數據管理平台,可以為企業搭建一個協同、並行的開發環境。

濰坊模具廠以Teamcenter Engineering係統作為協同設計的集成框架,建立統一的產品信息模型,實現數據、信息共享,與分布應用工具實現集成,提供了一個實現項目管理的環境。它集數據庫的數據管理能力、網絡的通訊能力以及過程的控製能力於一體,實現了在分布式環境中設計和製造活動的信息交換與共享,並對設計和製造過程進行動態的調整和監控,支持各子係統協同工作和資源優化配置。

PDM產品數據管理平台對模具開發應用具有以下優點:(1)通過項目管理,實現模具項目組的有效管理;(2)通過PDM協同工具,為模具的開發提供完善的並行工作環境;(3)通過數據封裝,集成不同設計軟件和辦公軟件,確保與上下遊企業和協作企業的交流;(4)統一完整的數據發布,實現PDMCAPP、CAE、ERP的有效集成;(5)應用標準數據庫和技術知識,個人經驗轉化為企業的知識——此項應用對於人力資源流動頻繁的模具行業來說意義非凡;(6)可以方便的搭建管理包括客戶要求、設計、質量、製造、交付的管理信息的集成平台,實現對模具全生命周期數據的管理。

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圖1 PDM產品數據管理平台

2.基於PDM平台進行三維實體設計

對濰坊模具廠來說,企業在實施PDM係統之前先後兩次推進三維實體設計模式,但最後都無疾而終。隨著PDM產品數據管理係統的應用,三維實體設計技術有了依托,企業模具設計輕鬆實現了全三維實體建模技術。

PDM平台上,依照日本三住和三協標準建立完整的標準件庫——利用UG/part familily快速建立,使用Excel進行控製相近拓撲關係的標準件模型,快速生成模具所需要的標準件。標準件庫的維護工作簡單、方便,標準件參數的修改或者標準件規格的增加,直接修改Excel表格數據或者增加行,通過數據驅動,就可以添加新的標準件。通過使用完全參數化的標準模架數據庫,模具外形關鍵參數長、寬、高尺寸由模具裝配prt文件控製,當改變數學表達式中有關變量的取值時,與之相關零件模型中的相應尺寸標注值亦發生變化,通過尺寸驅動模塊處理後即可生成新的模型。針對模具設計的特點,應用三維實體設計模板,設計時采用相近的三維實體模板,通過更改相關參數、更換點麵,即可快速的設計出規範、標準的模具。通過應用PDM係統中的產品結構與配置功能,三維實體數據可以自動生成模具結構明細表。這些應用,都是提高設計效率和設計質量的有效手段。

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圖2 三維實體建模

3.三維實體加工提高企業製造水平

三維實體設計最終的效益體現在加工,濰坊模具廠基於PDM係統開展了三維實體編程,模具泡沫實型實現了全型麵數控加工,一套模具實型製作由10天減少到4天,降低了實型製作成本40%以上,提高實型工作效率50%。

泡沫實型三維實體加工的核心在於數控編程,濰坊模具廠三維實體加工編程的基本思路是實體剖切分層,翻轉加工。第一步是膨脹,將鑄件的膨脹餘量考慮在內,然後審查其可加工性,接著分層、編程、下料、編製程序單,通過固定編程操作順序,減少編程出錯率。

三維實體加工應用,是模具行業實現企業全麵信息化的一個突破點,無圖紙製造、無紙化加工、數字化製造,乃至數字化工廠的實現,都必將由此開始。

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圖3 三維實體加工編程

4.CAPP係統與PDM平台的集成

濰坊模具廠工藝編製工作原來由每位設計人員進行,設計人員既是設計者又是工藝編製者,不僅工藝標準不統一,還時常耽誤車間工藝,多樣的工作也嚴重影響設計進度。應用CAPP係統以後,通過典型工藝等模塊的應用,工藝編製規範、準確,工藝編製人員減少到一名。其中:典型工藝管理積累了經驗,模具工藝經驗轉化為工藝知識管理;利用集成接口可以方便地瀏覽ERP庫存、設備信息,保證模具信息傳遞流暢。最重要的是,數據信息的一致性得到了保障,從PDM、CAPP到ERP,數據流轉順暢、準確,保證了管理的高效性。

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圖4 CAPP係統

5.ERP係統與PDM、CAPP無縫集成

PDM、CAPP係統可以看作是一個基礎的數據平台,ERP係統則是一個三維數據、信息的綜合利用環境,是驗證PDM、CAPP係統是否成功的一個標準,也是企業信息技術產生效益的最終體現。濰坊模具廠在在成功實施完成PDMCAPP係統之後,設計管理實現了有效的管理,為了提高企業管理水平,工廠實施ERP係統。由於源頭數據全部來自於PDM管理平台,整個模具項目從合同簽訂、主生產計劃編製、物料需求計劃運算、標準件與物資的采購管理、模具多工序與單工序外協管理、庫存管理、生產車間管理可以全部在ERP係統中

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