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解析模具行业制造信息化智能化路径

  模具行业发展最关键的还是用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平。目前,CAD/CAE/CAM技术、快速模型制造技术在模具工业中的应用,使模具的设计制造技术发生了重大变革。另外,数控精密高效加工设备在模具的开发和制造水平的应用,如五轴加工机床、高速铣等也大大提高了模具行业的发展水平。
  
  企业的信息化是指企业如何与周围环境条件相协调、开发并利用好信息资源,使生产经营活动借助信息的及时处理、顺畅流通而高质量、高效率的运作。对模具制造行业而言,其信息化内容主要包括模具制造的数字化、集成化、柔性化、智能化、制造过程的虚拟化以及制造过程的网络化和全球化。
  
  众所周知,模具企业多数是中小型企业,而且绝大多数都是从手工作坊式的企业成长而来,在国内模具行业目前仍有许多模具企业采用作坊式的的管理方式,在模具的交货期、成本、质量控制方面存在的问题层出不穷,因此使订单延期或者丢失订单失去客户的情况屡见不鲜。
  
  面对激烈的市场竞争,落后的企业管理手段和水平,使模具企业中的管理和技术人员只能忙于应付,企业投巨资引进的CAD/CAE/CAM系统和高档数控加工设备也难以发挥出其应有的效率和水平,因此多数模具制造企业缺乏与其生产硬件相当的活力和市场竞争力。
  
  当然这些问题也已经引起了许多旨在进军国际模具市场的国内模具企业经营者的高度重视。毫无疑问,如何提高企业管理水平,增强企业的竞争力已成为我国模具制造行业参与国际市场竞争迫切需要解决的首要问题。
  
  因此,模具制造企业要想进一步提高其管理水平,具备快速反应和及时调整的能力,没有一套先进的管理系统实现管理的信息化是很难做到的。通过信息化建设,实现模具制造企业的集成化管理,是促进企业提高经营管理水平的一个有效途径。
  
  与其他制造行业不同的是模具是典型的按订单进行单件生产的行业,每一个订单或者说每一个模具都需要与客户进行详细的业务和技术方面的沟通,否则有可能产生严重的后果,损失难以估计。因此,从本质上说,模具产品是模具企业的最重要的活动对象,而生产过程是从属于模具产品并且随着模具产品的发展而变化。这样一来,模具企业信息化的根本则转化为模具本身的信息化。
  
  而采用模具制造信息化的管理系统可以为企业提供共享的、一致的、忠实的进程监控平台。在信息化系统中,通过项目计划与进程监控,可以对模具的整个生命周期(从确定订单到模型设计、原材料采购、加工生产、首次试模一直到模具修改并按时交货)进行实时管理。处在生产一线的管理人员可以直接在该系统中反馈模具生产的实际进度,系统忠实地监控该项目进程的每一个任务,当某一控制点出现延期时,系统会自动发出报警邮件给相关人员,以便及早发现并予以解决。而且,对于一些关键任务,还可以让系统提前预警,以使有关人员及早准备和安排。而且模具制造企业推广信息化在提高其生产率、降低生产成本以及提高产品品质等方面有着意想不到的收益。
  
  通过国内一些模具企业的信息化实际进程可以了解到,模具制造信息化如果能与管理改进有效结合,可以进一步促进企业管理的规范化,提高企业的运作效率和市场竞争力,把企业的管理人员从繁杂的、重复性的劳动中解放出来。
  
  对高层管理人员而言可以有更多的时间关注企业的发展方向,加强与客户的沟通,开拓广泛的市场。市场人员则可以进一步加强对客户资源的管理,寻找新的客户。技术主管可以有时间关注模具技术的发展趋势,加强行业内技术的交流,不断提升企业的技术水平,生产主管也可以有更多的时间考虑如何进一步提高工效,提升质量和降低成本,并不断改善。因此,模具企业应该把握住信息化时代所带来的便利与机遇,结合自身特点为己所用,为企业的可持续性发展打好坚实的基础。
  
  优先发展智能模具。何谓智能制造装备和智能模具?所谓智能制造装备是具有感知、分析、决策和控制功能的制造装备,智能模具也是有感知、分析、决策和控制功能的,具有传感、温控功能的冲压模具、压铸模具,具有温控功能、注塑参数及模内流动状态等智能控制手段制造的注塑模具等等都是智能模具。国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长罗百辉曾指出,随着我国低成本人力资源难以为继和科学技术水平的不断发展,自动化和智能化制造必然要成为现代制造业的重要发展方向,智能模具也必将随之快速发展。用智能模具生产产品可使产品质量和生产效率进一步提高,更加节材、实现自动化生产和绿色制造。因此,智能模具虽然目前总量还不多,但却代表着模具技术新的发展方向,在行业产品结构调整和发展方式转变方面将会起到越来越重要的作用。智能模具发展好了,必然会对促进整个模具行业水平的快速提升起到有力的带动作用,因而,在行业发展中优先发展智能模具尤为必要。
  
  1、为新兴战略性产业服务的智能化模具:为节能环保产业服务的节能环保型模具。这类模具主要有为汽车节能减排轻量化服务的模具、通过注塑参数及模内流动状态等智能控制手段制造的高光无痕及模内装配装饰模具、叠层模具和旋转模具、多色多料注塑模具、多层共挤复合模具、多功能复合高效模具、LED新光源配套模具和高效节能电机矽钢片冲压模具等。
  
  2、为新一代信息技术产业服务的具有传感等功能的精密、超精密模具。这类模具主要有大规模集成电路引线框架精密多工位级进模、多腔多注射头引线框架精密橡塑封装模具、电子元器件和接插件高精密高速多工位级进模、新一代电子元器件高效多列精密多工位级进模和多功能复合高效成形模、新一代电子产品塑料零件智能成形模具、高精密多层导光板模具和物联网传感器超精密模具等。
  
  3、为生物产业服务的医疗器械精密超精密模具。这类模具主要为通过塑料注塑参数及模内流动状态等智能控制手段制造精密超精密医疗器械注塑模具、生物及医疗产业尖端元件金属(不锈钢等)粉末注射模、生物芯片模具等。
  
  4、为“高端装备制造产业”服务的智能化模具。这类模具主要有为大型数控成形冲压设备配套的大型精密冲压模具、为重型锻压设备配套的精密锻压模具、为清洁高效铸造设备配套的大型温控精密铸造模具、为非金属成型设备配套的大型精密塑料模具和高等级子午线轮胎及巨型工程胎模具、为大型数控折弯机和智能折弯机配套的大型精密数控可调试无压痕折弯模和智能折弯模具、航空航天及国防工业特殊材料成形模具及快速模具、用于航空航天及国防工业的特殊铸锻模具和特种有色金属冲压模具、动车组齿轮箱模具和超高速(>300公里/小时)精密轴承模具、军工产品的光学非球面镜片和特种镜片成形模具、塑料金属等材料超薄超精和微特零件的成形模具、为高端制造服务的金属和非金属材料快速高效智能成形模具等等。
  
  5、为新能源产业服务的模具。这类模具主要有兆瓦级风力发电机新型浆叶模具和主轴模具及电机模具等。
  
  6、为新能源汽车产业服务的模具。这类模具主要有新能源汽车电池模具、新能源汽车变速装置模具、新能源汽车以塑代钢和轻金属代钢模具、节能型汽车混合动力装置模具、汽车覆盖件热成形模具及多工位自动化冲压模具等。
  
  据介绍,“十二五”期间,中国战略性新兴产业智能模具制造装备发展总目标是以发展智能化模具来带动高效、精密、高性能模具总体水平的提高,以满足“智能制造”配套要求来带动模具为战略性新兴产业服务总体水平的提高,使智能模具水平得到大幅提升,为我国模具行业到2020年步入世界模具强国奠定坚实的基础。具体目标为:
  
  1、以智能化模具为主要代表的高效、精密、高性能模具的水平,中长期目标是要达到国际先进水平,“十二五”期末首先要使智能化模具水平能基本满足智能制造所需。具体目标为:汽车零部件多工位自动化冲压模具占其全部冲压模具的比例从目前的10%左右提高到“十二五”期末的20%左右,进而达到30%左右的中长期目标;具有智能功能的热流道注塑模具占全部注塑模具的比例从目前的20%左右提高到“十二五”期末的40%左右,进而达到60%左右的中长期目标。
  
  2、以智能化模具为主要代表的高效、精密、高性能模具占模具总量的比例从目前的约35%,达到“十二五”期末的40%以上,进而达到50%以上的中长期目标。
  
  3、不断缩短模具生产周期、提高模具使用寿命和稳定性,首先达到“十二五”期末生产周期比现在缩短20%~30%,使用寿命比现在提高20%~30%,用模具制造精细化来提高可靠性和稳定性。
  
  4、不断提高数字化、信息化水平。“十二五”期末使生产高效、精密、高性能模具的企业基本实现CAD/CAM/CAE/PDM一体化,并有40%以上企业基本实现信息化管理。
  
  5、模具自动化生产是重要的发展方向,目前尚处于试验实践阶段,到“十二五”期末争取有5家以上的模具企业可实现模具自动化生产,并在模具智能网络化制造技术、管理方面有重大突破。
  
  三项重大工程
  
  1、智能化冲压模具创新工程该工程主要内容集中在冲压模具的智能化上,工程目标是迅速提升这类模具的智能化水平,通过模具的智能化控制来实现产品的智能化生产,从而大幅度提高产品的生产效率和产品质量,以适应为战略性新兴产业服务,尤其是要适应智能制造的需要。
  
  2、智能化型腔模具创新工程该工程主要内容集中在型腔模具的智能化上,工程目标是迅速提升该类模具的智能化水平,通过模具的智能化控制来实现产品的智能化生产,从而大幅度提高产品的生产效率和产品质量,以适应为战略性新兴产业服务,尤其是要适应智能制造的需要。
  
  3、智能化模具产业化工程项目为使模具装备适应战略性新兴产业的发展,有必要组织实施智能化模具产业化工程项目来推进智能化模具的发展。智能化模具产业化工程主要是以一些技术先进、实力雄厚、具有发展潜力的重点骨干企业为依托,以产、学、研、用相结合的方式,将智能化模具方面的创新成果应用于实际产品之中进行研发,并通过企业技术改造来实现智能模具的产业化,进一步提升企业的核心竞争力,完成好为战略性新兴产业发展配套服务的重大任务。
  
  “百变模具”研制成功
  
  从扬州大学机械工程学院传来喜讯,该校以宋爱平教授为首的科研团队,经过两年科技攻关,终于研制出杆系柔性成形新型模具。此套模具因为可以方便、快速地重构成百种形式的模具成形面,可以替代若干套模具。
  
  据介绍,制造汽车、船舶、航天、航空、军工等产品中板料覆盖件时,需要大量的冲压成形模具。传统模具通常成本很高,且制造周期长。现在有了此类“百变”模具,便可以大大缩短产品的开发与制造周期,并减少模具材料消耗,降低产品成本,特别适用于中小批量的曲面板件成形加工。
  
  快速原型制模只需三天
  
  模具制造是一个老大难问题,以前制造一个模具需要3个月左右,而南汽集团新技术造出模具只需3天。据了解,南汽集团汽车工程研究院最近研发的快速原型制造技术利用激光扫描,机器中的液体材料在三天之内可以把模型拷贝出来。这套技术价值40万美金,在华南汽集团就拥有4台。快速原型制造技术将更多地运用到第二代,第三代名爵汽车的研究制造上。
  
  微生物研制成新型塑料模具
  
  据读卖新闻消息,现在科学家们正致力于研究开发出不依赖石油、耐久性高、应用范围广泛、适于大量生产的塑料模具。日本东京大学农学生命科学系教授崛之内末所在的研究小组成功的以微生物为原料研制出一种超高性能的新型塑料。据了解,崛之内教授等人的研究小组,利用存在于土壤中的一种微生物(放线菌的一种)作为主要原料,制成了3-氨基-4-羟基苯甲酸(3,4—AHBA)这种化合物,合成反应中仅使用了两种新型酶,再以这种化合物聚合成塑料模具,该塑料模具比以前的产品在耐热性等性能方面有很大突破。
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