創(chuàng)新引領一汽模具信息化快速成長
——一汽模具制造有限公司信息化建設情況
——一汽模具制造有限公司信息化建設情況
2012-2-17 來源：中國模具工業(yè)協(xié)會 作者：
大家知道，模具行業(yè)是一種特殊的制造業(yè)。單件、復雜、高技術含量和無法預知結(jié)果構成了行業(yè)特點，信息化建設伴隨模具技術與管理提升的全過程，是一個創(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)，是中國最早的車身工裝制造廠，是目前中國汽車車身冷沖模具與焊裝夾具行業(yè)中規(guī)模最大、技術最先進、最具競爭力的龍頭企業(yè)。在國內(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，為中國車身模具與焊裝夾具的發(fā)展史揭開了嶄新的一頁。
公司主要產(chǎn)品有：車身覆蓋件冷沖模具、檢驗夾具、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，其中高級職稱99人，中級職稱186人。擁有48臺大型數(shù)控銑床，其中有2臺五軸高速數(shù)控銑床，擁有4臺大型測量機，有一臺六軸激光切割機。有58臺大型調(diào)試壓床。公司通過了質(zhì)量管理體系、環(huán)境體系、職業(yè)健康安全體系的認證。
二、信息化建設情況
信息化技術建設方面，CAE/CAD/CAM計算機輔助技術已成為一汽模具技術發(fā)展所必須依賴的信息化工具。上世紀80年代末就開始了CAD/CAM方面的應用，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等方面的應用得到了升華。
CAE的應用：全面采用Autoform軟件進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，及創(chuàng)建基于CAE的早期評估、預測手段為基礎的沖壓成型新工藝方法，大大提高沖壓工藝和模具的設計水平以及模具的制造質(zhì)量，縮短設計制造周期，提高沖壓件品質(zhì)。
CAD的應用：沖壓模具、檢具、焊裝夾具等工裝產(chǎn)品的設計開發(fā)已完全采用基于CATIA V5軟件的三維曲面或三維實體設計技術。由于大量采用參數(shù)化的三維標準件庫、沖壓設備庫、典型結(jié)構庫、基礎結(jié)構庫，有效地提高了設計效率。設計過程中運用先進的數(shù)字化仿真分析手段，對模具進行截面分析，干涉檢查，運動仿真等，確保了設計的合理性和可靠性。另外，知識工程技術的發(fā)展與企業(yè)知識庫的建立，使經(jīng)驗型設計走向 知識資源型、優(yōu)化型設計，并借助于協(xié)同設計、并行設計和模板化設計等先進的產(chǎn)品開發(fā)理念，大大提高了產(chǎn)品的品質(zhì)與性能。
CAM的應用：本公司CAM技術的應用方面比較成熟，從鑄件泡沫實型整體NC編程加工，到金屬模具結(jié)構面、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。這得益于設計階段全面的數(shù)字化設計手段。軟件采用CATIA V5及DELCAM。近年來，隨著高速多功能數(shù)控機床、高強度刀具等先進加工手段的不斷引進，在無人高速加工、型面精細加工、五軸聯(lián)動加工、計算機虛擬加工等技術應用領域取得了快速發(fā)展。
模擬仿真、VR虛擬現(xiàn)實等先進技術已開始在模夾開發(fā)的前期得到了應用。焊裝工藝規(guī)劃仿真驗證技術，利用預先定義好的焊裝工藝規(guī)劃模板，將產(chǎn)品EBOM導入后，進行實際的焊裝工藝規(guī)劃，規(guī)劃過程中要同時將各種焊接資源如焊裝廠房結(jié)構、工藝節(jié)拍、工裝夾具布局、工藝物流、焊接設備等因素統(tǒng)一考慮，在計算機內(nèi)形成“真實的焊裝工藝流程。并對焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力進行平衡分析，對產(chǎn)品的工藝分配、焊點分配、工位數(shù)量、人員分配、工裝自動化程度等內(nèi)容進行不斷的優(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A2側(cè)撞項目中，首次獨立承接機器人自動焊接項目。主焊線及前結(jié)構線共6臺機器人的硬件、軟件、編程、安裝和焊接調(diào)試均獨立完成，并應用DELMIA軟件完成焊接過程仿真模擬；實現(xiàn)焊裝線及工裝機構運動過程仿真，機器人裝配、焊接過程仿真、人機狀態(tài)的評估，再現(xiàn)焊接的真實場景，進一步驗證焊接工藝方案。該項目的實施，使模具公司在機器人焊接技術的應用和電氣控制水平上步入一個新臺階，為公司今后承接高水平焊裝生產(chǎn)線打下了堅實的基礎，并受到了一汽大眾公司的好評。
運用仿真技術，實現(xiàn)多工位連續(xù)模、級進模、大型自動化模具沖壓線、壓合模及各種復雜模具的運動仿真分析。
VR虛擬仿真技術是將數(shù)字化的設計結(jié)果，運用專業(yè)的仿真模擬軟件進行運動仿真分析，并借助大型三維立體投影設備，虛擬再現(xiàn)計算機三維數(shù)據(jù)空間。通過參與者與仿真環(huán)境的相互作用，并借助人本身對所接觸事物的感知和認知能力，幫助啟發(fā)參與者的思維，以全方位的獲取環(huán)境所蘊含的各種空間信息和邏輯信息，實現(xiàn)對設計精確控制和優(yōu)化。一汽模具公司率先應用這項技術對模具沖壓線、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、詳細工藝內(nèi)容、機器人動作、廠房建設等內(nèi)容進行虛擬仿真，充分發(fā)揮投入型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所具有的浸沒感、交互性、構想性特點，創(chuàng)造出身臨其境的感覺，啟發(fā)設計者的創(chuàng)造性思維，為多人技術討論、技術規(guī)劃、審定提供廣闊的空間環(huán)境和真實的現(xiàn)場感。在面向國外豐田、通用等高端客戶，VR虛擬仿真技術的應用，增加了客戶對我們的信心，也切實的提高了我們設計驗證的能力，有效的提高了設計效率和質(zhì)量，受到了客戶的好評。
虛擬合模技術，應用快速數(shù)據(jù)采集手段，對模具的關鍵部位進行數(shù)據(jù)采集分析，并進行數(shù)據(jù)虛擬合模，直觀地分析模具的實際合模間隙，從而減少占用壓床的調(diào)試時間。通過一段時間的數(shù)據(jù)積累與分析，可將模具鉗工的調(diào)整經(jīng)驗結(jié)果進行電子數(shù)據(jù)備份，逐步形成模具型面調(diào)整經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫，并將此經(jīng)驗數(shù)據(jù)逐步融入到設計的最前期工藝設計中，并與CAE分析的結(jié)果進行比較分析，提高設計數(shù)據(jù)的可靠性。
信息化管理建設方面，形成網(wǎng)絡化管理控制生產(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，在短時間內(nèi)向客戶提供優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的整車模具，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實體設計的結(jié)合，企業(yè)知識管理與智能化設計的有機結(jié)合，CAD技術與流程共同實現(xiàn)的并行工程，及PDM與計劃管理軟件的功能互補實現(xiàn)對項目管理的有效控制。這些內(nèi)容的開發(fā)與應用完全是根據(jù)汽車模具與焊接夾具產(chǎn)品研發(fā)特點定義的，該項目的應用使我們企業(yè)受益非淺，技術開發(fā)在已有網(wǎng)絡化、數(shù)字化平臺上，又向管理信息化前進了一大步。
在計劃管理方面主要包含主生產(chǎn)計劃、分解計劃和排產(chǎn)作業(yè)計劃。主計劃根據(jù)客戶的要求和企業(yè)生產(chǎn)資源狀況，將模具各節(jié)點的完成時間做以計劃。分解計劃是根據(jù)主計劃和制造BOM形成的零部件級別的完工計劃；排產(chǎn)作業(yè)計劃是根據(jù)零件工序工步內(nèi)容，結(jié)合生產(chǎn)設備、人員、到料情況所生成的車間作業(yè)計劃。在整個計劃管理過程中，會出現(xiàn)設備資源暫時性短缺、產(chǎn)品變更影響計劃、制造過程中鑄件報廢、設備故障、到料不及時等問題，對計劃造成沖擊。所以在設計計劃管理時我們考慮了便于調(diào)整、快速應對變更和突發(fā)事件的沖擊等因素，并對潛在問題進行預警。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短暫等特點，在小件的制造排產(chǎn)上設計了優(yōu)良的排產(chǎn)計算方案，確保計劃的執(zhí)行和設備、人員等資源的高效利用。在大件數(shù)控加工排產(chǎn)中我們重點考慮零件粗加工后組合加工，制造工藝對鑄件的加工順序有嚴格的要求。
在制造執(zhí)行與控制方面。難點在于特殊生產(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)、人工維護等手段實現(xiàn)執(zhí)行狀況的記錄和反饋。另外我們還非常重視基礎信息管理，制定了信息采集管理辦法，成立了相應的組織架構，配備了專用計算機，當天數(shù)據(jù)當天采集完畢，確保各類信息的準確性，及時上傳數(shù)據(jù)信息，防止由于信息不準確，導致排產(chǎn)結(jié)果無法指導生產(chǎn)。
在財務管理控制方面，我們借助集團公司開發(fā)的小閉環(huán)系統(tǒng)，以資源為基礎，規(guī)范了財務系統(tǒng)流程，使得與財務系統(tǒng)有關的部門在統(tǒng)一標準的平臺下工作，提高了財務報表的及時性和準確性。
在線監(jiān)控系統(tǒng)方面，初始階段是在主要的生產(chǎn)車間及關鍵部位都安裝了攝像頭，隨時采集現(xiàn)場數(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。領導隨時可以看到各生產(chǎn)車間的工作狀況，隨時在辦公室指揮生產(chǎn)，節(jié)約時間，提高工作效率。目前又向前延伸了一步，即應用了設備監(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)的建設要全面支撐企業(yè)業(yè)務管理的變革和創(chuàng)新。當企業(yè)技術提升、企業(yè)的業(yè)務流程、組織結(jié)構發(fā)生變化時，信息系統(tǒng)就應相應的進行變化。是創(chuàng)新引領信息化成長。
1、設計標準化和通用化下的標準化信息生產(chǎn)
建立模具標準化、專業(yè)化生產(chǎn)體系對實現(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)量和技術水平、降低模具制造成本等目標具有至關重要作用。按產(chǎn)品特性和用戶質(zhì)量需求進行分類，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，制訂不同的設計標準（包括沖壓工藝設計與CAE分析標準、結(jié)構設計標準）、制造工藝標準、檢查驗收標準，建立專業(yè)化生產(chǎn)體系。把企業(yè)多年沉積的經(jīng)驗和國外引進的先進技術融入到建立的標準中，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到最優(yōu)化的狀態(tài)。另一方面，逐步實現(xiàn)模具零部件的標準化、通用化。建立三維實體標準件庫、三維實體標準結(jié)構庫、標準制造工藝模板等，節(jié)省模具加工工時，縮短模具制造周期。
2、強化制造技術模具工藝編制效率。
在工藝編制過程中我們要規(guī)范好模具標準件的規(guī)范表達方式，使設計者提供的標準件的表達能夠被系統(tǒng)識別，利用工藝庫自動匹配制造工藝，將大幅度提高標準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、裝配關系，結(jié)合主計劃的要求，實現(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)狀的多對多的高度集成的信息化管理體系，將信息變?yōu)橹R，并以有意義的方式呈現(xiàn)給決策層，幫助企業(yè)提升運營效率、深化客戶關系、增加銷售額、發(fā)現(xiàn)機會、輔助決策，提升企業(yè)綜合競爭力。
一汽模具公司的信息化建設就是這樣緊緊圍繞公司技術與管理提升進行展開的，技術與管理的提升不斷為信息化建設提出新的課題，信息化建設也是在不斷創(chuàng)新中得到發(fā)展。
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