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创新引领一汽模具信息化快速成长
——一汽模具制造有限公司信息化建设情况
Feb 17, 2012  来源:中国模具工业协会  作者:
大家知道,模具行业是一种特殊的制造业。单件、复杂、高技术含量和无法预知结果构成了行业特点,信息化建设伴随模具技术与管理提升的全过程,是一个创新的过程。
  
一、一汽模具概况
  
一汽模具制造有限公司是集汽车模具与焊装线于一体化的研发与制造企业,是中国最早的车身工装制造厂,是目前中国汽车车身冷冲模具与焊装夹具行业中规模最大、技术最先进、最具竞争力的龙头企业。在国内汽车车身模具与焊装夹具行业中率先建立起轿车整车模具与焊装夹具的研发、制造工艺平台,为中国车身模具与焊装夹具的发展史揭开了崭新的一页。
  
公司主要产品有:车身覆盖件冷冲模具、检验夹具、焊装夹具、轿车内饰件模具等。有员工1193人。本科158人,硕士15人,专科347人,其中高级职称99人,中级职称186人。拥有48台大型数控铣床,其中有2台五轴高速数控铣床,拥有4台大型测量机,有一台六轴激光切割机。有58台大型调试压床。公司通过了质量管理体系、环境体系、职业健康安全体系的认证。
  
二、信息化建设情况
  
信息化技术建设方面,CAE/CAD/CAM计算机辅助技术已成为一汽模具技术发展所必须依赖的信息化工具。上世纪80年代末就开始了CAD/CAM方面的应用,尤其是近年来,伴随着一汽模具公司的快速发展,在CAE/CAD/CAM等方面的应用得到了升华。
  
       CAE的应用:全面采用Autoform软件进行板材成形模拟分析系统,通过将CAE系统与模具CAD/CAM系统集成,形成的CAD/CAE/CAM -体化技术,及创建基于CAE的早期评估、预测手段为基础的冲压成型新工艺方法,大大提高冲压工艺和模具的设计水平以及模具的制造质量,缩短设计制造周期,提高冲压件品质。
  
CAD的应用:冲压模具、检具、焊装夹具等工装产品的设计开发已完全采用基于CATIA V5软件的三维曲面或三维实体设计技术。由于大量采用参数化的三维标准件库、冲压设备库、典型结构库、基础结构库,有效地提高了设计效率。设计过程中运用先进的数字化仿真分析手段,对模具进行截面分析,干涉检查,运动仿真等,确保了设计的合理性和可靠性。另外,知识工程技术的发展与企业知识库的建立,使经验型设计走向 知识资源型、优化型设计,并借助于协同设计、并行设计和模板化设计等先进的产品开发理念,大大提高了产品的品质与性能。
  
CAM的应用:本公司CAM技术的应用方面比较成熟,从铸件泡沫实型整体NC编程加工,到金属模具结构面、3D型面的NC编程加工,甚至零件上的各种过孔、螺纹孔都采用数控编程加工。这得益于设计阶段全面的数字化设计手段。软件采用CATIA V5及DELCAM。近年来,随着高速多功能数控机床、高强度刀具等先进加工手段的不断引进,在无人高速加工、型面精细加工、五轴联动加工、计算机虚拟加工等技术应用领域取得了快速发展。
  
      模拟仿真、VR虚拟现实等先进技术已开始在模夹开发的前期得到了应用。焊装工艺规划仿真验证技术,利用预先定义好的焊装工艺规划模板,将产品EBOM导入后,进行实际的焊装工艺规划,规划过程中要同时将各种焊接资源如焊装厂房结构、工艺节拍、工装夹具布局、工艺物流、焊接设备等因素统一考虑,在计算机内形成“真实的焊装工艺流程。并对焊装生产线的生产能力进行平衡分析,对产品的工艺分配、焊点分配、工位数量、人员分配、工装自动化程度等内容进行不断的优化。一汽模具制造有限公司在承接的一汽大众有限公司捷达A2侧撞项目中,首次独立承接机器人自动焊接项目。主焊线及前结构线共6台机器人的硬件、软件、编程、安装和焊接调试均独立完成,并应用DELMIA软件完成焊接过程仿真模拟;实现焊装线及工装机构运动过程仿真,机器人装配、焊接过程仿真、人机状态的评估,再现焊接的真实场景,进一步验证焊接工艺方案。该项目的实施,使模具公司在机器人焊接技术的应用和电气控制水平上步入一个新台阶,为公司今后承接高水平焊装生产线打下了坚实的基础,并受到了一汽大众公司的好评。
    
       运用仿真技术,实现多工位连续模、级进模、大型自动化模具冲压线、压合模及各种复杂模具的运动仿真分析。
VR虚拟仿真技术是将数字化的设计结果,运用专业的仿真模拟软件进行运动仿真分析,并借助大型三维立体投影设备,虚拟再现计算机三维数据空间。通过参与者与仿真环境的相互作用,并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助启发参与者的思维,以全方位的获取环境所蕴含的各种空间信息和逻辑信息,实现对设计精确控制和优化。一汽模具公司率先应用这项技术对模具冲压线、典型模具、数控加工过程、虚拟合模过程、大型焊装线规划、详细工艺内容、机器人动作、厂房建设等内容进行虚拟仿真,充分发挥投入型虚拟现实系统所具有的浸没感、交互性、构想性特点,创造出身临其境的感觉,启发设计者的创造性思维,为多人技术讨论、技术规划、审定提供广阔的空间环境和真实的现场感。在面向国外丰田、通用等高端客户,VR虚拟仿真技术的应用,增加了客户对我们的信心,也切实的提高了我们设计验证的能力,有效的提高了设计效率和质量,受到了客户的好评。
  
虚拟合模技术,应用快速数据采集手段,对模具的关键部位进行数据采集分析,并进行数据虚拟合模,直观地分析模具的实际合模间隙,从而减少占用压床的调试时间。通过一段时间的数据积累与分析,可将模具钳工的调整经验结果进行电子数据备份,逐步形成模具型面调整经验数据库,并将此经验数据逐步融入到设计的最前期工艺设计中,并与CAE分析的结果进行比较分析,提高设计数据的可靠性。
  
信息化管理建设方面,形成网络化管理控制生产周期和加工质量的能力。建立和完善模具“短一短周期、高一高质量、低一低成本”式系统工程,在短时间内向客户提供优质优价的整车模具,帮助客户生产出各类车型的轿车。
  
在产品数据管理方面,我们建立的PDM产品管理系统尤其适用于模、夹一体化的大型工装企业的产品开发部门。模具、夹具产品数据统一管理与3D实体设计的结合,企业知识管理与智能化设计的有机结合,CAD技术与流程共同实现的并行工程,及PDM与计划管理软件的功能互补实现对项目管理的有效控制。这些内容的开发与应用完全是根据汽车模具与焊接夹具产品研发特点定义的,该项目的应用使我们企业受益非浅,技术开发在已有网络化、数字化平台上,又向管理信息化前进了一大步。
  
      在计划管理方面主要包含主生产计划、分解计划和排产作业计划。主计划根据客户的要求和企业生产资源状况,将模具各节点的完成时间做以计划。分解计划是根据主计划和制造BOM形成的零部件级别的完工计划;排产作业计划是根据零件工序工步内容,结合生产设备、人员、到料情况所生成的车间作业计划。在整个计划管理过程中,会出现设备资源暂时性短缺、产品变更影响计划、制造过程中铸件报废、设备故障、到料不及时等问题,对计划造成冲击。所以在设计计划管理时我们考虑了便于调整、快速应对变更和突发事件的冲击等因素,并对潜在问题进行预警。另外模具小零件的制造具有总体数量大,小件产出以模具为单位整套交付、无法批量制造、工序工步多但加工工时短暂等特点,在小件的制造排产上设计了优良的排产计算方案,确保计划的执行和设备、人员等资源的高效利用。在大件数控加工排产中我们重点考虑零件粗加工后组合加工,制造工艺对铸件的加工顺序有严格的要求。
   
在制造执行与控制方面。难点在于特殊生产过程的管理,如变更管理、二次加工、工序外委、补提料等过程的管理。制造过程的控制采用了DNC数控监控系统、条码刷卡系统、人工维护等手段实现执行状况的记录和反馈。另外我们还非常重视基础信息管理,制定了信息采集管理办法,成立了相应的组织架构,配备了专用计算机,当天数据当天采集完毕,确保各类信息的准确性,及时上传数据信息,防止由于信息不准确,导致排产结果无法指导生产。
  
在财务管理控制方面,我们借助集团公司开发的小闭环系统,以资源为基础,规范了财务系统流程,使得与财务系统有关的部门在统一标准的平台下工作,提高了财务报表的及时性和准确性。
  
       在线监控系统方面,初始阶段是在主要的生产车间及关键部位都安装了摄像头,随时采集现场数据,并通过公司局域网将采集的数据传送到主监控室。领导随时可以看到各生产车间的工作状况,随时在办公室指挥生产,节约时间,提高工作效率。目前又向前延伸了一步,即应用了设备监控系统,已经开始试用。
  
三、下一步发展方向
  
信息系统的建设要全面支撑企业业务管理的变革和创新。当企业技术提升、企业的业务流程、组织结构发生变化时,信息系统就应相应的进行变化。是创新引领信息化成长。
  
1、设计标准化和通用化下的标准化信息生产
  
建立模具标准化、专业化生产体系对实现提高模具生产效率、缩短模具开发周期、提高模具质量和技术水平、降低模具制造成本等目标具有至关重要作用。按产品特性和用户质量需求进行分类,根据冲压件板料厚度分成厚板类和薄板类,薄板类又可分成外覆盖件和内覆盖件,根据其不同的产品特性和质量需求,制订不同的设计标准(包括冲压工艺设计与CAE分析标准、结构设计标准)、制造工艺标准、检查验收标准,建立专业化生产体系。把企业多年沉积的经验和国外引进的先进技术融入到建立的标准中,在人力资源利用、提高模具质量、降低模具制造成本方面达到最优化的状态。另一方面,逐步实现模具零部件的标准化、通用化。建立三维实体标准件库、三维实体标准结构库、标准制造工艺模板等,节省模具加工工时,缩短模具制造周期。
  
2、强化制造技术模具工艺编制效率。
  
       在工艺编制过程中我们要规范好模具标准件的规范表达方式,使设计者提供的标准件的表达能够被系统识别,利用工艺库自动匹配制造工艺,将大幅度提高标准零件的制造工艺编制效率;另外我们要做好后续排产的工艺信息基础工作,要以数据的形式存在于系统中。零件的制造最终分解为工步,排产系统根据这些工步和零件的加工顺序、装配关系,结合主计划的要求,实现作业排产。
  
3、企业信息的集成化管理
  
       目前,公司投入的各种信息系统很多,系统间还存在功能重叠,有些还存在系统间数据不能传递,出现数据孤岛的问题。为了更好的发挥信息化的作用,我们建一种网状的多对多的高度集成的信息化管理体系,将信息变为知识,并以有意义的方式呈现给决策层,帮助企业提升运营效率、深化客户关系、增加销售额、发现机会、辅助决策,提升企业综合竞争力。
 

       一汽模具公司的信息化建设就是这样紧紧围绕公司技术与管理提升进行展开的,技术与管理的提升不断为信息化建设提出新的课题,信息化建设也是在不断创新中得到发展。

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