創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：中國模具工業協會 作者：
大家知道，模具行業是一種特殊的制造業。單件、復雜、高技術含量和無法預知結果構成了行業特點，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與制造企業，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中規模最大、技術最先進、最具競爭力的龍頭企業。在國內汽車車身模具與焊裝夾具行業中率先建立起轎車整車模具與焊裝夾具的研發、制造工藝平臺，為中國車身模具與焊裝夾具的發展史揭開了嶄新的一頁。
公司主要產品有：車身覆蓋件冷沖模具、檢驗夾具、焊裝夾具、轎車內飾件模具等。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臺大型數控銑床，其中有2臺五軸高速數控銑床，擁有4臺大型測量機，有一臺六軸激光切割機。有58臺大型調試壓床。公司通過了質量管理體系、環境體系、職業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，通過將CAE系統與模具CAD/CAM系統集成，形成的CAD/CAE/CAM -體化技術，及創建基于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量，縮短設計制造周期，提高沖壓件品質。
CAD的應用：沖壓模具、檢具、焊裝夾具等工裝產品的設計開發已完全采用基于CATIA V5軟件的三維曲面或三維實體設計技術。由于大量采用參數化的三維標準件庫、沖壓設備庫、典型結構庫、基礎結構庫，有效地提高了設計效率。設計過程中運用先進的數字化仿真分析手段，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，知識工程技術的發展與企業知識庫的建立，使經驗型設計走向 知識資源型、優化型設計，并借助于協同設計、并行設計和模板化設計等先進的產品開發理念，大大提高了產品的品質與性能。
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、螺紋孔都采用數控編程加工。這得益于設計階段全面的數字化設計手段。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、五軸聯動加工、計算機虛擬加工等技術應用領域取得了快速發展。
模擬仿真、VR虛擬現實等先進技術已開始在模夾開發的前期得到了應用。焊裝工藝規劃仿真驗證技術，利用預先定義好的焊裝工藝規劃模板，將產品EBOM導入后，進行實際的焊裝工藝規劃，規劃過程中要同時將各種焊接資源如焊裝廠房結構、工藝節拍、工裝夾具布局、工藝物流、焊接設備等因素統一考慮，在計算機內形成“真實的焊裝工藝流程。并對焊裝生產線的生產能力進行平衡分析，對產品的工藝分配、焊點分配、工位數量、人員分配、工裝自動化程度等內容進行不斷的優化。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。主焊線及前結構線共6臺機器人的硬件、軟件、編程、安裝和焊接調試均獨立完成，并應用DELMIA軟件完成焊接過程仿真模擬；實現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、人機狀態的評估，再現焊接的真實場景，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，實現多工位連續模、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字化的設計結果，運用專業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，虛擬再現計算機三維數據空間。通過參與者與仿真環境的相互作用，并借助人本身對所接觸事物的感知和認知能力，幫助啟發參與者的思維，以全方位的獲取環境所蘊含的各種空間信息和邏輯信息，實現對設計精確控制和優化。一汽模具公司率先應用這項技術對模具沖壓線、典型模具、數控加工過程、虛擬合模過程、大型焊裝線規劃、詳細工藝內容、機器人動作、廠房建設等內容進行虛擬仿真，充分發揮投入型虛擬現實系統所具有的浸沒感、交互性、構想性特點，創造出身臨其境的感覺，啟發設計者的創造性思維，為多人技術討論、技術規劃、審定提供廣闊的空間環境和真實的現場感。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量，受到了客戶的好評。
虛擬合模技術，應用快速數據采集手段，對模具的關鍵部位進行數據采集分析，并進行數據虛擬合模，直觀地分析模具的實際合模間隙，從而減少占用壓床的調試時間。通過一段時間的數據積累與分析，可將模具鉗工的調整經驗結果進行電子數據備份，逐步形成模具型面調整經驗數據庫，并將此經驗數據逐步融入到設計的最前期工藝設計中，并與CAE分析的結果進行比較分析，提高設計數據的可靠性。
信息化管理建設方面，形成網絡化管理控制生產周期和加工質量的能力。建立和完善模具“短一短周期、高一高質量、低一低成本”式系統工程，在短時間內向客戶提供優質優價的整車模具，幫助客戶生產出各類車型的轎車。
在產品數據管理方面，我們建立的PDM產品管理系統尤其適用于模、夾一體化的大型工裝企業的產品開發部門。模具、夾具產品數據統一管理與3D實體設計的結合，企業知識管理與智能化設計的有機結合，CAD技術與流程共同實現的并行工程，及PDM與計劃管理軟件的功能互補實現對項目管理的有效控制。這些內容的開發與應用完全是根據汽車模具與焊接夾具產品研發特點定義的，該項目的應用使我們企業受益非淺，技術開發在已有網絡化、數字化平臺上，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計劃、分解計劃和排產作業計劃。主計劃根據客戶的要求和企業生產資源狀況，將模具各節點的完成時間做以計劃。分解計劃是根據主計劃和制造BOM形成的零部件級別的完工計劃；排產作業計劃是根據零件工序工步內容，結合生產設備、人員、到料情況所生成的車間作業計劃。在整個計劃管理過程中，會出現設備資源暫時性短缺、產品變更影響計劃、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整、快速應對變更和突發事件的沖擊等因素，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量大，小件產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，在小件的制造排產上設計了優良的排產計算方案，確保計劃的執行和設備、人員等資源的高效利用。在大件數控加工排產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。
在制造執行與控制方面。難點在于特殊生產過程的管理，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數控監控系統、條碼刷卡系統、人工維護等手段實現執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，當天數據當天采集完畢，確保各類信息的準確性，及時上傳數據信息，防止由于信息不準確，導致排產結果無法指導生產。
在財務管理控制方面，我們借助集團公司開發的小閉環系統，以資源為基礎，規范了財務系統流程，使得與財務系統有關的部門在統一標準的平臺下工作，提高了財務報表的及時性和準確性。
在線監控系統方面，初始階段是在主要的生產車間及關鍵部位都安裝了攝像頭，隨時采集現場數據，并通過公司局域網將采集的數據傳送到主監控室。領導隨時可以看到各生產車間的工作狀況，隨時在辦公室指揮生產，節約時間，提高工作效率。目前又向前延伸了一步，即應用了設備監控系統，已經開始試用。
三、下一步發展方向
信息系統的建設要全面支撐企業業務管理的變革和創新。當企業技術提升、企業的業務流程、組織結構發生變化時，信息系統就應相應的進行變化。是創新引領信息化成長。
1、設計標準化和通用化下的標準化信息生產
建立模具標準化、專業化生產體系對實現提高模具生產效率、縮短模具開發周期、提高模具質量和技術水平、降低模具制造成本等目標具有至關重要作用。按產品特性和用戶質量需求進行分類，根據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覆蓋件，根據其不同的產品特性和質量需求，制訂不同的設計標準（包括沖壓工藝設計與CAE分析標準、結構設計標準）、制造工藝標準、檢查驗收標準，建立專業化生產體系。把企業多年沉積的經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、提高模具質量、降低模具制造成本方面達到最優化的狀態。另一方面，逐步實現模具零部件的標準化、通用化。建立三維實體標準件庫、三維實體標準結構庫、標準制造工藝模板等，節省模具加工工時，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范好模具標準件的規范表達方式，使設計者提供的標準件的表達能夠被系統識別，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排產的工藝信息基礎工作，要以數據的形式存在于系統中。零件的制造最終分解為工步，排產系統根據這些工步和零件的加工順序、裝配關系，結合主計劃的要求，實現作業排產。
3、企業信息的集成化管理
目前，公司投入的各種信息系統很多，系統間還存在功能重疊，有些還存在系統間數據不能傳遞，出現數據孤島的問題。為了更好的發揮信息化的作用，我們建一種網狀的多對多的高度集成的信息化管理體系，將信息變為知識，并以有意義的方式呈現給決策層，幫助企業提升運營效率、深化客戶關系、增加銷售額、發現機會、輔助決策，提升企業綜合競爭力。
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新中得到發展。
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