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模具信息化,痛并快乐着
模具信息化,痛并快乐着
2012年5月2日 来源:一百加工网 浏览次数:
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摘要：21世纪的中国正在经历着一场重大的变革——速度、效率的需求带着国人进入了信息化时代，传统的工业——模具制造业也正在经历着这样深刻的变化。数字化是信息化时代的典型特征，虽然只有短短几十年的发展，但是在国际市场的冲击和带动下，中国的模具工业似乎也进入了信息化发展时代。
“痛并快乐着!”笔者认为这也许才应该是当前中国模具企业在体验模具信息化之旅中的真实感受：一方面享受着信息化在成本、效率、管理等方面带给中国模具工业的好处，另一方面，在享受的同时却也存在着各种各样的不足，不管是在使用软件的本身还是整个软件市场的规范方面等面临着诸多问题。
然而，不管遭遇了多少“痛”或者即将遭遇怎样的“痛”，中国的模具工业始终是要不断向前发展的，这不仅是行业发展的趋势，更是整个国人的呼声。那么如何正确认识当前中国模具信息化发展呢?未来的出路又在哪里呢?走入本期主题策划，你将有所感悟和收获。
话题1 CAD/CAE/CAM技术
我国模具企业在应用CAD/CAE/CAM技术方面经历了怎样的一个发展阶段?与传统的工程设计方法相比，当今模具制造行业CAD/CAE/CAM技术有哪些优势?模具企业在选择一款真正适用于模具企业的CAD/CAM系统时，应该注意哪些问题呢?
邹小慧：我国模具企业在应用CAD/CAE/CAM方面大致经历了三个阶段：第一阶段，八十年代，制造模具的手段主要是依赖普通的机械加工设备，模具企业在CAD/CAE/CAM的应用方面几乎为零，对于形状复杂的模具则是依靠钳工的技能来完成，优秀的模具钳工在模具企业内起着决定性的作用，竞争的焦点在于谁有能力把模具生产出来。第二阶段，到了九十年代，CAD/CAM技术，数控加工技术及EDM加工技术逐步被广泛应用，制造出模具已经不是问题，CAD/CAM技术及数控技术的应用水平是衡量模具的主要内容。第三阶段，到了21世纪，网络技术、计算机应用等IT技术飞速发展，以及计算机技术应用成本的大幅降低、网络速度的提高、网络应用的迅速普及等，这一切说明信息化时代很快就要到来，谁能掌握主动，抢占先机，把IT技术尽快应用到模具企业，谁就能在开拓市场、提高企业核心竞争能力方面占有优势。
陈伟明：综观我国机械行业应用计算机技术的历史及过程可以发现，80年代开始，国家在几个特定行业有计划地开展CAD、CAE、CAM，并进行了初步的技术开发，只是限于当时计算机软硬件技术的限制，相当一部分开发的机械零部件自动设计系统都基于2D，有时由于2D数据的不确定和不唯一性，对于较为复杂的部件，需要用若干张内含密密麻麻的说明和注释的2D图纸才能描述三维形体。在结构分析时，分析师还需要自己想象出图纸所代表的三维形体，或者用二维模型来代替三维实际模型进行简化的有限元分析，以获得一个大致的分析结果。最后工艺和生产部门再读图纸确定加工流程，编程员在屈指可数的数控机床上编程，对有些曲线曲面模型则大都采用数学方程式自己计算NC数据点，极少使用功能底下的CAM软件，机床工手工输入数据，而且时常出错，效率非常低下。近十几年来，计算机软件和硬件技术获得了突飞猛进的发展，在模具行业应用专业的三维CAD设计、CAE分析和CAM加工软件进行一体化数字制造的优越性已经突显。
以前传统的塑模制造，需要设计人员凭经验进行模具设计和模具制造，然后试模，碰到问题后调整工艺参数或更多的是修改模具结构设计，有时几个来回，必然增加模具制造成本和延长制造周期。现在通常的塑料模具行业，可以通过在计算机上建立整个模具的三维实际结构，方便地进行模具零部件的虚拟装配以及模具机构运动仿真和干涉检查。同时对塑胶在模腔内的成型过程的CAE分析，制定填充、保压以及冷却工艺方案，代替了反复耗费资金和时间的试模过程，大大缩短模具设计开发周期。在模具加工方面，通过三维模型数据的传递，智能化的CAM编程系统自动地、高速地生成刀路，并在计算机上进行数控机床虚拟仿真加工，最后输出相应数控机床NC代码，通过DNC传输到机床实际加工。
同样对其他比如锻造、铸造、汽车覆盖件等模具制造领域，应用CADCAECAM一体化进行虚拟设计、分析、制造技术也已经成功地缩短制模周期，发挥了高效益。
把有：实际上，CAD/CAM一体化技术在各个行业的应用中都是需要给予重视的，不单单是模具。在一体化中，客户在选择一款真正适用于模具企业的CAD/CAM系统时，要特别注意以下几点。
数据的无缝性：指数据的传递，已经不是所谓输入/输出的转换了，而是无须做手动修补的流畅过程;
过程的连续性：指的是让软件的使用者感觉到从CAD到CAM完全是一个系统或体系，其中没有任何的转换，而且，可以利用ECO(电子变更管理)，如果需要，“逆向”地从CAM返回到CAD中;
操作的一致性：指的是CAD/CAM软件统一平台;
系统的专业性：指的是软件公司提供的这样的平台要符合模具行业的制造习惯并具备各种专用工具和数据库。
总结：对一个典型的模具制造企业中，在整个CAD设计、CAE分析、CAM加工环节都基于3D数据框架内，通过有效和严格的数据管理才能缩短模具生产周期和交货期、同时强化制造过程中的质量控制，才能在激烈竞争的市场中立于不败之地。
话题2 信息化管理
当前，我国模具企业的信息化管理处于怎样的一个发展现状?模具制造企业在引进CAD/CAE/CAM等信息化技术的过程中面临哪些问题?
邹小慧：目前，许多模具企业多年来在信息化上做了大量的工作，投入了可观的人力物力，越来越多的企业正在把信息化作为推动自身发展的重要手段。然而在信息化的应用范围上，其特点还是局部化的，而且在实施过程中也存在不少问题。例如，不同的行业对PLM的需求不同，不同的制造模式，不同的产品对PLM的需求也有较大的差异;同时，很多企业在信息化建设中，有的应用了CAD/CAM系统，有的上了CAPP，有的引入了MPM，有的则实施了ERP系统，有的甚至上了几种系统。此外，不少的企业对CAD的认识还仅仅停留在绘图阶段，不能让CAD软件得到高效率应用。国内模具CAD/CAM技术水平还处于高技术集成和向产业化、商品化过渡的时期，自主开发的模具CAD/CAM系统商品化程度不够高，功能和稳定方面与国外先进软件还有很大差距;在结构、功能专业化等方面与网络下系统集成化的要求存在严重的不协调;基本处理方式严重阻碍智能化、自动化水平的提高。
陈伟明：国内模具制造企业在CAD/CAE/CAM一体化过程中的技术瓶颈不纯粹是软件优劣的问题，实际上国内模具企业在引入国内外先进制造技术的同时，有时缺乏相应的先进技术管理方法，特别在生产管理、操作使用上存在着与实际要求的巨大矛盾。模具制造是一个劳动密集型技术密集型工作，需要确保将先进软件系统和技术手段严格实施于模具制造的各个阶段，包括在模具制造过程的每一步进行质量控制，使各个部门确保数据共享和数据准确性，这样才能发挥应有的CAD/CAE/CAM一体化先进作用。
总结：信息化生产方式确实能为模具制造企业的发展带来意想不到的效果，但是在进行信息化过程中一定要注意方式方法，才能充分发挥信息化的强大作用。
话题3 软件供应商的服务
模具行业竞争日趋激烈，模具企业对数字信息化的需求也与日俱增，那么各大软件供应商的客户理念是怎样的呢?软件供应商又是如何满足模具企业的需求呢?
把有：作为CAD/CAM软件供应商，Cimatron公司现在要说服客户的是不要仅仅局限在关注如何利用好软件(不管它是否是“名义上的CAD/CAM一体化”)，而要着重从缩短制造周期、提高产品质量、降低生产成本三个方面帮助客户分析自己的模具制造过程，并看看这家要选择的CAD/CAM软件公司能否提供给满足客户需求的系统(不单是CAD/CAM软件，而是一个制造的服务全过程)，以及这种系统是否可以从以上3个方面帮助客户使其的利润最大化。Cimatron公司现在在全球模具行业极力推行这种同企业的合作方式，试图利用自己多年的模具行业经验，给客户提供“超出CAD/CAM软件以外的”增值服务，即：一整套从“模具报价到模具制造交货”的全过程解决方案。
陈伟明：对设计软件而言，CAD已经从最初的线框造型、到现在的曲面造型和实体造型，似乎已经满足了工程界的需要。比如目前在汽车行业，实体和曲面建模主导着汽车整体建模和内外饰产品和模具的造型，因为实体和曲面这种混合建模方式满足汽车优美外观设计及内外饰零部件的精确制造和装配要求。
事实上在很多有复杂型体的领域，目前已经对通常的曲面和实体造型提出了挑战，比如在一般的逆向工程领域、医疗行业的人体及器官再造行业、人像3D复制和整形美容行业、制鞋行业、产品包装行业等类似的消费品行业，因为需要有对特别复杂的外形控制及吸引眼球的美观需求，往往需要采用巨量的三角形STL数据来描述类似人或动物脸部特征和形态。
英国Delcam公司为客户提供的完全造型系统(Total Modelling)就具备了实体、曲面、三角形STL造型的能力。
此外Delcam公司业界知名的Exchange系统保证了模具企业对不同系统数据交换的要求，当今CADCAECAM一体化并非是在一种软件系统里工作，相反几乎所有上规模和具备专业化、职能分工明确的模具公司都会采用独立的但更专业的、在各自领域内带知识库的自动化、智能化的软件系统进行网络化工作，因为这样更容易实现设计、分析和加工的专业化分工与管理。
总结：面对庞大的模具市场，各大软件供应商从对服务客户的理念上到具体的实施中都采取了各种措施，并不断开发出适合模具企业发展的各类软件，以满足用户的需求。
话题4 挑战与机遇
数字化、信息化在模具企业的发展中扮演重要角色，对于提供模具制造企业的市场竞争力意义重大，那么在模具企业的信息化进程中遇到了怎样的挑战和发展机遇呢?
邹小慧：企业在此阶段遇到的信息化的挑战主要表现在：(1)如何深化应用已实现信息化的各个单元技术，例如不同的3D技术如何组合在一起应用，如何把2D技术和3D技术组合应用;(2)产品数据如何实现共享、再用
（来料加工 ）
编辑:一百加工通讯员
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