高效模具加工与制造协同管理系统

刘成待

摘要：高效模具的加工与制造讲究时效性和技术性，其设计与生产过程涉及到企业内不同部门之间的协同作业以及企业间的订单协同完成。因此企业通过模具加工与制造协同管理系统的构建来对模具生产中设计的各种零件数据和管理任务进行规划，以提高模式生产流程的整体效率。基于此，本文对高效模具加工与制造协同管理系统的架构设计进行分析与讨论。

关键词：高效模具；零部件；锻件

随着新能源汽车对燃油汽车市场的不断冲击，各大汽车制造商也逐渐提高汽车型号迭代的频率。而模具作为汽车中十分重要的零部件，其设计工艺和尺寸结构也需要对应地进行调整。由于模具生产属于多种单件生产模式，其设计内容的改变涉及到多个部门以及不同企业在生产计划方面的改变。而模具加工与制造协同管理系统的设计与实现能够有效提高整个生产流程的容错率，并提高生产效率。

一、高效模具加工与制造的特点

（1）高精度加工。模具制造加工的品质要求极高，其精度主要由制品精度和模具构造规定所决定。为了确保加工部位的精度和规格的一致性，模具制造中越来越多地应用了精细的数控机床加工机器设备和独特的加工工艺方式。

（2）形状复杂。模具的工作中一部分通常涉及二维或三维的繁杂斜面，而非一般机械设备加工的简易平构面，使得模具的形状十分复杂。这种复杂性要求模具加工过程中必须采用特定的工艺和技术手段，以满足其复杂形状的需求。

（3）高硬度材料。模具原材料的强度通常很高，而高硬度的特点既能保证模具的耐用性，也增加了加工的难度[1]。

二、高效模具加工与制造协同管理系统的架构设计

高效模具加工与制造协同管理系统的逻辑架构设计的目标是对系统中不同逻辑组件的划分以及这些组件之间如何进行交流和互动。首先，系统需要根据不同逻辑组件的功能对其进行分类，在划分完成后系统需要采用接口定义或使用设计模式的方式来对不同逻辑组件的交互方式进行设计。例如：系统可以采用观察者模式对不同组件之间的消息进行传递。在进行交互设计后，系统需要对逻辑单元进行识别协作，为了避免不同子系统之间的紧耦合性，系统可以采用将具有共性的协作抽象成通用机制。图1为系统架构设计图。

图1 系统架构设计图

（一）系统逻辑架构

1.企业内模具加工与制造协同

模具加工与制造流程涉及的部门较多，且不同部门之间的交叉和协同作业较为频繁，需要模具设计与加工部门之间的配合更加密切。随着时代的发展，各行业对于模具的精度和准度要求较高，也使得模具制造企业在模具生产流程中各项环节的质量控制工作更加严谨。而更为苛刻的技术标准和复杂的制造流程使模具生产过程需要额外重视协同制造，例如：在模具开发初始阶段的生产流程和技术工艺、模具开发中期的材料采购和工艺制造以及模具开发后期的产品审核与调试都能够协同进行。车间人员通过技术文档的整理来积累一定的实践经验，而技术文档的标准化和规范化是磨具设计与生产的标准及重要准备工作。

设计人员根据客户所提供汽车型号的3D模型需求来制作模具设计工艺，而这一需求不是一成不变的。随着客户对车型的优化与改进，3D模型需求也会随之变化，因此模具设计工艺也要跟随客户的需求而适当改变。而磨具的设计也不是一次就能成型的，一旦在审核、自检和校对环节中模具的结构和工艺设计因细节问题而没有达到相关标准，设计人员就需要对模具的设计方案或结构进行整改。

设计人员在确认成型模具的整体结构和类型时需要根据制定的技术标准和工艺结构来进行。在模具设计完成后需要经过客户审核通过后，设计部主管才能对外协设计零件的类型和尺寸加以确认和审核，采购人员需要严格按照相关型号和规格进行外协设计零件的采购，并确保所采购的零件合格率达标[2]。

技术部门则需要在加工工艺的编制过程中依照DL图和结构图，并在编制完成后进行自审，加工工艺在自身完成后交由制造部进行生产制造。车间主管要根据生产制造计划来对模具进行加工和热处理等生产环节，待模具加工完成并通过质检部门审核后交由客户进行验收和投入使用。

2.企业间业务逻辑协同

模具制造采用多种单件生产模式，每套模具都需要不同数量的锻件、铸件和标准件组成，此外模具的生产与制造流程还需经过多次数控加工和热处理以及电镀修边等环节，因此模具制造工艺不是一家生产企业就能完成的，需要多家企业间的业务协同。

为了保证模具交付日期，企业可以采用借助其他企业的各项资源来完成部分生产订单的方式来应对生产负荷不均等问题。企业在生产压力过大时可以在系统中进行外包信息发布，其他企业在接收并确认订单后会对企业进行信息反馈，此举能有效缓解不同企业间生产负荷不均匀等问题。

企业员工在登录模具加工与制造协同管理系统后，可以通过对应的功能节点来进行零件明细上传，零件明细会将某一零件的各种信息涵盖在内。系统会将订单以数据同步的方式上传到其他企业的加工与制造协同管理系统中，其他企业的员工在登录系统后就可以对订单进行查询和确认。在接收订单后，其他企业会按照订单的信息和要求进行生产，并在固定界面和时间节点提交订单的进展和资料，以方便企业进行查看和了解订单状态

[3]。

（二）系统功能架构设计

1.项目管理

项目管理主要包括：（1）在产项目。项目经理对正在生产项目的各类信息和数据进行查询与管理。（2）完结项目。项目经理对已经完结项目的后续情况进行查看。（3）废弃项目。项目经理对半途废弃项目的废弃原因和记录进行查询。

2.虚拟开发组管理

虚拟开发组管理主要包括：（1）分组操作。对组员的分组以及调配进行管理。（2）相关查询。对组员和组内信息进行查询。

3.外协管理

外协管理主要包括：（1）订单操作。对订单进行创建、编辑与删除。（2）订单查询。对订单内所包含的全部信息和数据进行查询。（3）查看订单。对订单的外协厂家信息和订单完成信息进行查看。

4.任务管理

任务管理主要包括：（1）待完成任务。对待完成订单中员工所需要进行的任务进行记录。（2）已完成任务。对已完成任务的完成情况进行记录。（3）待审核编辑。具有审核权限的人员对任务进行审核，具有修改权限的人员对任务进行修改。

结语：高效模具作为汽车制造过程中较为重要的一项零部件，其设计、加工与制造过程不仅需要企业内的协同制造，还需要企业间的协同制造。而模具加工与制造协同管理系统的研发能够实现不同管理系统间的数据和信息同步，极大地提高了模具的设计与生产效率，缩短了模具的加工与制造周期。

参考文献：

[1]程书玲.模具生产协同管理系统的设计与实现[D].山东大学,2016.

[2]郑子军,俞昌吉,尤建国等.中小型模具企业协同制造环境下运行机制优化问题研究[J].轻工科技,2015,31(05):132-133.

[3]伍晓宇,陈锦盛.模具制造信息化系统的构建[J].计算机应用研究,2006,(05):146-147+150.