CAD /CAM解決方案集成了模具設計、制造和相關(guān)的各類軟件,旨在為模具行業(yè)整個工作流程提供完整、全面的解決方案。模具的數(shù)字化設計、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理、數(shù)字化生產(chǎn)流程等,是現(xiàn)代模具制造必不可缺少的技術(shù)手段和方法。
模具領域發(fā)展的變革
欒合俊先生:隨著科技的發(fā)展,相應領域?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量的要求普遍提高,促使制造業(yè)突飛猛進地發(fā)展。應運而生的CAD/CAM(Computer Aided Design /Computer Aided Manufacture )軟件的應用得到快速發(fā)展,尤其在機械設計、制造領域,建筑領域得到廣泛應用,而且應用水平提高得很快。
應用領域主要在非標產(chǎn)品的設計、加工,模具設計、制造。應用范圍小到微電子設備,大到飛機、船舶等。涉及的行業(yè)有航空、航天,家電,汽車,刀具,玩具,醫(yī)療器械等。
根據(jù)產(chǎn)品特點不同,通過使用CAD/CAM軟件,各領域產(chǎn)生的效益也不盡相同。主要是在生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、制造精度上發(fā)揮了不可替代的作用。某些領域替代了手工操作,提高了生產(chǎn)效率,縮短了產(chǎn)品投放市場的時間,降低生產(chǎn)成本,為企業(yè)提供更多、更好的商機,這一點是CAD/CAM軟件給企業(yè)帶來的普遍的效益。有些生產(chǎn)過程是手工所無法替代的。例如飛機發(fā)動上的葉輪、葉片的復雜曲面的設計、加工是無法用手工完成的,需要專業(yè)的CAD/CAM軟件來實現(xiàn)。一方面我們完成了手工所不能實現(xiàn)的工作,另一方面提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和精度,從而提高了整機、整車性能。
總之,隨著CAD/CAM軟件的應用和發(fā)展,對相應領域和行業(yè),尤其是機械設計、制造領域,模具領域的發(fā)展帶來了前所未有的變革,相應地促進了科學技術(shù)的發(fā)展。
萬立博士:模具是特定產(chǎn)品零件生產(chǎn)用的專用工裝,60%~90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工技術(shù)。模具又是典型的技術(shù)型產(chǎn)品和非定型產(chǎn)品,每套模具都要進行創(chuàng)造性的設計和加工,增加了企業(yè)生產(chǎn)管理的復雜性和難度。
到20世紀90年代,模具CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù),數(shù)字化制造技術(shù)逐步被廣泛應用,制造出模具已不是問題。隨著CAD/CAM技術(shù)的普及,模具的數(shù)字化制造面臨著應用的深化和由信息技術(shù)應用所引發(fā)的管理模式、體系、方法的變革問題。
國內(nèi)模具制造企業(yè)雖然也采用了CAD技術(shù),但模具的設計尚未形成成熟的理論指導和設計體系,各類設計工具更多地表現(xiàn)為單一學科技術(shù)的軟件化,其相互集成也是以軟件接口實現(xiàn)的數(shù)據(jù)集成,CAD技術(shù)及其應用還存在著幾何設計多而功能設計少、信息集成強而模型和知識集成弱以及輔助創(chuàng)新設計能力差等不足,對綜合分析、優(yōu)化設計等更高層次的設計活動缺乏有效的支持。因此在模具CAD/CAM技術(shù)中集成數(shù)字化分析技術(shù),并且將CAE仿真結(jié)果直接用于產(chǎn)品設計、模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化、成型工藝參數(shù)的選定,通過減少物理樣機來提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本并加速產(chǎn)品上市,這種需求在模具制造業(yè)中尤為突出。
用信息化帶動企業(yè)管理
陳強先生:寧海大鵬模具塑料有限公司是模具行業(yè)中快速成長起來的一支新軍,企業(yè)代表者一大批從小作坊經(jīng)營到大規(guī)模生產(chǎn)的新興企業(yè)。公司主要生產(chǎn)塑料模具,現(xiàn)年產(chǎn)可達4000萬人民幣,年生產(chǎn)200~300副復雜模具的能力。但是,從傳統(tǒng)的作坊式經(jīng)營到現(xiàn)在的規(guī)模經(jīng)營,公司迫切感到管理能力的不足和缺陷。模具行業(yè)是較早采用CAD/CAM技術(shù)的行業(yè),對計算機技術(shù)認識和理解較深,為此企業(yè)在二次創(chuàng)業(yè)的關(guān)頭,選用了艾克斯特公司的CAD/PDM/CAPP/ERP一體化解決方案,用信息化帶動企業(yè)管理,從而達到快速準確響應市場的目標。
由于大鵬模具長期處于手工作業(yè),管理上主要依賴人員的素質(zhì)和責任,在生產(chǎn)規(guī)模急劇擴大的情況下,存在許多問題,如模具設計的知識管理與模具的標準化的問題;設計生產(chǎn)的并行運作模式帶來的問題;與模具上游客戶和下游生產(chǎn)加工的緊密聯(lián)系的問題;單一模具按項目生產(chǎn)模式帶來的問題以及技術(shù)管理的深層次問題。這些問題需要通過實施信息化來改變目前的局面,為此,艾克斯特根據(jù)企業(yè)的實際情況和公司軟件產(chǎn)品的實際狀態(tài),將企業(yè)的信息化目標分為基本應用階段和優(yōu)化提升應用階段進行項目實施。
基本應用階段是此項目實施的主題,CAD方面以PRO/E軟件為主,解決企業(yè)的模具設計和分析。XTCAPP軟件作為核心平臺,形成對模具設計數(shù)據(jù)、生產(chǎn)調(diào)度和現(xiàn)場管理的作業(yè)體系。庫存管理模塊和銷售采購管理軟件可以解決企業(yè)的庫存、采購和銷售管理,從而建立以產(chǎn)品數(shù)據(jù)為中心的設計管理環(huán)境;規(guī)劃和總結(jié)企業(yè)產(chǎn)品的特點建立產(chǎn)品基礎數(shù)據(jù)庫;建立以項目組織管理的設計、工藝、生產(chǎn)軟件應用基本環(huán)境;建立企業(yè)基礎材料、生產(chǎn)等基本成本庫,實現(xiàn)模具的快速報價及管理;利用數(shù)據(jù)發(fā)布,實現(xiàn)與上游客戶的郵件聯(lián)系。
優(yōu)化提升應用階段是以提高企業(yè)的產(chǎn)品設計的創(chuàng)新能力并與上游客戶的遠程交互和模具全生命周期的管理,形成以模塊化設計為中心的快速設計響應體系;形成模具全生命周期的管理體系;初步實現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)的實時監(jiān)控與反饋,提高企業(yè)設備的利用率等。
實現(xiàn)最佳的應用價值
胡其登先生:JK模具設計公司是一家提供復雜的注塑件和鋁、鋅等五金件的高級模具設計的供應商。直到20世紀90年代后期,公司在簽定設計合同后一直都只采用二維的CAD設計工具創(chuàng)建用于實際模具生產(chǎn)與加工的工程圖,交付給客戶。按照JK模具設計公司老板約翰·瑞茨伯格的說法,起初二維工具還是夠用的,但當開始接收越來越多種類的三維設計數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)還要花費大量的時間重建二維模型,甚至重新創(chuàng)建新的格式的三維模型;而且當模具的復雜程度增加時,所需要的重復勞動和額外時間就更多了。
約翰·瑞茨伯格表示,“在重建二維數(shù)據(jù)模型的過程中要浪費大量的時間,還要冒轉(zhuǎn)換模型過程中產(chǎn)生誤解或錯誤的風險;此外,我們還會經(jīng)常遇到導入/導出其他CAD數(shù)據(jù)格式的大量問題。我們的客戶經(jīng)常無法導入我們提供的二維模具數(shù)據(jù),有時可能還要重新生成三維模型,這將徒增許多額外的工作量,同時也增加出錯的機會。” JK模具設計認識到急需一個卓越的三維CAD軟件包能夠輸入和輸出大量的其他設計系統(tǒng)的各種格式的數(shù)據(jù),以便繼續(xù)為其客戶提供他們所期望的優(yōu)質(zhì)服務。
經(jīng)過仔細地評估了幾個實體造型軟件包之后,約翰·瑞茨伯格選擇了SolidWorks三維機械設計系統(tǒng),因為它是市面上最為全面的三維設計包,能兼容各種CAD數(shù)據(jù)(SolidWorks提供了最為廣泛的數(shù)據(jù)接口),提供有效的模具設計功能以及對一些模具設計產(chǎn)品插件的直接訪問,包括固有的模具設計咨詢能力,還能自動地生成其二維工程詳圖,體現(xiàn)了最佳的應用價值。自從采用了SolidWorks軟件,JK模具設計公司已經(jīng)實現(xiàn)了縮短其模具設計周期50%。同時還增強了輸入/輸出不同數(shù)據(jù)格式的能力,改善了與客戶之間的設計交流與溝通,還增強了其模具分析的能力。