模具制造过程管理方案

CAXA模具制造过程管理方案

北京数码大方科技有限公司陈斌

近年来，我国模具行业结构调整步伐加快，中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求。对于模具制造企业而言，其竞争力的外在表现形式就是质量、成本、时间和服务，模具制造企业只有尽量缩短模具制造周期，快速响应客户需求，为客户提供优质的产品，才能在激烈的竞争中保持优势地位。因此，实施信息化工程已经成为模具企业优化企业运营过程、夯实企业实力、提升企业竞争能力的利器。目前，行业内比较成熟的模具企业，如一汽模具制造有限公司，都已经开始把企业信息化作为降低成本、控制交期、提高质量和优质服务的手段。他们建立了数字化的精细化生产管理体系，包括项目计划、工作量分配、资源平衡、计划执行过程中问题的反馈、制定解决方案过程、质量状态等，使模具制造各个环节环

环相扣，为模具行业的管理体系创建了典范。

据不完全统计，全国目前共有生产模具的厂点约2万多家，其中一半以上是自产自用的。同时，绝大部分都是小型企业，员工一般几十人或上百人，企业管理仍较落后，大部份企业还停留在属于作坊式管理的范畴，无法适应市场经济飞速发展的需要。

由于模具产品具有一些不同于一般机电产品的特点，企业特征也有所不同，决定了企业信息化具有很多其他行业所不同的难点，尽管CAD/CAM/CAE等信息工具在模具行业也得到了广泛的应用，但是如果要实现生产管理信息化，则需要有专业的模具技术和企业管理经验作支撑，同时还要有强大的软件开发能力和软件适应性，才能保障不同管理模式的模具制造企

业信息化取得成功。

模具制造企业的管理特点主要包括：

第一、由于模具不是日常消费品，不可能同一种规格生产很多，具有单件、小批量的特点，而且模具的产品精度和技术要求很高，生产加工的过程中需要很多高精度的专用设备，需要很多具有专业技能的研发、设计人员和技术工人，另外模具成型技术涉及设备性能、材

料性能以及工艺条件、温度、压力、生产环境等诸多因素，很难进行过程控制，这些都造成

模具的生产制造成本居高不下。

第二、由于模具是严格按订货合同生产，专供特定用户使用的产品，因此对其特定用户有很强的依赖性和从属性。对模具企业的用户而言，模具早一天上线，产品就会早一天上市，这就给模具制造企业的排产造成困难。有很多企业为了扩大市场就买设备、招人，扩大生产规模，但在实践中发现，产能永远满足不了市场需求。由于单件生产的特点，模具企业基本无法做一些库存，需要不断地给用户提供服务，解决问题，所以就陷入不停地买设备、扩大规格的怪圈。这样一来，生产规模越来越大，模具厂获得的利润却越来越低，“规模不经济”

效应在许多模具制造企业屡见不鲜。

第三、模具对最终产品而言，是一种中间产品，需要根据客户提出的最终产品来设计、制造模具。而模具的设计与制造主要依靠设计人员的经验和工艺人员的技巧，设计合理与否只有通过试模才能知道，制造的缺陷则需通过反复修模来纠正。因而，客户需求信息的变化，会给模具的设计与制造带来很大的工程变更，会大大影响模具的产品质量和开发周期。因此，模具制造企业通过信息化管理来提升企业开发过程的柔性，增强企业对客户需求变化的敏捷

度。

由于模具制造企业的这些管理特点，决定了模具制造企业的信息化存在以下难点：第一、大量模具制造企业是2D和3D混用，难以保证图纸和加工模型的一致性，而工程技术人员因为个人习惯或者与不同的客户配套，大量使用不同类型的CAD、CAE、CAM工具，需要采取统一的CAD／CAE／CAM平台实现数据格式的自动转换，使设计制造流程中的用户能

够高效访问到正确、一致的数据格式；

第二、由于模具企业的生产习惯、管理模式差异很大，很多企业设计规范和标准不完善，缺乏各方面的统计数据资料，信息共享程度不高，不能快速响应各种事件并及时对之予以处理。因此，模具企业信息化要取得成功，首先需要规范企业的业务流程，建立模具生产管理的整套规范、标准，再逐步通过信息技术将业务过程所涉及的大量数据、应用和过程集成起

来。

第三、由于订单的随机性、产品的多样性、设计制造的经验依赖性、变更的频繁性、试修模的不确定性等，导致模具的生产情况复杂多变，整个生产过程难以得到有效管理和控制，模具的加工状态、资源的负荷情况、以及加工中出现的各种问题需要实时采集生产信息，通过制造过程管理信息系统及时反映，以便生产管理部门快速作出优化调度决策。

由于模具从设计到制造交付过程的复杂性和生产制造过程动态多变的特性，现有的一些ERP系统很难满足模具企业生产管理的上述要求，PLM作为一种战略性的企业信息化解决方案，把人、过程和信息有效集成在一起，支持从概念到报废的产品全生命周期中产品信息的生成、管理、分发和使用。模具制造企业PLM可以为模具企业及其供应链成员提供一个模具产品信息集成框架，在整个集成框架内采用唯一的产品信息源和一致的产品信息管理机制，确保正确的人、在正确的时间，访问到正确的信息，使模具制造企业及其扩展企业中不同部门、不同地域的人和组织方便地进行协同作业。

针对模具制造企业ETO模式的生产特点，CAXA融合先进的管理理念, 融入十五年来对中国制造业用户和市场的深入了解和系统应用经验，提炼中国模具制造企业的业务流程和管理模式，形成了“面向模具制造ETO模式的CAXA PLM解决方案”（如图1所示），CAXA模具设计解决方案、CAXA模具产品数据管理(PDM)解决方案和CAXA模具制造过程管理(MPM)解决方案三大组成部分，覆盖从接受订单、模具设计、零部件设计、图纸输出、工艺设计、采购订货、制造与装配、试模修模、检验入库、交付服务等全过程, 致力于解决模具制造企业

中面临的各种挑战：

n与CAD、CAPP、PDM完全一体化集成，缩短生产技术准备周期；

n MRP计划把市场、设计、存货、工艺集成，整合生产资源；

n动态控制生产过程，提高处理生产现场问题及时性；

n采购监控和评估，降低采购成本，提高对生产响应速度；

n销售和生产业绩监控，保证企业持续稳定发展；

n与ISO9000、TS16949标准集成，监控产品质量，保证按质按期交货；

融入国际先进的优化生产排程技术（APS），可同时自动安排多达上千套模具的加工计划，实现保证交货期下的企业生产资源的优化排程，提前预测资源负载，预警各种风险。

CAXA模具制造过程管理系统（以下简称CAXA模具MPM）是CAXA综合了模具制造企业生产过程管理特点，以及为一汽铸模等多品种、单件小批量制造制造企业实施制造过程管理信息化多年来的经验，在统一的产品和工艺数据基础平台上构造的新一代基于PLM平台的制造过程管理解决方案。CAXA模具MPM着眼于模具制造过程的管理与控制，具有订单管理、生产计划管理、车间生产管理、采购与库存管理等业务功能，并为企业各级领导提供决策支持，可以为提升企业的整体信息化水平、增强企业赢利能力提供有效帮助。

CAXA模具MPM具有如下特点：

n基于统一的CAXA PDM平台，一体化无缝集成设计、工艺数据，使工艺人员可快速地编制出模具加工工艺，并存储和应用各种成熟工艺、典型工艺。通过长期的积累和改进，还可使工时定额、材料定额的确定更加准确，便于对订单进行全过程的成本预算控制和结果核算；n采用先进条码方式监控生产过程，车间加工监控可让管理者实时了解每个模具订单、每个工件、每个工序的加工情况、质量情况、加工时间计划等，与预警功能相结合，可使生产管理人员全面掌握生产信息，建立富有弹性的闭环生产控制系统；

n全方位的物料管理，涵盖设计、采购、仓库、加工等环节，在模具设计环节可根据现有库存和物料成本合理选择物料，使采购人员能及时的得到物料通知，制定合理采购计划；工艺设计环节对模具设计数据的共享重用和CAPP内嵌的零件坯料计算公式、速查手册，可使下料工合理利用坯料，节约成本；完善的信息反馈使管理人员可分析物料计划与实际消耗情况，持续改善企业的物料管理能力；

功能强大的高级生产排程引擎（APS），可保障生产计划的优化和能力的平衡，使企业可根据工艺路线、资源情况、新增的模具加工任务、交货期要求等制定出优化的车间作业计划，并评估出企业生产资源的负荷情况、生产过程中的关键工序等，以便协助生产管理人员合理地确定外协、加工任务的调整，获得产品制造时间或成本的最优化。

订单是生产计划的依据，通过订单管理应用，能够帮助销售人员进行快速报价，按照订单要求的交货期模拟运算资源负荷情况，供销售人员评估交货期并采取措施。

订单建立并经审核生效后，销售人员可以通过对销售业务信息的查询分析，及早发现企业销售管理、订货服务、产品发运、回款等各环节发生的问题，使销售部门根据所发现的问题，采取相应的措施。根据查询条件选出的订单列表，当选中某条订单后，下窗口显示其产品明细,分别用不同的颜色订单的完成状态。

4.2计划管理

模具企业在制定项目计划时，往往难以考虑负责人员的工作负荷和设备资源的负荷，因此常导致实际计划难以执行和考核，项目进度无法有效控制。CAXA模具MPM的计划管理模块将计划人员的管理经验与计算机的先进技术、科学管理方法结合起来，以人机交互的方式实现生产计划的编制，可提高计划的科学性、可行性、准确性，压缩生产周期，减少在制品，减少停工待料，提高生产率。

CAXA模具MPM计划管理包括模具开发网络计划、生产主计划、物料需求计划和作业计划等功能，它将开发计划、作业计划与订单相关联，管理范围涵盖设计、工艺、采购、计划、生产、检验、调试、发货等各个环节，为管理者监控生产进度和科学决策提供了依据。

物料需求计划是对生产任务（相当于主生产计划）各个项目所需的全部制造件和采购件的时间进度、数量要求计划。CAXA模具MPM针对单件、小批量多品种的生产模式，提供了一套有别于ERP 中的MRP的算法，充分发挥计算机在重复计算方面的优势，为计划人员承担烦杂的计算工作，同时通过提供计划人员多种灵活调整方式，满足计划的多变性。

4.3车间作业管理

车间作业管理模块包括车间任务管理、车间作业计划编制、车间任务派工及领料管理、生产过程及质量状态信息反馈与跟踪等功能。车间作业管理是是CAXA模具MPM实现制造过程闭环控制的最后一个环节。车间作业管理根据MRP下达的自制件需求、工艺路线、工作中心情况、采购物料到货情况、工厂日历计算等信息完成生产作业计划编制，说明某任务（加工某物料）的加工工序、工作中心、工作进度及使用的工装设备。

加工过程卡是模具制造企业车间生产派工的依据，在作业计划制定完毕并经过审批后，CAXA模具MPM系统会自动将过程卡初始化完毕。在系统生成加工过程卡之后，车间管理人员就可以进行工序工作票、工序委托卡、热处理委托单、编程任务单等作业单据的建立。车间作业管理根据加工过程卡、实际作业质量信息反馈，生产加工执行状态的监督与汇报，完成生产统计和分析，为生产调度和各级管理人员提供车间生产的动态信息。

库存管理是通过对仓库、货区、货位等基础数据的定义，对各类仓库入、出库单据的维护，实时地反映各种物资的仓库存储情况，并通过对这些情况的分析，及时地为决策和管理人员提供库存信息，如：资金占用信息、库存物料的积压信息、缺件信息、超储信息、ＡＢＣ分类信息等。库存管理可以为计划决策人员及其他管理人员提供各种存货信息、缺件信息，以便及时调整生产和采购，保证全企业生产过程的高效运转。

采购管理根据物料需求计划结果、库存数据、需求申请等编制采购计划。采购管理帮助采购部门采购人员控制并完成从供应商报价、采购计划、采购订单、订单评审、订单执行、到货接收、检验入库的全部过程，有效地监控订单签订过程、采购计划的实施及供应商交货履约情况，在此过程中实现了物资供应的闭环控制系统。

综合查询模块时CAXA模具MPM独具特色的一个功能，它可使相关人员从订单、模具、工件、生产任务的不同层次上了解包括生产计划、完工状况、采购信息、销售信息、库存信息等，为企业各层管理人员全面掌握生产信息提供帮助，便于做出更科学合理的管理决策。