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      2. 工業4.0模具大佬眼中的工業4.0和模具智能制造

        曾任職富士康科技集團鴻海模具CAD/CAM中心副總經理的謝尚亨先生,在長達十余年智能化制造系統的研究開發中,謝總專注于專業模具制造領域。為了適應現代工業的發展,摒棄了傳統模具生產制造過程中的諸多詬病,前瞻性的開創了無紙化模具生產自動化管理系統。在模具的開發,生產和檢測自動化方面先進的制造理念。

        以下是謝總在HxGN LIVE香港大會自動化與工業4.0峰會上的發言實錄,希望大家能夠從中了解到其如何將專業的經驗輔助模具生產的實踐,結合信息化、專業化、精細化、云技術為一體的自動化模式,為模具生產加工行業提升產能和品質管控提供卓越成效。

        什么是工業4.0

        關于工業4.0,有很多的用途和講法,不外乎利用網絡的辦法,把所有的東西連接起來,連通整個制造的部分。

        那么,工業4.0對模具廠的幫助是什么?

        我曾經任職一家在模具和制造領域非常知名的企業,有16年的時間。剛開始,主要做設計,后來到2002年,我們接到一個很大的訂單。那時候要求我們每套模具的交期是7天,精度達到了mm級,能夠在全球范圍內互換。在2002年,這個任務是一項很大的挑戰,而且數量很大,一個月有著200臺的模具數量,每套模具的要求,就當年來說也是一個挑戰,人員經驗不足。那時我就想,如果按照常規的做法,無法達到老板的思路,從那時起,我們就開始了數字化工廠的規劃,以更好的減少人力,提高效率。

        從2003年到2006年,我們就成為這家公司的全球排名靠前的模具供應商。不管速度、品質、交期,我們均實現了大幅增長,并成為其全球供應商的標準。這是一項非常不容易的事情,但我們做到了。

        模具廠所面臨的挑戰

        下面,就讓我們分析一下模具廠所面臨的挑戰:

        模具廠要求日新月異,而且模具的難度越來越高。20多年前,模具很簡單,沒有現在這么復雜?,F在的模具,很多情況下都會有雙色、提升的精密度等等的要求。

        再是交期。20年前,一套模具的交期可能是30天,后來縮短為20天,然后我的老板接手后,將交期縮短為7天,效率大幅提升,交期大幅的壓縮。

        還有就是談到為什么軟件只在中國做,其他國家都沒有。這里有一個很大的特色,中國所有的模具廠規模要大于日本和歐洲,我之前管理的一個工廠,有2200名員工,24小時開工。除了中國,這在其他國家都看不到。規模如此之大,你需要考慮如何進行有效的管理和控制整個工廠的績效,這是一個很重要的問題。

        新一代的年輕人往往不愿意從事工廠的工作,如何才能生產出像今天iphone這樣精美的產品,我想除了利用軟件,沒有其他更好的辦法。

        模具開發流程與技術盲點

        模具廠是一個技術密集度很高的地方,從CAD、CAM到各種加工技術,CNC、EDM、線切割還包括測量技術,同時還包含著所有的成型技術。如何建立成型的條件?如何進行報價?整個項目進程的管理?如何進行品質控制?這是一個復雜的行業,包含著很多的技術和內容。

        智能模具制造系統

        智能制造,從專案開始,到成型試模,包含了很多的東西,很重要的一部分就是虛實結合,工業化和信息化的融合。其重點在于,如果我們開始不從模型開始控制,就沒有辦法把整個工廠的管理做起來,也無法將自動化轉化為現實。

        從CAD模型開始到無紙化:CAD建模的時候,就給每一個CAD模型以不同的加工精度要求、表面粗糙度要求,在進行CAPP制程設計時,也把所有的制程工藝信息添加到了CAD模型中,一個一個環節傳遞下去,可以減少一些重復工作的需要,同時把需要銜接的部分,通過這個系統自動達成,這就是構思這個軟件平臺的原因。

        數字化模具制造系統與智能化軟件技術應用

        通過這套系統,我們將模具的制造時間從16天縮短為7天。這其中歸功于我們的系統、加工設備技術的改變,來自??怂箍档臏y量設備以及牧野的機床設備,幫助我們的模具交期縮短45%,人員培訓時間也大幅縮短,這是智能制造為我們帶來的好處。

        測量如何納入模具自動化

        除了我們所談到的模具智能制造,我們還有考慮模具智能制造所集成的數據,對制造業來說,能夠產生什么樣的變化?

        我們不能簡單理解測量就是測量精度。測量可以實現測量自動化,從CAD模型中所設定精度要求以及工藝要求,系統就可以了解所要測量的地方,從而產生真正的測量程序。

        現場設備通過RFID讀取,就可以下載程序,自動產生檢測報告。

        測量的擴展應用還包括監控很多的東西,如:

        機器的穩定度。

        了解機器的質量分布狀況,是否需要被保養,是否需要進行激光校正。

        發現機器的調校異常,工裝是否穩定,刀具有沒有問題,這是測量能給我們帶來的。

        就像我們所談到的放電條件,放電條件的每一段都需要人為選擇。通過采集的數據,發現其中的規律,系統就能夠替代人工進行選擇。透過各種數據,如電極加工、我們已經了解了電極的接觸投影面積以及所需要的VDI規格以及深度,所有的數據匯集在一起,進行關聯與整合,我們就可以自動挑選整個放電條件,針對每一臺機器,并可以進行持續的優化。這樣,可以為整個行業帶來改變。

        另外,以EDM制程為例,做一支電極,電極做壞的原因有很多,如Z軸異常、X/Y偏差、縫隙異常、C軸有問題等等……所有這些問題匯集在一起,你可能需要一個老師傅,一項一項的檢查。通過我們的系統分析,你就可以把所有的數據撈出來,精確的定位問題所在。這就是數據為我們帶來的應用。

        關于測量機:未來可拓展的空間與內容

        在坐的很多人可能沒有應用過PMI-3D標注,這種3D標注在很多的CAD模型中都存在,代表了產品模塊信息。透過這個信息,你可以在自動化標注的部分能將公差信息帶進來。這樣,是不是可以進行自動測量而不需要人進行測量程序的編制。這是我認為未來測量機需要改善的地方。

        另外,我們所進行的自動測量,很多是對點云進行測量,每個點矢量位置的偏差,將來是否可以把形位公差的測量自動化,測量報告三維顯示?,F在的工廠有各種測量設備,他們來自不同的廠商,我們是否可以有標準的語言平臺。另外就是關于光學影像的測量,也需要更加的自動。還有三坐標和加工中心上的測量,如何實現測量程序與結果的互換。這都是我認為未來有改進空間的部分。

        云技術應用

        很重要的一點,未來將關注云端的應用。我們知道模具廠有大、中、小各種的規模,他們的績效各有差異,大的模具廠擁有很好的設備和人員,但不一定比小廠績效好。通過云端平臺,能夠保存中小企業的技能,幫助我們進行改善。

        自動測量解決方案

        我們的目標是將所有的技術做成一個平臺加以利用,包括CNC、EDM、CMM……未來,這就是我們的底層信息,每個人都可以連接起來,把所有的加工技術和知識集成起來,幫助每個使用者快速應用,同時把CAD模型的信息加入進來。

        我們的系統,包括了線切割、數控電極程序、測量程序、EDM程序,全部實現了自動化。不需要人為介入,使用自動化的方法,采用幾何識別功能,加上切削的邏輯庫來實現這些功能,與人操作的結果差不多。如果將來加工一個電極的程序非常的便宜,就不需要再耗費人力,這樣就對行業產生了改變。五軸加工的模擬,以前也是通過人來操作的,現在可以利用云端的平臺在后臺進行操作,這樣就改變了整個工業環境的模式。

        面向未來,我們將會有更多的創新模式,產生更多的SOHO族,他們會改變整個的模具行業。在周邊,我們還可以進行教育、培訓、客戶支持甚至建立交易平臺,這就是整個模具制造業云端制造所帶來的改變。這種改變不僅在中國、是區域性的,它會改變整個全球的模具的未來。

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