模具是制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備，其自身就是個性化定制的產(chǎn)品，型腔及型芯的結(jié)構(gòu)隨產(chǎn)品的不同而不同，具有研發(fā)制造環(huán)節(jié)多、周期長、精度高等特點，模具企業(yè)發(fā)展存在較多瓶頸和制約因素，因此標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、信息化、自動化、智能化將成為模具企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必經(jīng)之路。

模具數(shù)字化工廠標(biāo)準(zhǔn)化——優(yōu)德普模具行業(yè)erp軟件

模具數(shù)字化工廠首先要顛覆傳統(tǒng)的作業(yè)模式，分析哪些環(huán)節(jié)是人工實施，哪些環(huán)節(jié)是可以通過自動化、智能化解決 ，以標(biāo)準(zhǔn)化方式形成新的作業(yè)圖2所示為模具零部件NC加工工序，目前行業(yè)大部分模具加工車間的生產(chǎn)模式都是由一個操作工控制 1~2 臺機(jī)床，負(fù)責(zé)機(jī)床配刀、工件到位、程序檢驗到上件、開機(jī)過程監(jiān)控直到完工下件整個過程，操作流程繁瑣、效率低、存在較多安全隱患，一般有12道工步。在模具數(shù)字化工廠體系下，可優(yōu)化為 5 道工步，分別為物流、刀具、裝夾、DNC（網(wǎng)絡(luò)化分布式數(shù)控）、MDC（制造數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控），將傳統(tǒng)的一人多技能串行的作業(yè)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓪嵤拔寤备脑斓臄?shù)字化工廠作業(yè)模式。

通過作業(yè)模式的標(biāo)準(zhǔn)化，提出模具數(shù)字化工廠體系的目標(biāo)，如 NC 加工工序的數(shù)字化工廠體系需要實現(xiàn)以下3個目標(biāo)。

（1）提高設(shè)備利用率。數(shù)字化工廠體系的目標(biāo)就是為了降低設(shè)備對人員技能的要求及充分減少計劃外停機(jī)時間，在零件加工之前將所需資源準(zhǔn)備到位，針對不到位的環(huán)節(jié)通過流程優(yōu)化等方式予以解決，如改進(jìn)工裝、優(yōu)化工藝、統(tǒng)一程序管理等，將機(jī)床空閑的輔助時間縮短，可以提高精益生產(chǎn)管理水平，并在加工過程中將設(shè)備運行狀態(tài)、設(shè)備故障快速反饋給相關(guān)人員，設(shè)備非計劃停機(jī)通過系統(tǒng)一目了然。

（2）實現(xiàn)生產(chǎn)過程的協(xié)同。數(shù)字化工廠體系實現(xiàn)了對數(shù)控加工的全過程管理，包括零件加工之前的 NC程序和相關(guān)技術(shù)文檔準(zhǔn)備、刀具準(zhǔn)備、物料準(zhǔn)備、工件裝夾、設(shè)備故障報修等。通過按照生產(chǎn)計劃發(fā)送準(zhǔn)備指令，CAM 編程員、刀具準(zhǔn)備工、裝夾工、物流工接收指令后，并行去準(zhǔn)備各自資源，系統(tǒng)根據(jù)以上環(huán)節(jié)的結(jié)果輸出開始加工指令，將過去人工協(xié)調(diào)、干預(yù)、判斷的工作大部分由軟件自動實現(xiàn)。

（3）遠(yuǎn)程控制和閉環(huán)控制。對帶有網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)控設(shè)備，通過DNC的高 級控制功能遠(yuǎn)程將機(jī)床所需的程序按照計劃開工時間直接推送到設(shè)備內(nèi)存中，不需要人工操作調(diào)用數(shù)控程序；系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制CNC 機(jī)床主要的加工載體 NC 代碼，什么樣的加工代碼能夠推送到機(jī)床，加工代碼什么時候推送，由系統(tǒng)根據(jù)計劃來確定，避免了現(xiàn)場操作工不按照計劃加工零件，或者私自修改NC程序的違規(guī)操作。

模具工廠數(shù)字化——優(yōu)德普模具行業(yè)erp軟件

模具工廠數(shù)字化是由生產(chǎn)計劃管理、程序管理、程序仿真驗證、工藝文檔管理、機(jī)床聯(lián)網(wǎng)、物耗寄售、協(xié)同看板、機(jī)床監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、協(xié)同制造（系統(tǒng)看板、目視化管理）、數(shù)據(jù)分析、設(shè)備管理等模塊構(gòu)成。各模塊之間的數(shù)據(jù)通過 Internet 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳輸，實現(xiàn)設(shè)備與服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信，包括數(shù)控程序的上傳、下載、機(jī)床參數(shù)備份等功能。

生產(chǎn)計劃管理模塊是根據(jù)用戶訂單制定生產(chǎn)計劃的模塊。生產(chǎn)計劃可以根據(jù)訂單要求自動生成，再由人工進(jìn)行修訂。生產(chǎn)計劃制定完成后，通過網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)計劃同時發(fā)送給程序管理模塊、工藝文檔管理模塊及物料寄售模塊。程序管理模塊是將生產(chǎn)計劃發(fā)送給加工中 心，由編程人員根據(jù)生產(chǎn)計劃編制訂單上所需產(chǎn)品的生產(chǎn)程序，包括計劃開工時間、生產(chǎn)流程、各流程所需時間、參數(shù)、生產(chǎn)節(jié)拍、所需機(jī)床、刀具、電極、裝夾設(shè)備等。

在程序管理模塊中還包括程序仿真驗證模塊，用于在計算機(jī)上進(jìn)行仿真模擬生產(chǎn)。程序仿真驗證模塊具有強(qiáng)大而實用的數(shù)控編輯功能，可實現(xiàn)文件的智能比較、刀位軌跡的三維模擬等，以驗證其程序是否錯誤、生產(chǎn)過程是否合理、用時是否較短、工藝參數(shù)制定是否合理等，還可以判斷加工計劃條件是否滿足、預(yù)測加工時間等。如果出現(xiàn)不合理的，則反饋給編制程序的人員進(jìn)行修改，再重新驗證。通過程序仿真驗證模塊，可以快速定位生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中可能出現(xiàn)的異常，做到及時修改完善，該步驟在正式生產(chǎn)前一定要執(zhí)行。程序編輯仿真模塊的設(shè)置可將編程員從枯燥的程序編輯、檢查、調(diào)試、傳輸中解脫，提高編程人員的工作效率。

工藝文檔管理模塊用于編制產(chǎn)品訂單上所需的生產(chǎn)工藝文件。該工藝文件根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行編制，包括生產(chǎn)步驟流程、參數(shù)、使用的刀具、電極、裝夾、各步驟所需的時間、生產(chǎn)節(jié)拍等。工藝文檔管理模塊制定的流程、參數(shù)等與程序管理模塊編制的程序是相同的，編程人員在程序編制的過程中也可以參考工藝人員制定的工藝文件，在程序仿真驗證后，工藝人員可以根據(jù)驗證結(jié)果對工藝文件進(jìn)行修訂，形成工藝文件，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給協(xié)同看板模塊。

物耗寄售模塊通過搭建資源寄售超市，將原來資源分散、呆滯庫存、管理混亂、供貨不及時、未買到服務(wù)，轉(zhuǎn)變?yōu)榇筚Y源換大資源、即需即供、零庫存、管理到員工、以舊換新、綠色循環(huán)、提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)的寄售方式。通過物耗寄售平臺，方便了生產(chǎn)廠商隨時購買供應(yīng)商的原材料，待產(chǎn)品的使用價值耗盡后，還可以再將廢料交由供應(yīng)商置換新材料，不僅解決庫存盤點問題，同時實現(xiàn)對原材料的生命周期管理以及材料綠色循環(huán)利用，現(xiàn)有石墨料、黃銅絲、刀具、鋼料等都可以通過物耗寄售平臺進(jìn)行資源管理。

物料寄售模塊將所需的刀具、電極、裝夾等物料明細(xì)發(fā)送給相關(guān)的合作廠商，同時發(fā)送的還有計劃生產(chǎn)時間等信息，合作廠商在收到物料明細(xì)后，按照所需的物料明細(xì)在計劃生產(chǎn)時間前將物料備齊，以備隨時使用。待物料被取走后，合作廠商在物料寄售模塊中進(jìn)行維護(hù)確認(rèn)。

經(jīng)過驗證后的生產(chǎn)程序通過網(wǎng)絡(luò)再發(fā)送給相關(guān)的機(jī)床，由機(jī)床按照設(shè)定的程序準(zhǔn)時進(jìn)行加工生產(chǎn)。在加工生產(chǎn)過程中，數(shù)據(jù)采集分析及監(jiān)控模塊通過 PLC 實時采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、統(tǒng)計分析、效率分析等，同時將采集的數(shù)據(jù)、分析結(jié)果等實時發(fā)送給中央數(shù)據(jù)庫及協(xié)同看板模塊。采集的數(shù)據(jù)包括：到貨時間、計劃排定時間、開工時間、完工時間、程序的修改和傳送情況、設(shè)備終端是否按照計劃執(zhí)行生產(chǎn)加工任務(wù)、設(shè)備終端的ID、生產(chǎn)信息及設(shè)備運行狀態(tài)（運行、空閑、故障、關(guān)機(jī)、維修等狀態(tài)）等。對帶網(wǎng)卡的機(jī)床，可進(jìn)一步采集當(dāng)前坐標(biāo)信息、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速以及機(jī)床操作信息，如編輯狀態(tài)、自動運行狀態(tài)、MDI狀態(tài)、在線加工狀態(tài)等。

數(shù)據(jù)采集分析及監(jiān)控模塊實時采集機(jī)床工作狀態(tài)及生產(chǎn)任務(wù)信息，為及時、準(zhǔn)確制定和調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)，合理安排機(jī)床作業(yè)提供決策依據(jù)，便于優(yōu)化處理生產(chǎn)任務(wù) ，很大程度實現(xiàn)信息共享 ，通過MDC 準(zhǔn)確、及時、客觀、自動的機(jī)床生產(chǎn)信息反饋，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的透明化管理準(zhǔn)確、透明地定位生產(chǎn)瓶頸，方便決策層科學(xué)管理。

在機(jī)床加工過程中，設(shè)備管理模塊也同時通過PLC 實時采集設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的運行情況，如刀具加工的時間、加工部件的材料等，對有可能出現(xiàn)故障的設(shè)備提前預(yù)警，對故障及時報修。設(shè)備管理模塊所檢測的設(shè)備數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)、報警信息等均可通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給協(xié)同看板模塊。通過設(shè)備管理模塊可快速并及時地發(fā)現(xiàn)機(jī)床停機(jī)等問題，將設(shè)備故障信息發(fā)送到維修工手機(jī)，以保證設(shè)備的完好率。

設(shè)備管理模塊中還可以包括設(shè)備自診斷模塊，用于對設(shè)備的關(guān)鍵部件進(jìn)行健康評估、對刀具使用壽命進(jìn)行預(yù)估、對設(shè)備的能耗進(jìn)行管理及對設(shè)備集群進(jìn)行健康管理等。其中，對關(guān)鍵部件進(jìn)行健康評估是指在加工前對模具與機(jī)床的主要零部件（如刀具、進(jìn)給系統(tǒng)、軸承和主軸）的健康狀況進(jìn)行預(yù)檢測評估，使操作者了解機(jī)床的初始健康狀態(tài)。對刀具的使用壽命進(jìn)行預(yù)估是通過采集刀具的振動信號或其他 PLC 控制器信號，運用智能算法判斷刀具磨損的當(dāng)前狀態(tài)，運用一系列預(yù)估算法推斷刀具的剩余壽命，并發(fā)出報警提示，供操作者及時了解并及時更換新的刀具，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。能耗管理是將機(jī)床的能源消耗透明化，并根據(jù)機(jī)床間能耗的比較發(fā)現(xiàn)故障隱患。設(shè)備集群健康管理是前面4個功能在單個機(jī)床實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過同類機(jī)床之間的差異性比較實現(xiàn)設(shè)備間的信息互聯(lián)和經(jīng)驗借鑒，以提供更加可靠的健康評估和診斷結(jié)果，實現(xiàn)整個工廠的設(shè)備集群管理。

通過協(xié)同看板模塊可以將接收的各方面數(shù)據(jù)以可視化的方式顯示在看板上，如管理層、開發(fā)人員、工藝人員、操作者等的計算機(jī)上，且可以通過動態(tài)FLASH形式顯示設(shè)備實時運行狀態(tài)、利用率和歷史報表，同時還可以通過短信等方式發(fā)送給相關(guān)人員，供操作人員、管理層、開發(fā)員及相關(guān)人員實時了解機(jī)床的生產(chǎn)情況，實現(xiàn)車間生產(chǎn)的數(shù)字化、可視化和遠(yuǎn)程化管理。在加工過程中將設(shè)備運行狀態(tài)、設(shè)備故障快速反饋給維修等相關(guān)人員，設(shè)備非計劃停機(jī)通過系統(tǒng)一目了然，實現(xiàn)機(jī)床運行過程實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)自動反饋，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行及所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。

模具數(shù)字化工廠信息化——優(yōu)德普模具行業(yè)erp軟件

模具工廠的信息化體系可以指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行信息化系統(tǒng)的規(guī)劃和開發(fā)，將制造環(huán)節(jié)與產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理、經(jīng)營管理等環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)互聯(lián)。系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAE 數(shù)字化技術(shù)作為模具設(shè)計、工藝設(shè)計的方法，以PLM/SAP/MES等信息化系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)傳輸存儲通道，通過優(yōu)化設(shè)計、制造流程實現(xiàn)離散型模具設(shè)計、制造的少人化，構(gòu)建有效作業(yè)的模具工廠體系。圍繞制造型企業(yè)項目控制的生產(chǎn)現(xiàn)狀，實現(xiàn)企業(yè)由職能管理到流程管理的信息化變革，實現(xiàn)從產(chǎn)品策劃到產(chǎn)品實現(xiàn)的信息化系統(tǒng)支持。通過綜合的成本預(yù)算，對整個供應(yīng)鏈資源進(jìn)行項目管理，實現(xiàn)各節(jié)點的成本控制，建立可視化項目界面，與客戶信息化共享，快速響應(yīng)客戶需求。

通過信息化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)計劃編制、派工、數(shù)據(jù)自動采集、質(zhì)量和資源管理等各個環(huán)節(jié)中數(shù)據(jù)的信息共享，減少傳統(tǒng)的紙張傳遞過程，降低出錯率。將圖形轉(zhuǎn)化作為計劃源頭，以機(jī)床的數(shù)據(jù)自動采集為技術(shù)核心，依據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)資源為基礎(chǔ)，對生產(chǎn)計劃進(jìn)行拆分、管理、下達(dá)，通過精細(xì)管理對計劃執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)控，將各制造階段生產(chǎn)計劃、各制造階段執(zhí)行、程序傳輸、程序管理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)信息反饋等數(shù)據(jù)流形成閉環(huán)，實現(xiàn)快速響應(yīng)計劃變更、及時追溯產(chǎn)品制造過程信息，做到生產(chǎn)管理透明化，減輕了管理人員及員工的工作量，提高了工作效率。

數(shù)字化工廠體系通過數(shù)字化、信息化使各環(huán)節(jié)互聯(lián)互通，以 DNC、MDC、MES 等系統(tǒng)的串聯(lián)應(yīng)用，以數(shù)控機(jī)床為中 心，以生產(chǎn)計劃為驅(qū)動，以提高數(shù)控設(shè)備的利用率為目的，關(guān)注數(shù)控設(shè)備加工零件之前相關(guān)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的效率和節(jié)拍，快速定位生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中的異常、計劃執(zhí)行的滯后情況。系統(tǒng)判斷加工計劃條件滿足時，可以自動將加工程序、工藝文檔、刀具清單信息發(fā)送到工位，提高模具制造企業(yè)的生產(chǎn)效率。

模具數(shù)字化工廠自動化——優(yōu)德普模具行業(yè)erp軟件

在模具數(shù)字化工廠體系中，標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、信息化達(dá)到一定程度后，就可以進(jìn)行自動化升級。通過作業(yè)模式標(biāo)準(zhǔn)化分析，電極裝夾定位、電極物流轉(zhuǎn)運、電極倉儲、電極檢測、坯料裝夾等節(jié)點可以采用自動化解決方案代替人工，提升電火花加工效率。

模具數(shù)字化工廠智能化——優(yōu)德普模具行業(yè)erp軟件

模具數(shù)字化工廠體系的智能化需要綜合運用物聯(lián)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、虛擬仿真等智能化技術(shù)，代替人工進(jìn)行決策。在模具數(shù)字化工廠體系中，智能化是金字塔尖，需要模具行業(yè)和數(shù)據(jù)物聯(lián)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、工業(yè)軟件等領(lǐng)域的科研技術(shù)人員融合研發(fā)，形成滿足模具研制智能化所需的解決方案。

在模具數(shù)字化工廠體系的流程節(jié)點中，物流是核心，是貫穿制造現(xiàn)場的紐帶。物流的智能化是基于物流的自動化，把工件自動從一個站點運輸?shù)搅硪粋€站點，但在多個工件、多條物流路線、不同轉(zhuǎn)運時間等復(fù)合條件下實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)運，需要引入數(shù)據(jù)物聯(lián)采集、邏輯算法開發(fā)、大數(shù)據(jù)分析等進(jìn)行自主決策，這就屬于物流的智能化范疇。

根據(jù)介紹的模具數(shù)字化工廠體系，ERP服務(wù)商優(yōu)德普助力模具企業(yè)建立起模具工廠整體化生產(chǎn)管理體系的數(shù)字化、加工生產(chǎn)線的自動化和柔性化加工、開發(fā)設(shè)備中央控制系統(tǒng)、DNC 程序自動傳送系統(tǒng)、MDC 機(jī)臺信息采集及監(jiān)控系統(tǒng)、零件加工智能排產(chǎn)系統(tǒng)等轉(zhuǎn)型升級。

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