33永凯APS模具行业解决方案

1、永凯 APS 模具行业解决方案 模具行业介绍 模具是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品， 同时也是能成批 生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。模具在很大程度上决 定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。 模具制造：由模具设计人员根据产品（零件）的使用要求，把模具结构设计出来，绘 出图纸再由技术工人按图纸要求通过各种机械的加工做好模具上的每个零件，然后组装调 试，直到能生产出合格的产品。 近 10 年来，中国模具工业一直以每年 15% 左右的增速速度快速发展。而对于大型、精 密、复杂及长寿命模具需要增长将远超过每年15%

2、的增幅。 在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占 33% ，压铸模具约占 6% ，其它各类模具约占 11%。我国冲压模大多为简单模、单工序模和复合模等，精冲模、 精密多工位级精模还为数不多。模具平均寿命不足 100 万次，而模具最高寿命可达到 1 亿 次以上，精度可达 3-5um 。塑料成型模具设计单型腔、简单型腔的模具达70%以上，仍占 主导地位。模具平均寿命约为 80万次，达到了 90 年代初的国际先进水平。 国内模具企业属于典型的中小型企业。国内模具企业规模普遍偏小，民营企业占据了 半壁江山。中国的模具生产目前主要集中在华南和华东地区，大约占了全国模具制造业产 值和销售额

3、的三分之二，并且每年平均20%左右的速度增长。 模具行业关键特性 作为典型的离散制造行业，单件、无重复性是模具最鲜明的生产特性，设计、制造之 间的并行工程应用非常广泛，面临着设计过程反复、制造过程反复、生产计划准确性差、 设计与生产数据的传递易出错等问题。 一般来说，模具管理可分为模具制造和模具维护两部分。前者指的是模具的设计和加 工过程，后者指的是模具投入使用后，加工件生产厂家对模具的试模、保养、维修等日常 运作过程。 模具制造的基本要求是制造精度高、使用寿命长、制造周期短、模具成本低，这就决 定了模具行业具有如下关键特性： 1、采用面向设计的生产模式。 模具制造一般由专业的模具厂进行，有些

4、有实力的塑胶企业也可以自己进行模具制 造。一般是客户提供产品设计图，模具厂按照产品图纸进行设计和制造。由于模具往往比 较精密和昂贵，一般情况下是单件生产。 2、模具精度要求高，加工复杂。 模具的型腔及型芯呈立体型面，加工难度比较大，特别是型腔的盲孔型内成型表面加 工。模具的精度和表面质量要求高，使用寿命要求长，目前注塑模具的使用寿命一般要求 100 万次以上。 3、工艺流程长，制造时间紧张。 对于注塑件而言，大多是与其它零部件配套组成完整的产品，而且在很多情况下都是 在其它部件已经完成，急切等待注塑件的配套上市。因为对制品的形状或尺寸精度要求很 高，加之由于塑胶材料的特性各异，模具制造完成后，

5、还需要反复地试模与修正，使开发 和交货的时间非常紧张。 4、专业分工，动态组合。 模具生产批量小，一般属于单件生产，但模具需要很多标准件，大到模架，小到顶 针，这些不能也不可能只由一个厂家单独完成，且制造工艺复杂，普通设备和数控设备使 用极不均衡。 模具企业难点分析 中国的模具企业大都是中小型企业，从作坊式的企业成长起来，甚至目前仍有许多模 具企业是作坊式的管理，从而导致企业在模具交货期、制造周期等生产方面的问题层出不 穷。面对激烈的市场竞争，落后的生产管理手段和水平，使得模具企业中的管理和技术人 员只有疲于奔命，具体体现在如下问题上： 1、销售接单如何快速答复交货期？ 模具制造行业生产策略是

6、面向订单设计，销售接单需回复交货期，如果回复交货期时 间过长可能会因此而丢单。 2、影响计划因素多，如何依据模具工艺特性和设备产能编制合理可行的生产计划和采 购计划？ （1）模具结构日趋复杂，物料繁多，自制件工序多，生产周期长短不一，现有库存、 在执行的生产任务和采购订单难以全盘掌握，难以做到编制的生产计划和采购计划合理、 可行。 （2）需要的设备和技术工种繁多，能力平衡困难。 （3）模具设计困难、工艺复杂、标准时间不固定，手工排程非常困难。 （ 4）排程人员多、计划不合理导致加班多，增加了公司人工成本。 3、模具加工工序多，如何监控生产进度和生产物料耗用？ （1）模具配套复杂，难以及时掌握配

7、套情况，往往任务开工才发现缺件。 （2）工序多，热表处理等一般委托外协，生产周期长，难以监控进度。 （ 3）难以控制物料耗用。 4、模具加工设备精度高、质量好、价格昂贵，如何定期保养、维修设备以减少不必要 的设备故障？ （1）模具行业属于典型的高投入产品，没有高精度、高质量的加工设备就无法生产高 水平的模具。 （2）高精度、高质量的数控加工中心、电火花、线切割等加工模具的设备动辄几百 万、上千万，且设备更新、淘汰快，折旧率高。 5、模具行业采用的是典型的面向订单的生产模式，如何应对频繁插单？ 1）插单频繁，计划调整压力大； 2）插单可能对原计划造成非常大的影响。 永凯 APS解决方案说明 模具

8、行业由于其工艺多且复杂的特点，单纯依靠手工排程，难以满足现代企业快速发 展的需要。永凯 APS 模具行业解决方案，基于精益生产和约束理论，广泛借鉴国内外模具 企业生产管理的成功经验和国际先进模具解决方案的特点，充分考虑中国模具企业所面临 的现实环境以及诸多个性化需求，帮助中国模具企业实现优化生产管理，提高生产效率， 提高对客户需求的快速响应能力，降低生产运营成本等目标，为提高中国模具企业的核心 竞争力做出工序。 1、业务流程 模具行业若手工排程，只能跟据经验进行排程，只能进行少量数据处理，多任务和多 机台的生产安排准确率较低。借助永凯 APS 进行自动化高速排程，能够获得优异的生产计 划，提高

9、生产效率，应对紧急插单，主要的业务流程如下图所示。 图 1 业务流程示意图 2、模具加工实例说明 APS 将工艺与产品结构相结 （ 1）精细到工序级别的制造 BOM 考虑模具加工工序多，加工要求复杂等行业特点，永凯 合，设计可精细化到工序级别的 BOM ，为有限能力排程奠定基础。永凯 APS 的制造 BOM 能够精细到工序级别，并且考虑每道工序的物料投入、所用设备以及产成品等，使得生产 物流计划更为精细，即可明确每道工序详细的物料需求，适应多品种、多工序、多订单、 小批量等生产类型的模具制造企业。 图 2 精细化制造 BOM 的示意图 实例中包括两种模具 KATA01 和 KATA02 ，其制

10、造 BOM 如下图 3 和图 4 所示。 图 3 KATA01 的制造 BOM 图 图 4 KATA02 的制造 BOM 图 2）班次及日历设置 图5 班次及日历设置 3）订单录入 图 6 录入的订单信息 4）工序级的生产与物料计划 永凯 APS 能够提供工序级的生产与物料计划，明确每道工序需要什么物料、需要多 少，什么时候需要等，对应的详细生产指令可精确到每道工序，每台设备及每个班组，甚 至每个人员，并且可满足日、班次、时刻（时、分）等不同时间精度要求。永凯 APS 生成 的工序级的生产与物料计划比传统 MRP 所得到的物料计划要精确得多，从而可以大幅度 减少库存物料的积压，缩短物料的采购提

11、前期，降低物料呆滞、报废的几率。 图 7 工序级的生产与物料计划（甘特图） 图 8 工序级的生产与物料计划（生产指示） 5）资源负荷图。 资源负荷图可准确告知未来哪天哪些设备会很忙或较闲，使得及时调整相关设备及人 员安排（当负荷超过 100% 时，系统将显示红色警告） 。 图 9 资源负荷图 （6）销售接单快速答复交货期 模具制造行业生产策略是面向订单设计，销售接单需回复交货期，如果回复交货期时 间过长可能会因此而丢单。 永凯 APS 是如何做到快速答复交货期呢？因为永凯 APS 拥有超高速运算的能力： 一方面是永凯 APS 采用的是基于内存的计算方式，即一次性将数据读入内存中，并在 内存中进

12、行各种复杂的运算； 另一方面是永凯 APS 采用先进的智能算法及精炼的算法模型，实现超高速优化运算。 APS 便依据设备产 对于 10,000 个生产任务的排程规模，永凯 APS只需要短短 12 分钟就可完成一次排程 技术。因此，当销售人员接单后，只需轻松一点模拟排程的按钮，永凯能和工艺能力在几分钟内获得模拟排程结果。销售人员可依据结果快速答复订单交货期。 图 10 销售接单快速答复交货期示意图 （7）模具加工工序多，如何监控生产进度 永凯 APS 通过计划下达与执行反馈，构成闭环的生产管理系统：一方面通过考虑设备 和物料的有效能力超高速排程，获得精细化到工序级别的生产与物料计划，并通过生产指

13、 示将计划下达给车间生产主管，指导生产操作人员完成实际加工；另一方面，车间报工人 员将生产现场的实际情况，如生产进度、在制品信息及现场设备运行情况等反馈给永凯 APS，永凯 APS 根据执行反馈重新调整生产计划，实现生产过程实时监控、调整及优化， 使得生产计划与车间现场同步。 图 11 监控生产进度示意图 图 12 生产现场执行结果反馈 8）及时响应紧急插单 在竞争日益激烈的市场环境中，通过及时响应紧急插单，快速回答订单交货期，提供 企业服务水平，增加客户满意度和忠诚度，提供市场份额质量，最终获得比竞争者更多的 利润回报。 永凯 APS 提供了准确、快捷的插单解决方案： 1）尽量保持原计划加工

14、顺序不变的前提下，插入紧急订单； 2）依据用户设定的各种规则，全面考虑各种约束，自动快速地调整计划； 3）优秀的图形化界面，直观显示插单后计划调整对原有计划造成的影响； （4）用户可尝试多种策略，反复进行模拟运算，最终选择最为合适的计划方案； （5）用户可根据自身经验，对自动化排程结果进行手工干预，提高计划的可靠性和可 执行性。 图 13 录入紧急插单，优先级设置为 99 图 14 固定已排程订单 SM10006 的插单结果 图 15 不固定已排程订单 SM10006 的插单结果 6、自动生成设备维修、保养计划 保证设备长期稳定运行是化工企业设备管理的关键，这就要求了定期对设备进行检 修、保养。永凯 APS 可根据用户设定的条件自动生成合理的检修、保养计划，延长设备使 用周期，减少维修开支，确