当今的众多行业中,很多人认为,制造业是相对最辛苦的行业之一,不仅仅因为工作环境恶劣,工资待遇不高等原因,还有工作强度大,下游客户的交期导致的压力大等等原因。
然而,在制造业众多行业中,模具制造行业的这种特点尤为明显。
模具通常是指在工业生产中通过注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等工艺得到所需产品的各种工具。简而言之,模具是用来制作成型物品的工具,主要通过改变所用成型材料的物理状态以实现对物品外形的加工制造。根据产品的不同,模具的加工要求也不一样;例如,平常的塑料凳子,对于模具的精度和表面质量的要求就相对较低,这类模具的成本也会很低。而一些电子产品,甚至光学产品,这些产品对模具的精度和表面质量的要求就非常高,相应的,这类模具的制作成本也会比较高。
模具的产业链,上游:通过各种机加设备,加工模具零件,因为模具是由多个零件装配而成的,每个零件都需要通过不同的工艺加工出来;中游:将零件装配成整模,试模,当一套模具零件齐套之后,有专门的装配人员将模具零件装配成整模,之后试模;下游:通过模具成型出来的产品零部件,应用在产成品的组装过程。
终端产品的准时发布,给产业链上游模具的交期带来了巨大的压力;多种数控设备无法有效利用,多数依靠员工手工的作业模式,导致模具工厂生产效率低下;工厂管理的落后,导致运营效率低下,异常频发,成本激增;客户产品的变更频繁,工厂内业务链无协同,导致变更响应迟缓,造成质量和工期的浪费,等等。
以上,都是当今模具工厂遇到的问题。另外,一些观点认为,3d打印技术的发展,可能对模具行业造成毁灭性的冲击。3d打印技术的优势在于能够实现快速原型制作、个性化定制和小批量生产的特点,可以无需制作复杂的模具。所以,很多人认为,模具已经是一个夕阳行业,可能即将被淘汰。
事实真的是这样吗?
我们认为,对于模具行业,没有那么悲观,远远没有达到被淘汰的境地。首先,3d打印目前在生产效率、精度、成本方面,完全无法替代量产模具,只能在少数领域用作产品设计初期的验证,而一些其他的加工手段,也无法实现模具这种大规模快速生产产品的能力。其次,随着新技术的进步,市场对于产品的要求越来越高,对模具质量的要求也相应提升,更多的模具公司可以涉足到高端制造业,可以获得更多的利润。
但是,这并不意味着现在的模具工厂没有危机。目前中国注册在案的模具企业大概有30000家,模具制造的产能过剩,市场竞争激烈,价格越来越低,而企业运营的成本却逐年增加。加上当今社会越来越少的年轻人愿意进工厂工作,以上一系列原因,导致模具企业的生存环境越来越恶劣。如果只是苦苦支撑,不求变,则很多模具企业将逐渐被淘汰。
模具制造行业的痛点
所以,模具企业想要生存下去,要解决自己内部管理的问题。解决了销售的问题,可以增加订单;解决了供应链的问题,可以控制采购成本和库存成本,提升与外部资源的协同效率;解决了生产制造的问题,可以提升产能,从而接到更多的订单;解决了业务链协同问题,不但能够提升运营效率,也可以更从容地应对客户的变更。
内部协同与内外协同的问题
解决自身的问题,除了重新梳理并优化业务流程之外,一个重要的手段就是数字化的建设。这两个过程是相辅相成的,在建设数字化的过程中,业务流程也是需要重新梳理并优化。
企业的数字化转型,不是一件一蹴而就的事情,需要循序渐进,分步实施完成。模具制造企业的数字化建设,也是同样的道理,不但要覆盖企业的全业务链,而且要逐步深化应用。企业的全业务链包含了模具和产品的销售,模具研发设计,工艺,编程,机加工,钳工和试模。至于产品的量产环节,不在此次讨论的范畴。
模具制造行业业务蓝图
以下通过模具制造企业常见的几个场景来阐述模具生产企业的数字化转型的方案。
01模具制造典型场景-模具设计到加工
模具制造的一个难点就是从研发到模具零件的生产制造阶段的协同,包括图档的传递,加工要求的传递,设计bom向制造bom的转换,工艺的发布,程序的下载等等。传统的管理模式下,通常会使用网盘传递信息,通过文件夹的命名来管理版本,bom的转换也是员工手工在电子表格中完成,这样可能会导致档案版本混乱,从而导致加工现场使用旧版本的图纸进行加工,造成材料和产能的浪费。所以,将档案、加工要求、物料bom准确地传递到下工段,是设计到加工这个典型场景的一个关键点。
通常在模具设计端,plm通过与cad软件的集成,自动生成bom,并通过结构化的系统管理,实现版本的准确配置。通过物料关联生产订单的方式,结合工艺与计划,准确下推加工程序和最新版本的档案,保证现场加工参考源头的准确性。更深度的应用,可以通过对设计软件中档案参数的获取,来自动生成对应工艺与数控加工条件,也可以通过颜色管理等特殊手段,直观地反映出加工要求。
从模具设计到加工
系统严格地执行逻辑配合iot的功能,保证了模具制造主业务线上各个环节的高效准确地协同,在提升运营效率的同时,还大大减少了人为失误造成的加工异常。
02模具制造典型场景-供应商协同
模具由若干零件装配而成,零件数量一般有几百个,除了一些标准零件之外,大部分都是非标零件。在采购原材料的时候,采购人员需要根据设计下发的bom来采购原材料或者非标零件。一般规模稍微大一些的模具工厂会有固定几家供应商,往往需要经历询价、报价、下单的过程,这个时间同样是被归集到加工周期当中的,为了不在这里浪费太多的时间,快速获取报价并下单,就显得很重要。
另外,在收到货的时候,如何快速地收货,检验,入库,甚至直接将原材料发到加工现场,也会对模具交期造成影响。最后是付款对账,如何保证准确性,减少相关人员工作量,也会影响到企业的运营效率。
所以,与外部供应商的协同,在模具制造企业中,也是非常重要的。
供应商协同
供应商协同,包含了信息协同,企业可以从供应商信息平台获取供应商产能,标准物料库存等信息;询报价协同,可以快速沟通获取报价,并进行比价;订单协同,对于需要生产的非标物料,可通过供应商共享信息,实时获取采购订单对应的加工进度等信息;交货协同,可快速识别送货单,扫码检验并入库。
03模具制造典型场景-设备管理
模具制造过程中,大量的工作量集中在机加工阶段,所以,模具工厂的机加工种类非常多,随着工业技术的发展,目前大部分机加工厂都已经有了数控设备,当然,这些工厂可能大规模地在使用传统手摇设备,但是,数控设备在精加工阶段的作用不可替代。这样,设备管理在整个工厂管理中也是非常重要的一个环节了。设备管理不仅仅包含了传统的设备台账、设备生命周期、设备备件的管理,更重要的是,对于数控设备,通常有对外的数据接口,系统可通过接口对设备进行监控,获取设备状态等即时信息,甚至对设备进行反控。
通过“云边端”的部署方式,实现对设备数据毫秒级响应,并可以通过对设备运行时间,状态等信息的抓取和整合,实现对设备的利用率,效率的计算分析。这样,工厂管理者可直观地看到目前设备的运行情况,了解设备利用率较低的原因。另外,更深度地应用,系统可以对设备进行反控,禁止人员在设备控制器上修改加工参数等防呆作用。提升设备的利用率,做好设备的管理,不仅能够更好地保证机加工的精度,还能够增加工厂的产能,为公司带来更多的收益。
04模具制造典型场景-刀具管理
cnc在模具制造的机加工环节,是非常普遍的存在,基本上每个模具工厂都有cnc设备。有cnc设备,就必然需要刀具。刀具虽然是消耗品,但是很多模具工厂由于对刀具管理得不够精细,每年给工厂造成的浪费非常多。但是,由于刀具体积小,而且通常是以分摊的方式计算成本,所以往往被管理者忽视。如果将刀具管理重视起来,不仅能够将刀具的利用最大化,减少浪费,而且能够减少cnc设备停机装刀时间,提升cnc设备的利用率,提升产能。
刀具管理,重点是刀具的一物一码,通过对cnc设备的监控,获取刀具加工参数,管控刀具寿命,预警;建设刀具库,提前装刀;实现刀具测量设备与系统的对接,将刀具补偿数据记录到对应刀柄等。通过一系列的刀具管理手段,不但能够保证刀具利用率的最大化,而且能够实现机外装刀、机外对刀,减少设备停机时间,提升利用率。
结语
以上只是选取了模具制造的几个典型场景,来说明数字化转型对于模具制造企业管理优化的有效促进。在模具企业的数字化转型方面,金蝶云·星空通过与生态产品的有效结合,提供全业务链的数字化覆盖能力,为模具制造企业提供由浅入深的数字化转型路径。
像文章开头提到的,模具行业是一个夕阳行业吗?并不是,模具的大批量高效率的生产能力,目前并没有任何工艺可以替代,而且在今后很长一段时间也不会被替代。目前,模具行业之所以给人“不景气”的感觉的主要原因是产能过剩,为了抢订单,恶性降价,而成本却无法控制。
解决这些问题,有两个途径,第一个是通过数字化,提升企业管理质量,降本增效的同时提升良率,减少返修;第二个途径是向高端制造转型,做医疗,电子等高精度模具,提升产品客单价。当然,第二个途径也是需要数字化的支撑的。做出差异化,在行业发展的车轮下,必然会淘汰一些不求变的企业,但是,大浪淘沙,最终,优秀企业一定会存活下来,并不断发展壮大,在我国制造强国的建设道路上增添浓墨重彩的一笔。
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