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。