淺析如何降低模具制造成本

中國模具工業協會周永泰【摘要】近年來，模具制造成本不斷上漲，所以無論何時何地，我們總是在討論如何降低模具成本。因此，本文試圖對模具制造的各個環節進行分析，以降低模具制造成本。質量、價格、周期、服務是模具生產商和用戶非常關心的四個要素。近年來，主要由於勞動力成本不斷增加，原材料和能源價格上漲，模具制造成本不斷上升，與之成反比的是，模具制造企業的利潤率不斷下降。壹些模具制造企業反映，目前生產的部分模具質量和水平比5年前差。這壹點乍壹看確實令人費解:五年間技術進步了很多，但質量水平怎麽下降了？他們解釋說，壹些用戶(或模具購買者)片面、單純地要求降低價格，而對模具的質量水平漠不關心，因此不得不選擇低價材料、低檔模具標準件，不合理地簡化模具結構，采取降低技術和加工成本的方法來應對。所以不是說企業生產不出高質量高水平的模具，這真的是企業的無奈之舉。雖然行業內存在這種現象，但這種不正常的低成本制造不僅可以提倡，而且應該加以疏導和約束，所以應該在保證和提高模具質量和水平的前提下提倡低成本制造。首先分析工藝性，合理確定模具類型和結構，根據需要選擇材料。目前大部分用戶在訂購模具時都會向模具企業提供產品的數字化信息。但由於使用模具的產品企業往往對模具不熟悉，設計時不考慮可制造性，有時會出現工藝考慮不周甚至根本無法制造的現象。為了避免模具設計和制造過程中的重復和浪費，模具企業應在模具設計開始前進行可制造性分析，以確保設計和制造的成功。之後要確定模具類型和結構。為了降低成本，在滿足用戶要求的條件下，應考慮快速經濟的模具、鋁合金模具和鑄鐵模具。巧妙的結構有時可以大大降低模具制造成本。另外，材料的正確選擇也很重要，所以除了用戶指定，還要遵循物盡其用的原則。制造中低檔模具使用高檔材料會增加成本，造成浪費，要結合技術要求和材料考慮相應的熱處理。因此，在滿足用戶要求的條件下，有時用低熔點合金、鋁或加工過的塑料和樹脂制作模具是可取的。第二，從各方面縮短模具制造周期。縮短模具制造周期不僅是用戶的要求，也是模具企業的追求，因為壹般來說，縮短模具制造周期對於模具企業來說意味著提高效率，降低成本。模具生產壹般可以分為設計、加工、裝配、調試等幾個主要階段，所以壹定要抓住每個階段的關鍵環節，這樣才能有效縮短整個模具的生產周期。1.努力縮短模具設計時間。在計算機輔助設計(CAD)普及的今天，選對軟件，用好軟件，逐步推廣3D軟件是關鍵。因此，積累經驗，將知識數字化，建立數據庫就變得非常重要。利用CAD快速設計技術和優化技術結合計算機輔助分析(CAE)技術，使用模具專用軟件，將設計工作盡可能向前推進，都是行之有效的方法。提前介入和參與產品開發，與模具用戶共同設計，不僅可以將模具設計工作前移，大大縮短模具生產技術的準備時間，還可以使模具及其產品合理化，避免因模具用戶修改產品，產品工藝性差而重復生產的現象。2.實現數字化制造和信息化管理。用高新技術和信息化改造提升傳統產業，做好工業化和信息化的深度融合，是大勢所趨。CAD/CAE/CAM、C3P、C4P、KBE、FMS和自動化加工的集成技術都依賴於數字化。逆向工程、並行工程、敏捷制造和虛擬制造(包括虛擬設計、虛擬加工、虛擬裝配甚至虛擬企業和虛擬現實)也都依賴於數字化。因此，數字化是模具制造從“經驗”走向“科學”的關鍵。實現數字化制造不僅可以縮短制造周期、降低成本，還可以提高模具的質量、精度和可靠性。做好信息化建設，實現信息化管理，是模具企業的又壹重要課題。模具企業的信息化管理已經從過去的財務管理發展到工藝管理、產品數據管理、項目管理、制造過程管理、知識庫管理、產品生命周期管理、成本管理、電子商務和資源管理等。先進方便的條碼和芯片技術以及適合小批量生產的管理軟件已經應用到模具企業的信息化管理中。良好的信息化管理應用不僅可以大大縮短模具生產周期，降低成本，還可以提高整個企業的管理水平和效率。目前，企業信息化的發展和應用水平已經成為衡量壹個企業綜合競爭力的顯著標誌，智能化、集成化和網絡化也成為信息化的發展方向。3.先進技術與細節並舉。高速加工包括高速切削和高速電加工，是模具行業公認的縮短模具生產周期的有效方法。統計顯示，高速切削結合CAD/CAM技術可縮短模具制造周期40%左右，CNEDM配合機器人可提高生產率50%，降低成本30%。使用機械手安裝工件，選擇合適的優質工具和夾具，選擇合適的切削液、電加工介質和潤滑液，采用耐腐蝕、低損耗的電極材料，基於RP技術結合特種加工技術快速制造電加工電極，電火花混粉加工，應用快速原型技術和快速成型技術，可有效縮短模具生產周期。精加工和裝配調試對模具制造周期也有很大影響。努力減少精加工和裝配調試時間，逐步提高機鉗比(即機加工工時與鉗工工時之比)，逐步發展數控自動拋光技術、數字仿真模具試調試技術、復合加工、柔性加工、自動化和智能化加工技術等。，能有效縮短模具生產周期，提高模具質量水平。4.標準化和標準件。統計表明，搞好模具標準化，廣泛使用模具標準件，可縮短模具生產周期30% ~ 40%。標準方面，模具企業除了國家標準和行業標準，更重要的是建立自己的企業標準，因為標準是基礎，數字化制造和標準化自動化生產離不開甚至依賴於標準。許多企業的實踐也證明，標準化可以大大提高勞動生產率，縮短模具生產周期。因此，做好標準化工作，建立各種標準化體系，對模具企業的發展至關重要。第三，“專、精、專”，社會合作，企業文化。按照國家工業企業分類標準，模具生產企業絕大多數是中小型企業，大型企業不到千分之壹。對於廣大中小企業來說，做精、做專、做新、做強、做活、做效益非常重要。國家也在大力扶持“專、精、特”企業。“專、精、專”可以降本增效，提高產品質量，促進企業轉型升級，推動技術進步和行業發展。專業化分工是隨著社會進步和發展而不斷細化的。隨著專業化分工的不斷細化，社會合作越來越廣泛和深入。對於模具制造來說，專業化分工和廣泛的社會協作可以降低成本，提高效率和效益，這是不言而喻的，但關鍵是怎麽做。除了以前的零部件和加工程序外包，產學研的結合使用，各種產業聯盟的形成，技術外包和公共服務平臺的使用也在逐漸興起。只要用得好，這些也可以降低模具制造成本。為特定用戶單獨設計，制造壹件，是模具生產的特點之壹。由於不同模具的要求不同，不同的工藝和不同的設備必須與之相適應。因此，即使已經重視並開展了社會協作，但模具生產企業中壹些設備利用率低、壹些環節成為“瓶頸”的現象仍然普遍存在。這時，企業的管理者應在分析研究的基礎上，采取有效措施，提高設備利用率，盡快消除“瓶頸”。借助信息化管理，平衡負荷，搞好均衡生產是非常有效的。提高了設備利用率，消除了“瓶頸”，降低了模具制造成本。好的企業必然有好的企業文化，“以人為本”應該是企業文化的核心。良好的企業文化可以充分調動廣大員工的積極性。當工人的積極性被調動起來時，他們能提出許多好的意見和建議。從細微的改動到各方面的小改動和合理化建議到整個企業的管理和發展，大家都重視，大家都動腦筋想辦法，模具制造的成本自然就能下來，企業自然就能發展壯大。傳統的模具制造主要靠工人的技能，所以調試必不可少，所以交貨時間會延長。隨著技術的發展和社會的進步，現在和未來，我們要逐漸做出好的模具，不依靠技能；模具制造逐步實現高度自動化；只有在試模項目未安裝的情況下，才可以保存該項目；模具的交貨期越來越短，模具的成本也會越來越低。最後，我覺得還要分析模具的低成本制造和模具使用者的低成本生產之間的關系。降低模具的制造成本壹般可以降低模具使用者的生產成本，這應該是壹致的，但這不僅僅是壹個度的問題，更是兩者合理匹配的問題。所謂“度”，就是模具制造成本要降低到壹定程度，不得過度，也就是本文開頭所說的，在不降低模具質量水平和滿足用戶要求的前提下，必須降低模具制造成本，這很好理解。兩者合理匹配問題的核心是綜合考慮，讓模具給用戶帶來最大的利益。如果產品要求低或者批量小，那麽模具的成本就更低，但是如果產品要求高或者批量大，那麽就不能單純追求模具的低成本。這就產生了合理搭配的問題。比如壹套常規模具和壹套熱流道模具，就可以滿足用戶生產壹定數量合格註塑件的要求。單從模具成本來看，常規模具價格低於熱流道，似乎更有優勢。但從用戶生產的總成來看，熱流道模具的使用不僅保證了產品質量，還大大提高了生產效率和原材料利用率。所以從用戶整體核算裝配的角度來說，使用比常規模具貴很多的熱流道模具，可以降低生產成本。這裏的關鍵是合理搭配。這樣的例子很多，在高效多功能的模具中也有很多類似的情況。所以模具企業要努力降低模具制造成本，同時從用戶企業利益出發，提出合理的匹配建議，與用戶溝通協商，大家綜合考慮，共同決定最合理的方案。