全球化大市場的形成丑瞧,要求企業(yè)必須提高產(chǎn)品開發(fā)能力趾痘,增強市場開拓能力擎颖,提高產(chǎn)品質(zhì)量榛斯,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,降低成本搂捧。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式大多采用串行過程驮俗,在設(shè)計的早期不能全面考慮后續(xù)過程的各種要求(如可裝配性懂缕、可制造性、可測試性等)王凑,導(dǎo)致產(chǎn)品的開發(fā)過程形成多次周而復(fù)始的循環(huán)提佣,造成產(chǎn)品開發(fā)周期延長,成本提高荤崇,已不能滿足激烈的市場競爭要求拌屏。為此,并行工程思想應(yīng)運而生术荤。
并行工程實際上就是集成地倚喂、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其零部件和相關(guān)各種過程的一種系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員與其他人員一起共同工作瓣戚,在設(shè)計一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素笛吱,包括質(zhì)量、成本挥痊、進度計劃和用戶的要求途培。
實施并行工程的先決條件是開發(fā)過程中信息傳遞和處理的高度集成化,強調(diào)信息共享芥嫉。因而注欧,并行工程思想的實現(xiàn)只有在信息技術(shù)和手段達到一定的水平、在產(chǎn)品開發(fā)過程中建立起有效的信息網(wǎng)絡(luò)時才有可能鲜附。
并行工程在模具設(shè)計中的作用
并行工程在模具設(shè)計中的作用有:
縮短產(chǎn)品投放市場的時間钙蕉;
降低產(chǎn)品成本;
提高產(chǎn)品質(zhì)量屋包;
增強市場競爭能力官孝。
縮短產(chǎn)品投放市場的時間。隨著人們對產(chǎn)品要求的不斷變換厌圈,市場的下一步發(fā)展將會是以縮短交貨期作為主要特征门俏。并行工程技術(shù)的主要特點就是可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)準(zhǔn)備時間,使兩者部分相重合摩疑。而對于正式批量生產(chǎn)時間的縮短是有限的危融。據(jù)報道,國外某一汽車廠采用并行工程后未荒,使產(chǎn)品從開發(fā)到達預(yù)定批量的時間從37個月縮短到19個月专挪。設(shè)計和試制周期僅為原來的50%。
降低產(chǎn)品成本片排。在市場經(jīng)濟中寨腔,降低成本永遠(yuǎn)是提高產(chǎn)品競爭力的重要手段,在模具產(chǎn)品中尤其如此。并行工程可在三個方面降低成本迫卢。首先倚搬,它可以將錯誤限制在設(shè)計階段。據(jù)有關(guān)資料介紹乾蛤,在產(chǎn)品壽命周期中每界,錯誤發(fā)現(xiàn)得愈晚,造成的損失就愈大家卖。其次眨层,并行工程不同于傳統(tǒng)的“Trial and Error”的作法,強調(diào)“一次達到目的”度堤。這種一次達到目的是靠軟件仿真和快速樣件生成實現(xiàn)的捅硅,省去了昂貴的樣機試制 ;其二沙螺,由于在設(shè)計時就考慮到加工桅蕊、裝配、檢驗娇皇、維修等因素阅牛,產(chǎn)品在上市前的成本將會降低。同時呛仁,在上市后的運行費用也會降低秫痪。所以,產(chǎn)品的壽命循環(huán)價格就降低了圣烤,既有利于制造者元丈,也有利于顧客。
提高產(chǎn)品質(zhì)量喘建。采用并行工程技術(shù),盡可能將所有質(zhì)量問題消滅在設(shè)計階段哼御,使所設(shè)計的產(chǎn)品便于制造易于維護坯临。這就為質(zhì)量的“零缺陷”提供了基礎(chǔ),使得制造出來的產(chǎn)品甚至用不著檢驗就可上市恋昼。事實上看靠,根據(jù)現(xiàn)代質(zhì)量控制理論,質(zhì)量首先是設(shè)計出來的液肌,其次才是制造出來的挟炬,并不是檢驗出來的。檢驗只能去除廢品嗦哆,而不能提高質(zhì)量谤祖。
增強市場競爭能力。由于并行工程可以較快地推出適銷對路的產(chǎn)品并投放市場老速,能夠降低生產(chǎn)制造成本粥喜,能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量凸主,提高了企業(yè)的生產(chǎn)柔性,因而额湘,企業(yè)的市場競爭能力將會得到加強卿吐。
模具并行設(shè)計方法之一:
CAD/CAE/CAM集成化方法
在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中,CAE主要是設(shè)計結(jié)束后的驗證手段或者是產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷時的輔助分析工具忘哼。隨著產(chǎn)品開發(fā)向集成化疏悯、并行化方向發(fā)展,迫切需要發(fā)揮CAE能動指導(dǎo)設(shè)計的作用锨穷,在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段通過CAE分析來避免后續(xù)過程可能出現(xiàn)的問題于扳。CAD/CAM的集成,使設(shè)計平臺和生產(chǎn)平臺有機結(jié)合起來席栅,設(shè)計模型和加工模型相互關(guān)聯(lián)炸穿,減小失誤,提高效率署霸。所以暖鬓,實現(xiàn)CAD/CAM/CAE的集成化和支持并行設(shè)計已是目前模具設(shè)計的必然趨勢。
在當(dāng)今流行的三維設(shè)計赠魂、加工軟件中麸档,美國PTC公司的Pro/E是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的全相關(guān)、參數(shù)化機械自動化軟件缆刁,不但實現(xiàn)了CAD/CAM的無縫集成乃沙,對于注塑模設(shè)計來說,其內(nèi)嵌的塑料顧問模塊(Pro/PLASTIC Advisor)還可以實現(xiàn)塑料流動的數(shù)值模擬诗舰,給出澆口位置警儒、工藝條件等的建議,實現(xiàn)模具CAD/CAE的集成化眶根。另外蜀铲,現(xiàn)在Pro/E還可以通過ProFEA與大型通用有限元軟件ANSYS進行集成,進一步增強其CAE分析能力属百。
英國達爾康公司的CAD/CAM系列軟件DelCAM中的塑料模具設(shè)計專家系統(tǒng)--Ps-Mold模塊记劝,是面向模具專業(yè)人員用于注塑模具輔助設(shè)計的專家系統(tǒng)。當(dāng)其與PowerSHAPE和S-Draft聯(lián)合使用時族扰,能提供模具設(shè)計所需的全部解決方案厌丑。它攬括了從接受產(chǎn)品模型、繪制零件圖渔呵、到編制材料清單怒竿、產(chǎn)生加工數(shù)據(jù)整個模具設(shè)計過程。Ps-Mold可根據(jù)CAD模型自動創(chuàng)建模具標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及側(cè)抽芯機構(gòu)。并可自動生成標(biāo)準(zhǔn)件及原材料清單(BOM)愧口。配備Hasco武帚、DME等多種模具標(biāo)準(zhǔn)件庫。用戶可自定義任意非標(biāo)準(zhǔn)模具結(jié)構(gòu)幌瓦。PS-Mold 綜合了高度的模具設(shè)計智能称海,它能在幾分之一的常規(guī)設(shè)計時間內(nèi)完成注塑模具關(guān)鍵零部件的設(shè)計。這樣苫担,模具制造商能在生產(chǎn)中真正采用并行工程脓甘,在進行模具細(xì)節(jié)設(shè)計的同時,他能提早定購鋼材滓层,完成模具型腔加工的數(shù)控程序茅祠。
模具并行設(shè)計方法之二:
DFX方法
眾所周知,設(shè)計階段的工作成效對產(chǎn)品成本有著極大的影響禁糖,所以舒跌,并行工程思想要求在設(shè)計的早期就充分考慮產(chǎn)品生命周期的各種因素,包括制造狞穗、裝配概丢、質(zhì)量和成本等,這種從便于制造民轴、裝配攻柠、降低成本等角度出發(fā)形成的設(shè)計方法學(xué)稱為DFX(Design For X)。
面向裝配的設(shè)計是并行工程使能工具DFX中的一個重要分支后裸,其出發(fā)點是在產(chǎn)品設(shè)計階段考慮并解決裝配過程中可能存在的問題以確保零部件快速瑰钮、高效、低成本地進行裝配微驶。DFA實施的主要目標(biāo)是根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖和裝配順序?qū)嵤ρb配結(jié)構(gòu)的分析浪谴、評價,對于設(shè)計提出改進祈搜,減少不必要的零件较店,優(yōu)化零件結(jié)構(gòu),使其便于加工容燕、便于裝配,減少加工和裝配時間婚度,為提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量蘸秘,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,降低產(chǎn)品成本奠定基礎(chǔ)蝗茁。
近幾年來僚洋,模具并行設(shè)計由面向制造和面向裝配等逐漸轉(zhuǎn)向面向成本的設(shè)計(DFC)。為了將產(chǎn)品估算引入到產(chǎn)品的并行設(shè)計過程中,實現(xiàn)產(chǎn)品成本評估與產(chǎn)品設(shè)計的同步推進候赏,達到降低產(chǎn)品成本的目的斧炎,曾慶良等人提出了在并行工程環(huán)境下進行成本估算的方法,即基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的快速成本估算法和基于材料消耗的詳細(xì)成本估算法盯媚。其研究表明铝寿,將產(chǎn)品成本評估引入到產(chǎn)品設(shè)計中,在產(chǎn)品設(shè)計的不同階段對產(chǎn)品成本進行估算抖唧,及時向產(chǎn)品設(shè)計人員反饋產(chǎn)品成本信息陷克,可以保證所設(shè)計的產(chǎn)品在滿足用戶性能需求的同時,具有較高的經(jīng)濟性瓤鬓。
有些專家提出了面向成本的注塑模并行設(shè)計思想版幕。變設(shè)計后的成本估算為設(shè)計過程的在線成本評估。通過分析模具設(shè)計過程四乱,對模具設(shè)計所涉及的各種關(guān)系進行分類衔甲,提出了在設(shè)計階段進行產(chǎn)品成本估算的方法,并給出了相應(yīng)的計算公式宣吱。
模具并行設(shè)計方法之三:
基于知識的方法
模具設(shè)計是一個比較依賴于設(shè)計者經(jīng)驗知識的工作窃这。在進行注塑產(chǎn)品設(shè)計時,注塑件的基本形狀一般由產(chǎn)品開發(fā)人員根據(jù)產(chǎn)品的功能要求和外觀要求進行設(shè)計凌节,由于設(shè)計人員專業(yè)知識的限制钦听,其對產(chǎn)品注塑成型的工藝可行性很少考慮。在進行模具設(shè)計時倍奢,為了保證產(chǎn)品注塑成型的工藝可行性和成型后的機械性能朴上,模具設(shè)計人員一般要根據(jù)自己的經(jīng)驗知識對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)做必要的修改或增加某些工藝輔助特征。這些修改需要豐富的經(jīng)驗和知識卒煞,不合理的修改反而會破壞產(chǎn)品的整體質(zhì)量和性能痪宰。所以建立基于知識的模具設(shè)計并行工程系統(tǒng)有利于提高設(shè)計效率。
在模具設(shè)計過程中引入并行工程思想畔裕,是模具設(shè)計自身發(fā)展的需要衣撬,也是市場競爭和技術(shù)進步的要求。它有利于提高產(chǎn)品設(shè)計能力扮饶、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期具练、提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本惜肃,從而提高企業(yè)的競爭力喝壹。
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