在世界著名的美國Autodie公司，模具設(shè)計(jì)和開發(fā)已進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。他們始終堅(jiān)持在新技術(shù)和培訓(xùn)上投資，目標(biāo)是 ：推動(dòng)公司發(fā)展，成為沖壓模具工程與制造服務(wù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)先供應(yīng)商。
    Autodie公司40年來一直致力于汽車工業(yè)的大型模具設(shè)計(jì)，主要是側(cè)車身模具以及A級表面的設(shè)計(jì)。2006年時(shí)，公司進(jìn)行了重組，再次煥發(fā)了能量和生機(jī)。之后，公司成功贏得了克萊斯勒這個(gè)大客戶，現(xiàn)在還和許多汽車OEM商合作。從2007年以來公司每年的收入都以成倍增長。
    這次重組的關(guān)鍵，是由公司副總裁兼首席運(yùn)營官David Darling呼吁倡導(dǎo)的一個(gè)有關(guān)模具設(shè)計(jì)及可制造模型的新理念。“我們對模具的開發(fā)和仿真非常癡迷，”Darling說 ：“我們承諾提供絕對100％的NC-ready模具設(shè)計(jì)。這就意味著：那些制造固體模型和把模型制成可適用于機(jī)加工的供應(yīng)商之間的差別，越來越小了。我們希望我們的架構(gòu)、緊固和機(jī)加工模具設(shè)計(jì)是100％準(zhǔn)確的。如果沒法達(dá)到這樣的準(zhǔn)確性，會導(dǎo)致返工和浪費(fèi)。”
    為可制造模型鋪平道路
    但Darling承認(rèn)：不幸的是，Autodie公司最關(guān)注的重心并不一直是技術(shù)。在20世紀(jì)90年代后期及21世紀(jì)初，公司管理層是將技術(shù)作為一種商品而不是其業(yè)務(wù)核心部分來看的。與北美汽車產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的許多人那樣，Autodie公司也將模具制造外包給低成本國家。“我們一直持有這種理念，直到2006年，”Darling說。
    從2006年開始，Darling及其工程團(tuán)隊(duì)開始致力于重建技術(shù)理念，開始對模具設(shè)計(jì)、從開始到結(jié)束的整個(gè)架構(gòu)流程加大控制。到2007年1月，公司已做好了推出新開發(fā)流程的準(zhǔn)備，主要致力于開發(fā)和模擬——將模面交付給選擇好的模具設(shè)計(jì)公司，再由他們將設(shè)計(jì)直接送交NC編程。
    “例如做側(cè)車身的光圈設(shè)計(jì)，”Darling說 ：“當(dāng)您想看NC編程文件時(shí)，我們會對外開放設(shè)計(jì)師正在使用的同一軟件里的同一模具設(shè)計(jì)。這樣您就可以調(diào)用組裝線上的某個(gè)具體零件，并真正打開數(shù)控刀具路徑工作臺。這就意味著：我們把模具設(shè)計(jì)與加工連成了一線。”
    Darling認(rèn)為，設(shè)計(jì)本身可能只占模具總成本的5~10％，但對整個(gè)成本的影響力卻是60％的。不過他也承認(rèn)；“我們永遠(yuǎn)不可能像低成本國家做的那樣便宜”。這個(gè)現(xiàn)實(shí)問題使公司更加追求精益求精，最后的效果也很明顯 ：架構(gòu)模具的勞動(dòng)時(shí)間減少了35％；第一個(gè)樣品就符合售賣要求的比率增高了；工程返工時(shí)間減少了50％——最后一點(diǎn)尤為驚人，Darling表示 ：“這能使我們的流程操作時(shí)間減少幾個(gè)小時(shí)，總的算下來，一個(gè)車間平均每年有可能減少50萬個(gè)勞動(dòng)小時(shí)。”
    一個(gè)優(yōu)良的模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)手冊
    將制造體由圖像變成現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵，是打造一個(gè)有許多設(shè)計(jì)（5或6個(gè)）設(shè)計(jì)室的供應(yīng)庫，以達(dá)到Autodie公司的標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)所需的技能。“我們對表面效果非常重視，”Darling說：“特別關(guān)注每個(gè)模具設(shè)計(jì)的表面，希望它們可以被直接送往工廠生產(chǎn)。要實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)水平并不容易。我們現(xiàn)在使用的這種設(shè)計(jì)軟件很新穎。我們還使用了一些非常先進(jìn)的技術(shù)。這不是每個(gè)設(shè)計(jì)公司都能做到的。當(dāng)然，這些技術(shù)還需要進(jìn)一步提高。”
    在Autodie公司換用新設(shè)計(jì)軟件初期，其模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)手冊只有短短幾頁，現(xiàn)在，里面的說明和實(shí)例已增加到了165頁，只為了向設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)教授新的工作方式，使可加工體可以被直接生產(chǎn)，避免因碰撞和干擾導(dǎo)致的任何再加工。
    “在我們真正能夠?qū)⒋藰?gòu)建制造體理念應(yīng)用起來前，”Darling說：“我們會花4至6周的時(shí)間進(jìn)行CAD / CAM編程，為用于機(jī)加工的模具表面設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。那種消耗時(shí)間又“不精密”的加工流程實(shí)際上已被淘汰了，我們開始在設(shè)計(jì)中加入更多新內(nèi)容。”
    在被問及“增加新內(nèi)容”是否有實(shí)例時(shí)，Darling舉了一個(gè)Autodie公司的獨(dú)家應(yīng)用，比如設(shè)計(jì)修整后的延伸、沖壓補(bǔ)償及減小半徑。“我們不僅免去了過去在表面設(shè)計(jì)上耗費(fèi)的4至6周（用于為數(shù)控編程的模具設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備），還有時(shí)間來進(jìn)行額外的試驗(yàn)?zāi)亍！?br />    Darling還指出，現(xiàn)在Autodie公司的設(shè)計(jì)“頗有特色，有助于自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖形輔助三維交互應(yīng)用（CATIA）。以這種方式設(shè)計(jì)，能夠簡化開發(fā)模具生產(chǎn)線必需的流程，可能使數(shù)控編程需要的200小時(shí)降低到僅30小時(shí)。”
    Autodie公司的精益編程方法很多是從公司與菲亞特/克萊斯勒公司的合作關(guān)系中形成的。“在這些合作中，我們接觸到了CAD內(nèi)部工作臺，那可是大多數(shù)公司永遠(yuǎn)沒法知道的，或是因?yàn)槌杀咎咦约簺]法獨(dú)立運(yùn)作的，”Darling說：“而且，編程是各方面的聯(lián)合體。所以如果一個(gè)模具設(shè)計(jì)改變了（比如在試運(yùn)行中），不會打破所有的鏈接被迫從頭開始。刀具路徑與它們需要的切割表面永遠(yuǎn)地連在一起，所以一旦切割表面改變了，刀具路徑也會相應(yīng)改變。
    為了長遠(yuǎn)的未來精益求精
    Autodie公司還有其他的精密模具開發(fā)工作。從Darling處得知，其公司使用的啟動(dòng)模塊，頗具特色，能為設(shè)計(jì)師提供一個(gè)良好的起點(diǎn)，有助于他們開發(fā)符合其內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的模具。
    關(guān)于Autodie公司的模具開發(fā)，還有一個(gè)例子：一個(gè)完整刃具軌跡的拉延模。公司在精密開發(fā)領(lǐng)域付出的努力，為整個(gè)流程節(jié)省了大量時(shí)間——一個(gè)廠房每年平均節(jié)省50萬個(gè)勞動(dòng)小時(shí)。
    Darling說：“例如，當(dāng)一個(gè)設(shè)計(jì)師開始開發(fā)一款新模具時(shí)，他可以訪問我們軟件中的下拉菜單（那些軟件我們已經(jīng)進(jìn)行了定制，防止有人使用不是我們的鋼材供應(yīng)商提供的原料）。我們也限制了用在這些啟動(dòng)模塊上的螺栓和銷，那些我們已經(jīng)備貨完畢。這就阻止了設(shè)計(jì)師在模塊中隨意標(biāo)注一些沉孔深度，也不會僅因?yàn)橐砑哟尕浺螅偷冒哑ヅ渎菟ㄕ{(diào)過來而浪費(fèi)時(shí)間了。相反地，設(shè)計(jì)師可以指定需用的螺絲和銷（那些我們已經(jīng)預(yù)存有貨）。”
    精密高效的模具開發(fā)和組裝之旅，具有很大的挑戰(zhàn)性，也非常有意義。Darling總結(jié)說：“感謝工程師以及車間員工們努力克服了很多困難，更不用說還有我們的供應(yīng)商——他們接受了我們的標(biāo)準(zhǔn)，還讓我們培訓(xùn)了他們的員工。”為此，這家公司成功實(shí)現(xiàn)了5年前根本不曾想到的機(jī)加工技術(shù)革新，那時(shí)其庫存的數(shù)控設(shè)備絕大部分是在上世紀(jì)80年代中期安裝的。
    Darling說 ：“在2006年，我們必須面對的一個(gè)顯而易見又容易被忽視的問題就是，如果我們將現(xiàn)有設(shè)備現(xiàn)代化，增加切削速度，比如增加到現(xiàn)有的5-10倍，我們就得想清楚究竟要在銑床上加工什么比較好——這正是我們后來取得的重大進(jìn)展之處——我們最恐懼的是在技術(shù)沒有改進(jìn)的情況下就將車間現(xiàn)代化了，那本來1米/分鐘的出錯(cuò)率，很可能會變成非常嚴(yán)重的15米/分鐘。那么之后很快就會出現(xiàn)大量的碎塊廢料。”
    因?yàn)閿?shù)控設(shè)備的升級，其開發(fā)流程的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性都得到了提高，其客戶數(shù)量、購買力、營業(yè)額以及利潤，都在不斷提高。
    “早在2011年初，我們就發(fā)布了一個(gè)兩年投資計(jì)劃，在新數(shù)控設(shè)備上投資2400萬美元，”Darling說：“現(xiàn)在這個(gè)計(jì)劃正在有效地進(jìn)行中。在我們新增的設(shè)備中，有三臺是 3.5米至6米的天橋銑床，配有轉(zhuǎn)速20000RPM的銑頭，切削速度為 15米/分鐘。還有兩臺是中型臥式加工中心，切削速度15米/分鐘，主軸轉(zhuǎn)速20000r/min。
    “如果能按計(jì)劃完成的話，到今年年底，這個(gè)生產(chǎn)線流程就會像我們期望的那樣又快又精準(zhǔn)了。我們還期望能夠提高海外競爭力，將模具運(yùn)到海外銷售。”