回首亦江南|模具数字工厂如何建设？如何分配人力？本文围绕数据共享化、过程自动化、装配

本文围绕数据共享化、过程自动化、装配无人化和供需定制化的模具“四化”目标，从增材制造一体化的集成软件、工业互联神经网络中枢、全生命过程自动化、供需定制化及高效运维队伍建设5个方面，给出了模具数字工厂建设意见，并提供了典型应用案例。

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高级工程师刘胜勇
模具快速原形制造技术既适合复杂结构模具的快速经济制造，又能降低个性化、定制生产和创新设计的加工成本，还可做到无模化的绿色、节能、低碳环保型制造。基于这些特点，它正被陆续应用于医疗服务、汽车制造、通信业务、金属冶炼和航空航天等领域。如图1所示为塑胶车门及其注塑模具。

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a）塑胶车门b）注塑模具
图1塑胶车门及其注塑模具
此外，在数控装备朝着高效、高精和高速发展，互联网络基础建设全面提速的态势下，在生态环境保护的绿色制造要求下，在人们对制造业洁净舒适轻盈工况的需求下，数据共享化、过程自动化、装配无人化及供需定制化的数字工厂将成为当前乃至未来一段时间内模具快速原形制造赖以生存的创新生产力。
模具快速原形制造有两个环节——快速成形与快速制造。前者是以设计数据为基础，将液体、粉末、线材或块材等成形材料变为所需工艺形态后，经具有高精、柔性和自动等特点的成形机按预定轮廓轨迹累加起来，快速得到制件原形。后者是对制件原形进行打磨、抛光、喷涂和机加工等必要的后置处理，以光整制件形廓、提高使用寿命和满足用户要求。这两个环节的数字工厂建设既离不开模具制造一体化集成软件的采用，也离不开工业互联神经网络中枢的搭建；既离不开模具全生命过程自动化的技术改造，也离不开客户至上的供需定制化应用，还离不开高效运维队伍的持续建设。
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模具制造一体化的集成软件
在采用快速原形制造技术获取模具制件的过程中，设计阶段基于CAD/CAM/CAE等技术的模具设计辅助软件是必不可少的，有的甚至兼顾了生产级准备、优化和制造的每一步流程。模具软件的选择既涉及公司的资金允许度，又要考虑模具设计的综合需求，还得兼顾平台服务器和应用人员的熟悉程度。例如， MoldPlanner软件（见图2a）可进行模具的构思设计、分模设计和结构设计， Pro/ENGINEERWildfire软件（见图2b）可进行模具的连续冲模设计， MoldFlow软件（见图2c）可进行塑料注塑成形的模流分析， 3DXpert软件（见图2d）可进行3D模型自增材制造到后置处理的集成化设计等。这些软件的插补精度决定了模具设计的复杂程度，嵌入功能影响了模具制造的结果预判，二次开发度制约了后置处理的功能拓展，硬件兼容度抑制着单元装配的缓存速度，命令生成码关联着数控装备的网络程控。

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图2模具制造软件应用示意
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搭建工业互联神经网络中枢
随着互联网络基础建设全面提速，更多的数控装备、复杂的造形、可控的粉末、快换的工装、可视的状态以及交织的热流道等组件，通过低延迟多节点的互联网络，陆续地融入模具快速原形制造中。物料供应、设备运行、能量利用、造形质量、财务报表、生产控制、订单管理及售后反馈等众多数据，都可在高效传输速率以太网络（见图3）辅助下，实时图形化显示在可视化终端上。网络化措施有引入5G网络，建设云平台，成立数据部门——规章建制，给定数据规范——命名、编码及安全等，划分数据层级——设备端、公司层或云平台处理，以及优化数据流程等。