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二次開(kāi)發(fā)技術(shù)是以模具行業(yè)技術(shù)標準化為基礎，以應用軟件為平臺，對模具行業(yè)普遍應用的設計編程軟件進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化定制開(kāi)發(fā)（二次開(kāi)發(fā)），對模具設計編程進(jìn)行自動(dòng)化、智能化改造，促進(jìn)技術(shù)標準的數字化、信息化轉換，替代原有的人工處理操作，提高軟件應用效率，減少人工失誤造成的質(zhì)量、成本損失。我國模具行業(yè)二次開(kāi)發(fā)技術(shù)還停留在初級階段，主要以解決模具生產(chǎn)局部的具體問(wèn)題為主，雖然在一定程度上促進(jìn)了生產(chǎn)效率與質(zhì)量水平的提升，但離以生產(chǎn)整體自動(dòng)化、數字化全面改造模具行業(yè)還有相當大的距離。本文以大型汽車(chē)模具企業(yè)標準體系的建立方法和二次開(kāi)發(fā)體系為藍本，詳細論述了塑膠模具標準化與二次開(kāi)發(fā)的建立方法，需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題及其相互關(guān)系。
一、塑膠模具標準化
在塑膠模具生產(chǎn)企業(yè)中，整個(gè)模具生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)由多個(gè)環(huán)節組成的復雜的體系化制造流程，包含產(chǎn)品分析、設計編程、工藝加工、模具裝配驗證以及物料物流等環(huán)節。在每個(gè)模具制造過(guò)程中，各生產(chǎn)環(huán)節的執行與工藝參數的選擇都很相似，但不同崗位或不同技術(shù)層次的員工在實(shí)際操作時(shí)，對同一生產(chǎn)任務(wù)可能采用不同的技術(shù)方案和工藝參數，使模具制造完全依賴(lài)技術(shù)人員的技術(shù)水平和生產(chǎn)經(jīng)驗。這易于產(chǎn)生工藝銜接不暢、質(zhì)量不穩定等問(wèn)題，影響生產(chǎn)流程的順利交接，無(wú)法保證穩定優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì)。因此，企業(yè)需要通過(guò)標準化形成自身的技術(shù)核心，規范生產(chǎn)步驟，推動(dòng)企業(yè)穩步發(fā)展。
塑膠模具標準化是將企業(yè)在塑膠模具方面獲得的技術(shù)經(jīng)驗與管理規范進(jìn)行歸納、總結與科學(xué)驗證，形成生產(chǎn)管理與工藝技術(shù)的可執行標準，包含完善的生產(chǎn)流程執行步驟、針對各種生產(chǎn)任務(wù)的工藝方案選擇方法與對應的工藝參數設定、嚴格的設備操作規范等。實(shí)現標準化的企業(yè)，生產(chǎn)制造過(guò)程由員工嚴格按照標準執行，生產(chǎn)過(guò)程指令連貫、工藝順暢，使模具生產(chǎn)在統一、規范、受控的環(huán)境下完成，可有效控制生產(chǎn)結果，預判可能出現的生產(chǎn)問(wèn)題并進(jìn)行處理防范，進(jìn)而對生產(chǎn)效率與質(zhì)量水平提升產(chǎn)生積極的影響。
深圳市銀寶山新科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)銀寶山新）自開(kāi)展標準化工作以來(lái)，制定了相關(guān)的標準文件，根據生產(chǎn)流程分類(lèi)匯集成統一的標準化體系，其中涉及塑膠原材料與注塑成型工藝、模具金屬材料與加工工藝、模具設計與制圖、CNC編程與加工、EDM電極制圖與編程加工、WEDM編程加工、深孔鉆編程加工、模具裝配、試模包裝以及其他加工工藝與生產(chǎn)管理等內容。
生產(chǎn)過(guò)程嚴格按照標準文件操作，各工序生產(chǎn)方案根據標準確定，有效優(yōu)化了生產(chǎn)方案，保證了準確性，在整體制造過(guò)程中保證了技術(shù)參數的規范、統一，防止不同工序因依靠人為經(jīng)驗處理造成生產(chǎn)工藝前后脫節、品質(zhì)不穩定、返工報廢等嚴重質(zhì)量問(wèn)題；合理的管理、統一的工藝、準確完善的檢測機制，杜絕了生產(chǎn)部門(mén)技術(shù)管理上可能出現的自立門(mén)戶(hù)、推責扯皮現象，最終保證了產(chǎn)品品質(zhì)與按期交貨。實(shí)施標準化，強化了技術(shù)核心的作用，在人員培訓、技術(shù)傳承上具有重要作用，極大縮短了新員工的培訓周期，避免了企業(yè)技術(shù)因人員流動(dòng)而弱化，降低了企業(yè)在技術(shù)上的投資風(fēng)險。近三年來(lái)，隨著(zhù)標準化工作的推進(jìn)，公司制程質(zhì)量異常次數逐年減少20％左右，質(zhì)量異常經(jīng)濟損失逐年降低30％左右，模具T1延期天數縮短60％，產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)交貨期明顯改善。
在模具標準化運作過(guò)程中，由于受軟件、設備和人員技術(shù)水平，以及個(gè)人失誤等因素的影響，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程仍存在大量的低效操作，例如大量機械性的手動(dòng)數據采集登記與整理輸出、重復性的軟件功能無(wú)法批量處理、技術(shù)參數選取與使用依賴(lài)技術(shù)人員的記憶與標準資料的查詢(xún)等問(wèn)題。在標準執行過(guò)程中，人為失誤引發(fā)的質(zhì)量問(wèn)題也是模具生產(chǎn)制造無(wú)法避免的一個(gè)重點(diǎn)損失項。而導致人為失誤的工作環(huán)節，基本出現在上述大批量、重復性的手動(dòng)處理工序上。在企業(yè)管理上，無(wú)論是提升責任心，還是加強生產(chǎn)流程的控制監管，效果都不是很好。
二、塑膠模具設計編程軟件的二次開(kāi)發(fā)
塑膠模具二次開(kāi)發(fā)主要是以模具標準化為基礎，以自動(dòng)化、智能化處理圖形、數據為目標，定制開(kāi)發(fā)模具專(zhuān)用的軟件功能模塊，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化，避免人為重復造成的失誤。二次開(kāi)發(fā)有效利用了模具標準中嚴謹的工藝流程、系統的參數集合、規律的控制過(guò)程，根據功能需求由軟件自動(dòng)模擬工藝操作，自動(dòng)調用標準模型和標準數據庫、測量圖形參數，智能化處理參數運算與圖形生成，同時(shí)完成多個(gè)相同規則過(guò)程的后臺運算，并最終輸出各種圖形、制圖、表單等。整個(gè)過(guò)程嚴格執行模具標準，以替代大量人工數據輸入輸出與操作計算。二次開(kāi)發(fā)可提高設計編程效率，有效減少人為失誤的頻率，簡(jiǎn)化工作步驟，縮短生產(chǎn)周期，改善模具的生產(chǎn)質(zhì)量。
隨著(zhù)各類(lèi)圖形處理軟件、辦公軟件的應用，二次開(kāi)發(fā)技術(shù)已覆蓋制造過(guò)程的方方面面，為模具設計、編程加工、輔助檢測、生產(chǎn)管理提供各類(lèi)標準模塊與應用功能，快速輸出需要的結構圖形、數據文檔、檢測報告、工藝表單、機床可執行程序、生產(chǎn)管理圖表等。在模具標準的支持下，形成龐大的應用數據庫，實(shí)現二次開(kāi)發(fā)功能的綜合應用。更可以依據塑膠產(chǎn)品及其模具的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的工具包，與同類(lèi)型模具設計加工制造中系統的二次開(kāi)發(fā)工具包一體化應用。
三、標準化和二次開(kāi)發(fā)的應用實(shí)例——標準圖框自動(dòng)導入
模具設計中，導入圖框應用頻率極高，但手動(dòng)加載需要復制粘貼圖框模板、根據實(shí)際圖紙范圍縮放大小、編輯修改標題欄說(shuō)明、添加圖檔類(lèi)別對應的說(shuō)明文本等。其中文字編輯十余處，完成一次圖框加載需要3～5min，標題欄中的零件信息容易編輯錯漏，因此需要以圖框自動(dòng)化加載替代繁瑣重復的工作。
針對此問(wèn)題，對功能開(kāi)發(fā)需求進(jìn)行分析。以圖框涉及的制圖標準、圖框標準、零件編碼標準、模具原材料標準、材料熱處理標準為基礎，制作各種類(lèi)型標準圖框模板、建立標題欄零件信息數據庫，用于圖框及其附屬內容一體化的加載和零件信息的自動(dòng)篩選與輸入。需求分析還包括設計工具的執行過(guò)程與對話(huà)框形式，以簡(jiǎn)單的步驟完成必要的基礎操作，并驗證工具開(kāi)發(fā)的可執行性，最終形成概念功能完備的開(kāi)發(fā)需求說(shuō)明書(shū)。
需求分析完成后，由程序員編寫(xiě)二次開(kāi)發(fā)應用程序，實(shí)現需求說(shuō)明中描述的工具形式與操作步驟，并由程序測試員實(shí)際操作驗證程序執行效果，評估功能，并提出改進(jìn)意見(jiàn)。該應用程序通過(guò)虛擬框拉伸完成圖框大小倍率的快速調節，圖框基本格式與說(shuō)明內容按圖框類(lèi)別的選擇進(jìn)行自動(dòng)篩選搭配，標題欄中的零件信息由文件名對應的編碼規則在信息數據庫中自動(dòng)篩選、復選內容提供菜單列表快速切換目標內容，標題欄中其他非標準內容提供信息記憶功能，減少相同信息的重復編輯。工具操作加載過(guò)程不到30s，功能達到解決實(shí)際問(wèn)題的目標。
模具生產(chǎn)中，圖框加載是一個(gè)高頻操作過(guò)程，涉及大量標準資料的查閱或記憶，也會(huì )因零件信息編輯失誤導致物料采購出錯，造成經(jīng)濟損失，影響模具正常生產(chǎn)。二次開(kāi)發(fā)功能不但簡(jiǎn)化操作步驟，更將相關(guān)標準資料建立有機對應關(guān)系，保證了數據信息的準確，提高了生產(chǎn)質(zhì)量，有效強化了生產(chǎn)中技術(shù)標準的應用，促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)管理的規范發(fā)展。
四、標準化和二次開(kāi)發(fā)的應用實(shí)例——CAM編程工具包
CAM編程是模具制造過(guò)程中非常重要的工序，直接決定加工效率和加工質(zhì)量。同時(shí)，由于機床特性的差異，刀具、工具材料的不同，加工參數的選擇范圍非常大，而且非常容易出錯，要求編程人員有很豐富的經(jīng)驗。通過(guò)建立刀具庫參數庫、編程參數庫，將原有需手動(dòng)圖形繪制、參數錄入的方式，改變?yōu)閿祿炜焖俸Y選模式；刀具形態(tài)、參數與刀具庫實(shí)物刀具以及采購需求信息對應，不但提高了編程參數加載效率，還保證了參數的準確性，使后續機床數控程式加工更加穩定，杜絕了相關(guān)操作不當可能引發(fā)的加工隱患。刀具庫與編程參數庫的應用，有效降低了各生產(chǎn)環(huán)節（編程刀具參數設置、刀具規格采購、現場(chǎng)裝錯相似規格刀具等）的出錯率，在應用工具包后，年均出錯次數由原來(lái)的43次降低到7次。
在CAM編程處理中，另一大轉變就是實(shí)現編程后處理與程序工藝單的自動(dòng)處理輸出功能。使用工具包前，編程后處理只能在本地電腦執行，處理過(guò)程中電腦無(wú)法并行其他內容（工程師此期間被閑置），多個(gè)程序只能排隊依次進(jìn)行后處理（需要人職守開(kāi)啟下一個(gè)處理對象），占用大量的電腦和人力資源；而程序工藝單的制作仍是手動(dòng)編輯填寫(xiě)，大量的刀具、程序相關(guān)參數抄錄速度慢且容易出錯。但銀寶山新自主開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化處理工具解決了這些問(wèn)題，最終實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )化自動(dòng)后處理。通過(guò)建立專(zhuān)門(mén)的服務(wù)器，可實(shí)現批量化、自動(dòng)化的程序后處理；同時(shí)，由工具從程式中自動(dòng)識別并獲取工藝單填寫(xiě)所需的各種參數并可直接輸出已完整填寫(xiě)的程序工藝單。復雜與大數量的程式，都能在1min內完成工藝單的編輯與輸出，而手動(dòng)則依實(shí)際內容需花費10～30min查詢(xún)參數信息并進(jìn)行制表編輯。編程后處理與工藝單輸出實(shí)現自動(dòng)化后，完全杜絕了此環(huán)節的出錯問(wèn)題（工具應用前因手動(dòng)制表年出錯27次）。
在電火花加工（EDM）中，針對電極的設計應用，銀寶山新也開(kāi)發(fā)了整體性工具，實(shí)現了電極頭設計、電極基準臺設計、夾具設計、電極信息批量處理、干涉檢查、電極采購訂單制作、工藝單制作的批量化、自動(dòng)化處理，其中涵蓋電極設計、采購、加工整個(gè)流程的所有操作步驟。單個(gè)電極從設計到工藝圖輸出消耗的時(shí)間由10min降至2min，按月平均至少3000個(gè)電極的設計量計算，月至少可節省400h。信息處理的自動(dòng)化，保證了電極參數信息的嚴謹與準確傳遞，采購、工藝加工等信息處理環(huán)節完全避免了出錯（原電極設計出錯率為年均50次）。
二次開(kāi)發(fā)的應用，大幅提高了設計編程的效率，幾乎杜絕了應用環(huán)節原有的手動(dòng)處理的出錯概率，一些工具的應用還改變了原有處理流程，替代了部分原有數據處理崗位與職責，促進(jìn)了生產(chǎn)流程的高效化發(fā)展。綜合生產(chǎn)因素與實(shí)際數據，銀寶山新在標準化實(shí)施與二次開(kāi)發(fā)功能推廣應用后，模具生產(chǎn)周期縮短10％以上，年制程異常次數減少70％以上，制程異常造成的直接經(jīng)濟損失減少20余萬(wàn)元。
五、結束語(yǔ)
技術(shù)是企業(yè)的核心，效率與品質(zhì)是企業(yè)的命脈。技術(shù)的標準化建設有助于促進(jìn)企業(yè)核心的進(jìn)一步凝聚與規范，引領(lǐng)企業(yè)生產(chǎn)有序進(jìn)行；二次開(kāi)發(fā)技術(shù)則將標準化轉化為自動(dòng)化生產(chǎn)力，強化企業(yè)效率，提升品質(zhì)。在國內塑膠模具行業(yè)迅猛發(fā)展的階段，企業(yè)管理、技術(shù)的標準化以及智能化應用的二次開(kāi)發(fā)，在提高企業(yè)模具制造效率與質(zhì)量水平上效果顯著(zhù)，是企業(yè)開(kāi)拓發(fā)展、提高自動(dòng)化水平的一條有效途徑。
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