典型案例
一流工裝和零件制造商使用 PLM 打造競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

復(fù)雜工裝與復(fù)合零件的專(zhuān)業(yè)廠商
Kramski Group 的成功始于 1978 年,Kramski GmbH 就是這一年在德國(guó)普福爾茨海姆成立的。該公司的創(chuàng)始人為 Wiestaw Kramski,目標(biāo)是開(kāi)發(fā)和制造創(chuàng)新型沖壓模和級(jí)進(jìn)模工具。僅僅一年之后,該公司就在一次競(jìng)賽中成為獲獎(jiǎng)?wù)咧?。這次競(jìng)賽旨在表彰新創(chuàng)企業(yè)中的成功者,是由《Capital》(資本) 雜志舉辦的,Kramski 因此獲得了 30,000 德國(guó)馬克(當(dāng)時(shí)西德的官方貨幣)的獎(jiǎng)金。

從那以后,很多事情都發(fā)生了變化,而 Kramski 的成功卻延續(xù)了下去。

20 世紀(jì) 90 年代,這家公司轉(zhuǎn)變了自身的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略,成了一流的微型金屬和塑料零件供應(yīng)商。Kramski 在內(nèi)部零件生產(chǎn)中使用的高速級(jí)進(jìn)模、模具工裝以及制造系統(tǒng)大多為自行開(kāi)發(fā)和制造。實(shí)際上,Kramski 生產(chǎn)了自己的全部工裝,而其內(nèi)部生產(chǎn)的工裝中,有 95% 是由它自己使用的。

立足全球
作為一家全球性企業(yè),Kramski 在德國(guó)、印度和美國(guó)設(shè)立了開(kāi)發(fā)和制造機(jī)構(gòu)。該公司向世界各地的客戶(hù)供應(yīng)了 20 億個(gè)零件,例如連接裝置、電氣接觸件和開(kāi)關(guān)。該公司將汽車(chē)、電子、電信和醫(yī)療技術(shù)行業(yè)作為自己的目標(biāo)行業(yè)。該公司具有豐富的市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)能力,能夠確保各條生產(chǎn)線(xiàn)始終如一地提供高質(zhì)量的產(chǎn)品,從而使上述行業(yè)以及其他一些行業(yè)的客戶(hù)從中受益。它的產(chǎn)品包括專(zhuān)業(yè)的高爾夫球球桿,由一個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)部門(mén)在德國(guó)和美國(guó)設(shè)計(jì)并生產(chǎn)。

對(duì)于在 Kramski 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的產(chǎn)品而言,出色的精度和生產(chǎn)效率是必不可少的。該公司的工裝和制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了極高的生產(chǎn)效率,這使它能夠在德國(guó)生產(chǎn)零件,并以頗具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格在世界各地銷(xiāo)售。這同樣適用于它的所有其他機(jī)構(gòu)。雖然設(shè)在美國(guó)佛羅里達(dá)州的機(jī)構(gòu)主要為美國(guó)客戶(hù)生產(chǎn)產(chǎn)品,但 Kramski 的主要客戶(hù)群還是在中國(guó)。除此之外,位于斯里蘭卡的 Kramski Lanka Pvt.Ltd. 還為整個(gè)亞洲、歐洲和北美的客戶(hù)供應(yīng)模具和沖模工裝以及復(fù)合零件。另外,Kramski 的分散化制造戰(zhàn)略意味著其自身和客戶(hù)都能獲得出色的成本效益。

勇于率先使用先進(jìn)技術(shù)
將新穎的創(chuàng)意付諸實(shí)踐,不僅需要員工的知識(shí)和奉獻(xiàn),而且要使用先進(jìn)的技術(shù)。對(duì)于 Kramski 這樣的制造企業(yè),此類(lèi)技術(shù)包括:用于鉆孔、銑削或放電的計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC) 機(jī)床,精度和生產(chǎn)效率都十分出色;以及用于支持并優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造流程的優(yōu)質(zhì)信息技術(shù) (IT) 解決方案。

與 20 世紀(jì) 80 年代和 90 年代的許多其他制造類(lèi)企業(yè)一樣,Kramski 也是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 和計(jì)算機(jī)輔助制造 (CAM) 軟件早期的先行者之一。管理層指出,那一時(shí)期的人們?cè)谛麄?CAD/CAM 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)時(shí)往往言過(guò)其實(shí),這意味著當(dāng)時(shí)并沒(méi)有真正意義上的全包型解決方案,不能完全滿(mǎn)足具體的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需求。1995 年,Kramski 部署了一種三維 CAD 系統(tǒng)。為了填補(bǔ)缺失的功能,并自動(dòng)執(zhí)行耗時(shí)的常規(guī)工作,該系統(tǒng)的客制化程度很高。

雖然該系統(tǒng)頗為成功,但隨著歲月流逝,出現(xiàn)了越來(lái)越多的障礙。例如,由于缺少定義復(fù)雜三維表面的功能,因此很難可靠地制造符合一致質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的零件。除此之外,因?yàn)闆](méi)有能夠用于管理流程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成式軟件系統(tǒng),使得多名設(shè)計(jì)人員同時(shí)操作同一工裝變得十分復(fù)雜,加大了出現(xiàn)數(shù)據(jù)控制和修訂問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。

PLM 的時(shí)代:利用集成式 CAD 和 PDM
由于客制化的系統(tǒng)產(chǎn)生了一系列限制,Kramski 從 2005 年開(kāi)始部署來(lái)自 Siemens PLM Software 的產(chǎn)品生命周期管理 (PLM )技術(shù)。這包括 NX? 這一全面的三維 CAD 技術(shù),以及與它配合使用的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 (PDM) 系統(tǒng),即 Teamcenter? 軟件。

NX 具備豐富的功能和整體靈活性,支持針對(duì)特定流程的級(jí)進(jìn)模和模具工裝設(shè)計(jì)應(yīng)用程序,包括級(jí)進(jìn)模向?qū)?、模具向?qū)Ш碗姌O設(shè)計(jì),這些是該公司選擇 NX 的關(guān)鍵。尤其重要的是,NX 和 Teamcenter 實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫集成。

Kramski 部署了 Teamcenter,用于改進(jìn)并行工程流程,管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和版本狀態(tài)。這包括對(duì)發(fā)布流程和訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行清晰的控制、自動(dòng)創(chuàng)建物料清單 (BOM) 和優(yōu)化工作流。該公司還希望為設(shè)計(jì)人員、制造工程師、車(chē)間工人和其他人員提供相應(yīng)的訪問(wèn)權(quán)限,使之能方便地使用三維模型可視化功能。

從業(yè)務(wù)的角度來(lái)看,向 NX 和 Teamcenter 投資的目的十分明確,即提高生產(chǎn)效率,縮短開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)周期,并且改善流程和產(chǎn)品的質(zhì)量。

通過(guò)客制化提高自動(dòng)化程度
由于 Kramski 級(jí)進(jìn)模工裝十分復(fù)雜,而且金屬成形工作也不再只憑鈑金沖壓和折彎就能完成,因此 Kramski 聘用了一支內(nèi)部編程團(tuán)隊(duì)來(lái)進(jìn)一步發(fā)揮 NX 和 Teamcenter 的優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上,借助用于深拉、激光焊接和裝配功能的模具,該公司得以更有效地生產(chǎn)自己的工裝。此次客制化項(xiàng)目的意圖與該公司通過(guò)先前的系統(tǒng)實(shí)施的項(xiàng)目有很大區(qū)別,后者只是添加功能。NX 的客制化旨在進(jìn)一步提高例行工作流的自動(dòng)化程度,縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,包括采用一種簡(jiǎn)化的方法來(lái)將專(zhuān)有標(biāo)準(zhǔn)零件納入到資源庫(kù)中。

“設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)專(zhuān)心從事他們的設(shè)計(jì)任務(wù),不應(yīng)當(dāng)受到例行工作的干擾?!盞ramski 的 NX 和 Teamcenter 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員解釋道,“例如,系統(tǒng)會(huì)將零件編號(hào)、位置信息和其他材料主控信息自動(dòng)分配給零件并進(jìn)行檢查,以使用來(lái)與我們的 ERP(企業(yè)資源規(guī)劃)系統(tǒng)交換的信息準(zhǔn)確無(wú)誤?!?/p>

通過(guò)并行工程縮短開(kāi)發(fā)周期
縮短新工裝的開(kāi)發(fā)周期,需要多位設(shè)計(jì)人員發(fā)揮自身的能力,共同從事同一項(xiàng)目?!凹?jí)進(jìn)模由一個(gè)裝配體和多個(gè)子裝配體組成,用于所需的不同步驟?!盞ramski 工裝設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人指出,“現(xiàn)在有了 Teamcenter,我們就可以控制訪問(wèn)權(quán)限,讓不同的設(shè)計(jì)人員并行處理不同的子裝配體。通常,一位設(shè)計(jì)人員每次可以處理一個(gè)特定的子裝配體。一旦工作進(jìn)入了特定的狀態(tài),另一名設(shè)計(jì)人員就會(huì)開(kāi)始創(chuàng)建同一模具的詳圖或圖紙。Teamcenter 同樣會(huì)控制這方面的訪問(wèn)權(quán)限?!?/p>

通過(guò)可視化提高透明度
“用三維產(chǎn)品模型取代技術(shù)圖紙以實(shí)現(xiàn)可視化”這一構(gòu)想在制造業(yè)中引起了一場(chǎng)綿延數(shù)年之久的激烈爭(zhēng)論。而在 Kramski,人們用一種務(wù)實(shí)的眼光看待這一問(wèn)題。他們并沒(méi)有將實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的無(wú)紙化工廠作為目標(biāo),而僅僅是想減少圖紙數(shù)量。他們的第一個(gè)步驟是轉(zhuǎn)而采用三維 CAD 和優(yōu)質(zhì) PDM,即無(wú)縫的 Siemens PLM 方法。這樣,相關(guān)各方隨時(shí)都可以訪問(wèn)更新的三維模型、制造系統(tǒng)和更終產(chǎn)品。這不僅使整個(gè)產(chǎn)品工程流程從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了透明化,而且還減少了可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤概念和例行查詢(xún)。

提高所有產(chǎn)品和流程的質(zhì)量
就總體而言,PLM 的開(kāi)發(fā)使產(chǎn)品和流程質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了可衡量的改進(jìn)。這一成功有諸多范例。借助集成式三維表面設(shè)計(jì)功能,工裝零件無(wú)論是精度還是重復(fù)制造時(shí)的一致性都得到了提高。以前的系統(tǒng)往往需要手動(dòng)調(diào)整包含自由表面的區(qū)域。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示:“通過(guò)這項(xiàng)功能,我們獲得了大量的附加價(jià)值。沒(méi)有三維技術(shù),我們就不可能按所需的質(zhì)量制造我們的零件。除此之外,我們還可以展平三維零件,從而自動(dòng)生產(chǎn)平坦坯料并獲取其形狀。在坯料的基礎(chǔ)上,我們可以輕松定義鈑金和進(jìn)料的寬度。二維系統(tǒng)中沒(méi)有這項(xiàng)功能。三維系統(tǒng)的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)是,其中的條料對(duì)應(yīng)于真實(shí)工裝中的條料。有了這項(xiàng)功能,用戶(hù)就不會(huì)忽略凹口或凹陷,可以準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)不同的工位。”

此外還有另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。幾乎在所有情況下都需要采用調(diào)整流程,將理論上精確的更終產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品,而使用 NX 可以顯著簡(jiǎn)化這一流程。

使用 Teamcenter 進(jìn)一步改進(jìn)流程?!敖柚?Teamcenter,我們每次都能為工裝制作的圖紙?!眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人指出,“既定的工作流使數(shù)據(jù)始終都能保持更新。在將 NX 和 Teamcenter 結(jié)合起來(lái)后,我們?nèi)魏螘r(shí)候都有得到妥善定義的更新工裝零件列表。我們?cè)谲?chē)間的同事不可能訪問(wèn)到過(guò)時(shí)或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù),即使有舊圖紙,也能很快發(fā)現(xiàn)。”

Teamcenter 使用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來(lái)自動(dòng)生成工裝鈑金,其中包含關(guān)鍵的工裝參數(shù)。此外還會(huì)生成物料清單和與流程相關(guān)的其他重要文檔。