典型案例
一流工裝和零件制造商使用 PLM 打造競爭優(yōu)勢

復雜工裝與復合零件的專業(yè)廠商
Kramski Group 的成功始于 1978 年,Kramski GmbH 就是這一年在德國普福爾茨海姆成立的。該公司的創(chuàng)始人為 Wiestaw Kramski,目標是開發(fā)和制造創(chuàng)新型沖壓模和級進模工具。僅僅一年之后,該公司就在一次競賽中成為獲獎者之一。這次競賽旨在表彰新創(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 德國馬克(當時西德的官方貨幣)的獎金。

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 90 年代,這家公司轉(zhuǎn)變了自身的業(yè)務戰(zhàn)略,成了一流的微型金屬和塑料零件供應商。Kramski 在內(nèi)部零件生產(chǎn)中使用的高速級進模、模具工裝以及制造系統(tǒng)大多為自行開發(fā)和制造。實際上,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、印度和美國設立了開發(fā)和制造機構。該公司向世界各地的客戶供應了 20 億個零件,例如連接裝置、電氣接觸件和開關。該公司將汽車、電子、電信和醫(yī)療技術行業(yè)作為自己的目標行業(yè)。該公司具有豐富的市場經(jīng)驗和技術能力,能夠確保各條生產(chǎn)線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)的客戶從中受益。它的產(chǎn)品包括專業(yè)的高爾夫球球桿,由一個獨立的業(yè)務部門在德國和美國設計并生產(chǎn)。

對于在 Kramski 設計和生產(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)實現(xiàn)了極高的生產(chǎn)效率,這使它能夠在德國生產(chǎn)零件,并以頗具競爭力的價格在世界各地銷售。這同樣適用于它的所有其他機構。雖然設在美國佛羅里達州的機構主要為美國客戶生產(chǎn)產(chǎn)品,但 Kramski 的主要客戶群還是在中國。除此之外,位于斯里蘭卡的 Kramski Lanka Pvt.Ltd. 還為整個亞洲、歐洲和北美的客戶供應模具和沖模工裝以及復合零件。另外,Kramski 的分散化制造戰(zhàn)略意味著其自身和客戶都能獲得出色的成本效益。

勇于率先使用先進技術
將新穎的創(chuàng)意付諸實踐,不僅需要員工的知識和奉獻,而且要使用先進的技術。對于 Kramski 這樣的制造企業(yè),此類技術包括:用于鉆孔、銑削或放電的計算機數(shù)控 (CNC) 機床,精度和生產(chǎn)效率都十分出色;以及用于支持并優(yōu)化設計與制造流程的優(yōu)質(zhì)信息技術 (IT) 解決方案。

與 20 世紀 80 年代和 90 年代的許多其他制造類企業(yè)一樣,Kramski 也是計算機輔助設計 (CAD) 和計算機輔助制造 (CAM) 軟件早期的先行者之一。管理層指出,那一時期的人們在宣傳 CAD/CAM 系統(tǒng)的優(yōu)點時往往言過其實,這意味著當時并沒有真正意義上的全包型解決方案,不能完全滿足具體的產(chǎn)品開發(fā)需求。1995 年,Kramski 部署了一種三維 CAD 系統(tǒng)。為了填補缺失的功能,并自動執(zhí)行耗時的常規(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)了越來越多的障礙。例如,由于缺少定義復雜三維表面的功能,因此很難可靠地制造符合一致質(zhì)量標準的零件。除此之外,因為沒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),使得多名設計人員同時操作同一工裝變得十分復雜,加大了出現(xiàn)數(shù)據(jù)控制和修訂問題的風險。

PLM 的時代: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 年開始部署來自 Siemens PLM Software 的產(chǎn)品生命周期管理 (PLM )技術。這包括 NX? 這一全面的三維 CAD 技術,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,支持針對特定流程的級進模和模具工裝設計應用程序,包括級進模向?qū)?、模具向?qū)Ш碗姌O設計,這些是該公司選擇 NX 的關鍵。尤其重要的是,NX 和 Teamcenter 實現(xiàn)了無縫集成。

Kramski 部署了 Teamcenter,用于改進并行工程流程,管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和版本狀態(tài)。這包括對發(fā)布流程和訪問權限進行清晰的控制、自動創(chuàng)建物料清單 (BOM) 和優(yōu)化工作流。該公司還希望為設計人員、制造工程師、車間工人和其他人員提供相應的訪問權限,使之能方便地使用三維模型可視化功能。

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

通過客制化提高自動化程度
由于 Kramski 級進模工裝十分復雜,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)部編程團隊來進一步發(fā)揮 NX 和 Teamcenter 的優(yōu)勢。實際上,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。此次客制化項目的意圖與該公司通過先前的系統(tǒng)實施的項目有很大區(qū)別,后者只是添加功能。NX 的客制化旨在進一步提高例行工作流的自動化程度,縮短設計時間,包括采用一種簡化的方法來將專有標準零件納入到資源庫中。

“設計人員應當專心從事他們的設計任務,不應當受到例行工作的干擾?!盞ramski 的 NX 和 Teamcenter 系統(tǒng)開發(fā)人員解釋道,“例如,系統(tǒng)會將零件編號、位置信息和其他材料主控信息自動分配給零件并進行檢查,以使用來與我們的 ERP(企業(yè)資源規(guī)劃)系統(tǒng)交換的信息準確無誤。”

通過并行工程縮短開發(fā)周期
縮短新工裝的開發(fā)周期,需要多位設計人員發(fā)揮自身的能力,共同從事同一項目?!凹夁M模由一個裝配體和多個子裝配體組成,用于所需的不同步驟。”Kramski 工裝設計團隊的負責人指出,“現(xiàn)在有了 Teamcenter,我們就可以控制訪問權限,讓不同的設計人員并行處理不同的子裝配體。通常,一位設計人員每次可以處理一個特定的子裝配體。一旦工作進入了特定的狀態(tài),另一名設計人員就會開始創(chuàng)建同一模具的詳圖或圖紙。Teamcenter 同樣會控制這方面的訪問權限?!?/p>

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

提高所有產(chǎn)品和流程的質(zhì)量
就總體而言,PLM 的開發(fā)使產(chǎn)品和流程質(zhì)量實現(xiàn)了可衡量的改進。這一成功有諸多范例。借助集成式三維表面設計功能,工裝零件無論是精度還是重復制造時的一致性都得到了提高。以前的系統(tǒng)往往需要手動調(diào)整包含自由表面的區(qū)域。團隊負責人表示:“通過這項功能,我們獲得了大量的附加價值。沒有三維技術,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,從而自動生產(chǎn)平坦坯料并獲取其形狀。在坯料的基礎上,我們可以輕松定義鈑金和進料的寬度。二維系統(tǒng)中沒有這項功能。三維系統(tǒng)的另一項優(yōu)勢是,其中的條料對應于真實工裝中的條料。有了這項功能,用戶就不會忽略凹口或凹陷,可以準確地設計不同的工位。”

此外還有另一項優(yōu)勢。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)化為實際產(chǎn)品,而使用 NX 可以顯著簡化這一流程。

使用 Teamcenter 進一步改進流程。“借助 Teamcenter,我們每次都能為工裝制作的圖紙。”團隊負責人指出,“既定的工作流使數(shù)據(jù)始終都能保持更新。在將 NX 和 Teamcenter 結合起來后,我們?nèi)魏螘r候都有得到妥善定義的更新工裝零件列表。我們在車間的同事不可能訪問到過時或錯誤的數(shù)據(jù),即使有舊圖紙,也能很快發(fā)現(xiàn)?!?/p>

Teamcenter 使用存儲的數(shù)據(jù)來自動生成工裝鈑金,其中包含關鍵的工裝參數(shù)。此外還會生成物料清單和與流程相關的其他重要文檔。