典型案例
一流工装和零件制造商使用 PLM 打造竞争优势

复杂工装与复合零件的专业厂商
Kramski Group 的成功始于 1978 年,Kramski GmbH 就是这一年在德国普福尔茨海姆成立的。该公司的创始人为 Wiestaw Kramski,目标是开发和制造创新型冲压模和级进模工具。仅仅一年之后,该公司就在一次竞赛中成为获奖者之一。这次竞赛旨在表彰新创企业中的成功者,是由《Capital》(资本) 杂志举办的,Kramski 因此获得了 30,000 德国马克(当时西德的官方货币)的奖金。

从那以后,很多事情都发生了变化,而 Kramski 的成功却延续了下去。

20 世纪 90 年代,这家公司转变了自身的业务战略,成了一流的微型金属和塑料零件供应商。Kramski 在内部零件生产中使用的高速级进模、模具工装以及制造系统大多为自行开发和制造。实际上,Kramski 生产了自己的全部工装,而其内部生产的工装中,有 95% 是由它自己使用的。

立足全球
作为一家全球性企业,Kramski 在德国、印度和美国设立了开发和制造机构。该公司向世界各地的客户供应了 20 亿个零件,例如连接装置、电气接触件和开关。该公司将汽车、电子、电信和医疗技术行业作为自己的目标行业。该公司具有丰富的市场经验和技术能力,能够确保各条生产线始终如一地提供高质量的产品,从而使上述行业以及其他一些行业的客户从中受益。它的产品包括专业的高尔夫球球杆,由一个独立的业务部门在德国和美国设计并生产。

对于在 Kramski 设计和生产的产品而言,出色的精度和生产效率是必不可少的。该公司的工装和制造系统实现了极高的生产效率,这使它能够在德国生产零件,并以颇具竞争力的价格在世界各地销售。这同样适用于它的所有其他机构。虽然设在美国佛罗里达州的机构主要为美国客户生产产品,但 Kramski 的主要客户群还是在中国。除此之外,位于斯里兰卡的 Kramski Lanka Pvt.Ltd. 还为整个亚洲、欧洲和北美的客户供应模具和冲模工装以及复合零件。另外,Kramski 的分散化制造战略意味着其自身和客户都能获得出色的成本效益。

勇于率先使用先进技术
将新颖的创意付诸实践,不仅需要员工的知识和奉献,而且要使用先进的技术。对于 Kramski 这样的制造企业,此类技术包括:用于钻孔、铣削或放电的计算机数控 (CNC) 机床,精度和生产效率都十分出色;以及用于支持并优化设计与制造流程的优质信息技术 (IT) 解决方案。

与 20 世纪 80 年代和 90 年代的许多其他制造类企业一样,Kramski 也是计算机辅助设计 (CAD) 和计算机辅助制造 (CAM) 软件早期的先行者之一。管理层指出,那一时期的人们在宣传 CAD/CAM 系统的优点时往往言过其实,这意味着当时并没有真正意义上的全包型解决方案,不能完全满足具体的产品开发需求。1995 年,Kramski 部署了一种三维 CAD 系统。为了填补缺失的功能,并自动执行耗时的常规工作,该系统的客制化程度很高。

虽然该系统颇为成功,但随着岁月流逝,出现了越来越多的障碍。例如,由于缺少定义复杂三维表面的功能,因此很难可靠地制造符合一致质量标准的零件。除此之外,因为没有能够用于管理流程和产品数据的集成式软件系统,使得多名设计人员同时操作同一工装变得十分复杂,加大了出现数据控制和修订问题的风险。

PLM 的时代:利用集成式 CAD 和 PDM
由于客制化的系统产生了一系列限制,Kramski 从 2005 年开始部署来自 Siemens PLM Software 的产品生命周期管理 (PLM )技术。这包括 NX? 这一全面的三维 CAD 技术,以及与它配合使用的优质产品数据管理 (PDM) 系统,即 Teamcenter? 软件。

NX 具备丰富的功能和整体灵活性,支持针对特定流程的级进模和模具工装设计应用程序,包括级进模向导、模具向导和电极设计,这些是该公司选择 NX 的关键。尤其重要的是,NX 和 Teamcenter 实现了无缝集成。

Kramski 部署了 Teamcenter,用于改进并行工程流程,管理产品数据和版本状态。这包括对发布流程和访问权限进行清晰的控制、自动创建物料清单 (BOM) 和优化工作流。该公司还希望为设计人员、制造工程师、车间工人和其他人员提供相应的访问权限,使之能方便地使用三维模型可视化功能。

从业务的角度来看,向 NX 和 Teamcenter 投资的目的十分明确,即提高生产效率,缩短开发和生产周期,并且改善流程和产品的质量。

通过客制化提高自动化程度
由于 Kramski 级进模工装十分复杂,而且金属成形工作也不再只凭钣金冲压和折弯就能完成,因此 Kramski 聘用了一支内部编程团队来进一步发挥 NX 和 Teamcenter 的优势。实际上,借助用于深拉、激光焊接和装配功能的模具,该公司得以更有效地生产自己的工装。此次客制化项目的意图与该公司通过先前的系统实施的项目有很大区别,后者只是添加功能。NX 的客制化旨在进一步提高例行工作流的自动化程度,缩短设计时间,包括采用一种简化的方法来将专有标准零件纳入到资源库中。

“设计人员应当专心从事他们的设计任务,不应当受到例行工作的干扰。”Kramski 的 NX 和 Teamcenter 系统开发人员解释道,“例如,系统会将零件编号、位置信息和其他材料主控信息自动分配给零件并进行检查,以使用来与我们的 ERP(企业资源规划)系统交换的信息准确无误。”

通过并行工程缩短开发周期
缩短新工装的开发周期,需要多位设计人员发挥自身的能力,共同从事同一项目。“级进模由一个装配体和多个子装配体组成,用于所需的不同步骤。”Kramski 工装设计团队的负责人指出,“现在有了 Teamcenter,我们就可以控制访问权限,让不同的设计人员并行处理不同的子装配体。通常,一位设计人员每次可以处理一个特定的子装配体。一旦工作进入了特定的状态,另一名设计人员就会开始创建同一模具的详图或图纸。Teamcenter 同样会控制这方面的访问权限。”

通过可视化提高透明度
“用三维产品模型取代技术图纸以实现可视化”这一构想在制造业中引起了一场绵延数年之久的激烈争论。而在 Kramski,人们用一种务实的眼光看待这一问题。他们并没有将实现绝对的无纸化工厂作为目标,而仅仅是想减少图纸数量。他们的第一个步骤是转而采用三维 CAD 和优质 PDM,即无缝的 Siemens PLM 方法。这样,相关各方随时都可以访问更新的三维模型、制造系统和更终产品。这不仅使整个产品工程流程从本质上实现了透明化,而且还减少了可能出现的错误概念和例行查询。

提高所有产品和流程的质量
就总体而言,PLM 的开发使产品和流程质量实现了可衡量的改进。这一成功有诸多范例。借助集成式三维表面设计功能,工装零件无论是精度还是重复制造时的一致性都得到了提高。以前的系统往往需要手动调整包含自由表面的区域。团队负责人表示:“通过这项功能,我们获得了大量的附加价值。没有三维技术,我们就不可能按所需的质量制造我们的零件。除此之外,我们还可以展平三维零件,从而自动生产平坦坯料并获取其形状。在坯料的基础上,我们可以轻松定义钣金和进料的宽度。二维系统中没有这项功能。三维系统的另一项优势是,其中的条料对应于真实工装中的条料。有了这项功能,用户就不会忽略凹口或凹陷,可以准确地设计不同的工位。”

此外还有另一项优势。几乎在所有情况下都需要采用调整流程,将理论上精确的更终产品转化为实际产品,而使用 NX 可以显著简化这一流程。

使用 Teamcenter 进一步改进流程。“借助 Teamcenter,我们每次都能为工装制作的图纸。”团队负责人指出,“既定的工作流使数据始终都能保持更新。在将 NX 和 Teamcenter 结合起来后,我们任何时候都有得到妥善定义的更新工装零件列表。我们在车间的同事不可能访问到过时或错误的数据,即使有旧图纸,也能很快发现。”

Teamcenter 使用存储的数据来自动生成工装钣金,其中包含关键的工装参数。此外还会生成物料清单和与流程相关的其他重要文档。


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