模具協同制造物聯網絡平臺構建研究

李文平，熊保玉

（四川信息職業(yè)技術學院 機電工程系，四川 廣元 628040）

1 引言

模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”[1]。模具對一國的制造業(yè)有不可替代的作用，隨著我國“中國制造2025”的戰(zhàn)略推動和“工業(yè)4.0時代”思想的普及，作為制造業(yè)的基礎裝備也需要與時俱進，進行產業(yè)生產組織方式更新以培養(yǎng)行業(yè)的群體競爭優(yōu)勢，從而更好地穩(wěn)固國內市場，開拓國外市場。

2 模具協同制造現狀

縱觀我國當前模具制造業(yè)情況，雖在個別領域達到了國際先進水平，但就整體而言，我國模具工業(yè)只能稱得上是模具大國，但還不是模具強國。究其根本，不是我國的模具行業(yè)不夠大，而是在資源整合上做的不足。具體表現在以下幾個方面：

（1）模具生產點多，分布在眾多機械制造工廠中，但是其模具產品不外銷，生產能力沒有完全釋放，且由于缺乏競爭，導致技術也停滯不前。

（2）有模具設計分析能力的院校多，但是其參與行業(yè)生產的深入度不夠，只有少數院校能切實參與，大多數院校深入不足。這種情況的出現，不利于學校模具專業(yè)的發(fā)展，也影響模具行業(yè)后續(xù)人才的培養(yǎng)。

（3）模具行業(yè)生產特點抑制了模具企業(yè)發(fā)展。模具行業(yè)的生產特點是訂單分散、單件生產、高技術、高投入，這些模具生產特點抑制了模具企業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，耗費大量資金購置的關鍵設備往往由于訂單不足，而導致資源利用率低下。

因此需要呼喚一種新的生產組織方式，來適應模具行業(yè)發(fā)展。將零散的模具生產點、眾多具有模具設計分析能力的院校及大型的模具生產龍頭企業(yè)統一起來，做到資源整合，同時適應模具高技術、高投入、單件生產、訂單分散的行業(yè)屬性。

隨著現代網絡技術及現代物流的發(fā)展，在資源整合上已出現了一種模具協同制造模式，該模式是一種利用物聯網絡，按模具生產要素組織網上制造資源，為用戶提供一個模具制造展示平臺。利用互聯網絡平臺使具有一定模具設計或生產能力的模具生產實體，無論身處何地、規(guī)模大小，均可通過該平臺，優(yōu)勢互補，在同一訂單業(yè)務中共享資源和技術，分擔投入和風險，以最快的速度形成具有優(yōu)勢的敏捷生產體系，從而快速地響應市場機遇，達到快速、優(yōu)質、高效、低成本地產出模具產品的目的[2]。

但是目前，針對模具協同制造模式的物聯網絡平臺建立的關鍵技術—網絡平臺的建立機制等還沒有具體的研究，需要研究的重點問題是機制如何建立才能適應我國模具工業(yè)現狀及模具生產技術特點。

3 模具協同制造物聯網絡建立

近年來，得益于各地政府推動的模具工業(yè)園的建立，據前瞻產業(yè)研究院發(fā)布的《2014-2018年中國模具制造行業(yè)產銷需求預測與轉型升級分析報告》數據顯示，模具產業(yè)集聚發(fā)展成為行業(yè)發(fā)展的新特點，形成了昆山、無錫精密模具產業(yè)集群生產基地；泊頭、蕪湖汽車模具產業(yè)集群生產基地；寧波、黃巖、深圳、東莞大型精密模具產業(yè)集群生產基地[3]。鑒于此，協同制造物聯網絡平臺可以以某一區(qū)域為范圍進行組織，既適應當前模具行業(yè)發(fā)展特點，同時也有利于物聯網絡平臺的推廣。由該區(qū)域模具協會組織具有地域特色的協同制造互聯網絡平臺，組織架構如圖1所示。

按照模具生產流程進行分解生產部門，模具生產流程主要是設計、分析、制造、售后服務[4-6]。因此可以按照這幾個環(huán)節(jié)組織物聯網絡平臺會員，這也適應模具行業(yè)現狀。一般情況下，在設計分析領域，一些大學機構有一定優(yōu)勢，但在制造領域，一線生產公司更具優(yōu)勢。進入某一模具生產環(huán)節(jié)的生產實體可以是學校、企業(yè)，且只要滿足資質即可，其數量不應做出限制，應越多越好。比如在設計環(huán)節(jié)，大學甲、大學乙、公司丙都有設計實力，只要資質夠，有能力滿足模具客戶的生產要求，就應該都納入，給其向社會公眾展示能力的平臺。

物聯網絡平臺最大的功能是將區(qū)域模具生產能力資源分類整合，充分利用一區(qū)域的模具生產能力，但物聯網絡平臺也不是沒有原則的隨便允許進入和退出，應該有相應的管理機制。其管理操作流程如圖2所示。

圖2 協同制造物聯網絡平臺管理流程

協同制造物聯網絡平臺的日常宏觀管理由區(qū)域模具行業(yè)協會負責。按照規(guī)章制度負責日常模具生產實體會員的資格管理，處理模具客戶投訴、處理服務差的模具生產實體會員等。

（1）進入物聯網絡平臺機制。進入網絡平臺的軟硬件條件方案，由區(qū)域模具協會會員討論投票制定，并面向社會公示。

有意向進入到物聯網絡平臺，成為生產會員的廠家，應首先向區(qū)域模具協會申請，然后由區(qū)域模具協會理事會會員投票表決，并面向社會公示投票表決情況。這里需要說明的是，由于有的模具公司實力雄厚，其各個模具生產部門都有資格進入到物聯網絡平臺，成為會員。因此不應限制同一家公司的多個單位進入到物聯網絡平臺。當然，也可能是一家公司只有一個模具生產部門資格達標進入到互聯網絡平臺。

（2）退出物聯網絡平臺機制。各生產會員不會主動退出物聯網絡平臺，但是為保障模具客戶的權益，有必要對模具客戶通過物聯網絡平臺投訴的差評生產實體做退出處理。

首先，退出機制由區(qū)域模具協會會員討論投票表決制定，并面向社會公示。其退出方案需排除人為干擾因素，只要相關技術指標達到，比如模具客戶對相關生產會員給的差評到一定數量后，物聯網絡平臺就會自動屏蔽該生產會員的相關信息，若需再次進入，需重新申請，并嚴格審查。

4 模具協同制造物聯網絡特點

協同模具制造物聯網絡基于現代物流、信息技術，借鑒電商運營思想[7-8]，同時兼顧模具行業(yè)生產特點，網絡平臺的搭建有以下特點：

（1）資源整合力大。協同制造物聯網，將一區(qū)域的模具資源統一整合到一個平臺。將分布在不同地區(qū)的模具生產能力連接到一起，不論是各模具生產點，還是成熟模具龍頭企業(yè)，又或是擁有一定模具設計分析能力的學校機構，只要是擁有模具生產能力，就可以按照一定規(guī)則加入。將一區(qū)域模具生產力有機的整合，最大限度發(fā)揮區(qū)域模具生產力。特別是將學校納入到模具日常生產活動，有利于發(fā)揮學校在模具設計分析方面的特長，同時又可以提高模具專業(yè)教學能力，培養(yǎng)實用人才奠定基礎，為模具行業(yè)后續(xù)發(fā)展提供實用人才。

（2）用戶選擇自由度大。為模具用戶提供了一個可以選擇市場的平臺，可以在該網絡上，根據自己的需要選擇。在這里，各進駐到該物聯網絡的生產實體會員是經過行業(yè)協會審查的，用戶可以放心，服務會得到保障。

（3）資源利用率高，訂單相對集中。由于物聯網絡平臺本身的社會受眾廣告面大，訂單就會相對充足，就可以有效保證企業(yè)所投入的生產設備得到最大利用，從而促進企業(yè)進一步發(fā)展，走上良性循環(huán)發(fā)展軌道。

（4）搭建公平競爭平臺，引導企業(yè)發(fā)展。由于用戶自由選擇，這種市場優(yōu)勝劣汰的機制使模具企業(yè)實體只有術業(yè)有專攻，提高核心競爭力，提高模具服務質量，才能獲得訂單。這樣促進各模具生產實體公平競爭，利于整體模具行業(yè)的技術革新發(fā)展。

（5）集群化制造優(yōu)勢明顯。由于以區(qū)域模具資源進行整合，有集群化制造優(yōu)勢，利于形成高度細化、配合密切的專業(yè)分工協作體系，進而提高整個行業(yè)生產效率，因此在降低成本、實現規(guī)模效應等方面效應顯著。

（6）實現模具行業(yè)協會自主管理。該物聯網絡平臺的建立，強化了行業(yè)協會相關責任，模具行業(yè)協會本身就是由這些模具生產實體組建而成，因此實現了行業(yè)自主管理，意義深遠。

5 模具協同制造物聯網絡平臺運行案例分析

如何運行物聯網絡平臺，需要探索其具體運行流程。下面通過一個假設的案例,探討在這種新的生產組織平臺下模具設計制造思路及其實施技術,并以案例分析進一步描述其工作流程。

案例：以某手機模具的設計制造過程為例說明互聯網絡平臺的工作過程，如圖3所示。

圖3 模具協同制造物聯網絡平臺運行流程

某手機公司要開發(fā)某新款手機，該手機公司可以通過物聯網絡登陸全國做手機模具比較擅長的區(qū)域模具協同制造物聯網絡平臺。

在尋找具體模具生產服務商時，可以比較該物聯網絡平臺上提供的各個模具服務生產實體會員的情況，根據自身需要從價格、過往客戶售后服務評價等因素進行具體選擇。

簡單的生產任務，可以直接尋找相關生產實體會員進行詢價、比較等。根據需要簽訂相關技術服務合同。

復雜的生產任務可以外包，委托網絡平臺上的模具服務公司，與該公司簽訂合同，并全權委托其進行生產技術調節(jié)事宜，并保障后續(xù)維修服務。當然，如果客戶自己不想外包，自己有能力居中協調模具生產各環(huán)節(jié)，當然也可以。

這里以手機客戶選擇外包服務模式為例說明，假如選擇了模具服務公司1，全權委托技術服務。模具服務公司1接到訂單后，分析訂單需求技術情況，如果需要對產品進行設計，就通過模具協同制造物聯網絡平臺選擇設計實體，如大學甲的機械學院進行設計，如果需要產品分析就通過模具協同制造物聯網絡平臺選擇分析實體，如大學A的機械學院進行分析，如果只需要制造，分清是哪類制造，假如是需要特種加工，就選擇制造實體公司b的特種加工。當然選擇這些生產實體時，服務公司1可以根據這些生產實體過往信譽情況、技術特色、實力等進行選擇。一旦確定，就需要簽訂服務合同，確定技術細節(jié)，比如生產過程中的上下游生產實體相互配合的問題，以及后續(xù)模具使用的維修服務問題等。

在合同結束后，這里服務公司1就是這些生產實體的客戶，它需要對這些生產實體的生產進行服務評價，但同時，模具使用的最終客戶手機公司是服務公司1的客戶，也需要對其服務進行評價，這些評價會作為模具協會管理這些生產實體的依據，也是后來客戶選擇、下訂單的依據。總之，通過物聯網絡平臺下的訂單服務，客戶都需要對其直接發(fā)生生產關系的生產實體進行服務評價。

6 結語

雖然模具協同制造的物聯網絡平臺還只是一種理念，其運行機制、實現的關鍵技術等層面問題尚待研究,但其在整合模具資源，銜接模具行業(yè)各技術實體方面有優(yōu)勢，因此物聯網絡平臺的實施將能有效提高模具制造效率，促進模具行業(yè)進一步發(fā)展。

[1]曹延安.中國模具工業(yè)現狀[J].現代零部件,2009,（3）:32-33.

[2]李強,秦波,包柏峰.基于云制造的模具協同制造模式探討[J].鍛壓技術,2011,36（3）:140-143.

[3]中研普華.2014-2018年中國模具制造行業(yè)產銷需求預測與轉型升級分析報告[R].2014.

[4]胡沙,李建軍,李蓓.基于SOA的數字化模具設計制造集成平臺研究[J].鍛壓技術,2009,34（1）:93-97.

[5]伍曉宇,王志勇.模具網絡協同制造[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.

[6]模具制造手冊編寫組.模具制造手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1997.

[7]張欣,孟慶國,郭曉軍,閻兵.面向模具行業(yè)的網絡化協同平臺的研究[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2009,（10）:23-25.

[8]錢敏瑾.信息化的落腳點:產品研發(fā)能力[J].中國制造業(yè)信息化：應用版,2010,（10）:48-49.