塑胶模具行业工业互联网精准落地研究初稿

塑胶模具行业工业互联网精准落地
研究初稿
模具是强迫金属或非金属成型的工具，被广泛的运用于机械、电子、汽车、轻工等行业。

模具制造水平不仅是衡量一个国家制造水平高低的重要指标，而且在很大程度上决定着该国产品的质量、效益和新产品开发能力。

模具工业的高速发展可给予制造业强有力的支撑，模具产业发展一亿元，可带动相关产业发展一百亿元。

㈠广东模具行业的产业链情况：
设备生产商：①珠三角地区广州数控研发技术实力最强（数控系统、数控机床和机器人），东莞长安有很多国内外和台湾品牌数控设备的分公司或代理商，其中有三菱、阿奇夏米尔、牧野和兄弟等；②三坐标测量设备主流品牌有蔡司、海克斯康、三丰和雷顿，思瑞测量技术（深圳）有限公司已由海克斯康收购，海克斯康的占有率较高，其测量系统PCDMIS的二次开发功能比较开放；③EDM火花机的国外品牌有牧野、GF、三菱等，东莞长安有多家EDM的研发生产厂家。

加工制造商：揭阳巨轮智能设备有限公司(轮胎模具)、深圳市昌红科技股份有限公司（非金属制品模具）、广州毅昌科技股份有限公司（汽车模具）、深圳市银宝山新科技股份有限公司（汽车模具）、深圳市百汇实业有限公司、珠海格力大金精密模具有限公司（钣金和塑胶模具）、广东美的精密模具科技有限公司（塑胶模具）、东江集团有限公司、深圳比亚迪汽车模具有限公司、伟创力塑胶科技（深圳）有限公司（塑胶模具）和深圳市联懋塑胶有限公司（塑胶模具）等。

上下游相关行业：①东莞明利钢材模具制品有限公司是由香港明利集团于1995年东莞大朗镇设立的模胚基地；一胜百模具（东莞）有限公司2000年在东莞市高新技术开发区成立；
②零点快换夹具国外两大品牌EROWA和3R，国内比较出名的是深圳市精钻智能制造有限公司的A-ONE系列夹具；③欧美日韩的数控刀具虽然比较出名，但是近年来广东刀父精工科技有限公司和株洲钻石切削刀具股份有限公司也在崛起。

大学院所：华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室、重庆大学模具技术研究中心和山东大学塑性成形与模具技术研究所等，其中华中科技大学的研发技术实力最强，模具行业信息化的领导者武汉益模科技股份有限公司就是依托华中科技大学。

地方政府：东莞市长安、横沥和大朗；佛山市南海、三水等；
工业互联网供应商：武汉益模科技股份有限公司、深圳益模精钻机器人技术有限公司、广东劲胜智能集团有限公司、艾普工华科技（武汉）有限公司、深圳市德宝科技有限公司、深圳市吉兰丁智能科技有限公司、广州市大乾智能设备有限公司。

㈡模具行业的重要要素：
⑴上游原材料供应商、标准件供应商和加工检测设备供应商
模具钢是组成模具产品的主要组成部分。

随着市场对模具高精度、表面光滑和长寿命的要求不断提高，模具生产企业的加工工艺对模具钢的质量要求越来越高。

因而，模具钢的质量对于推动精密模具产品向高档化、精密化、多样化、个性化和高附加值的方向发展具有重要影响。

模具制造的加工检测设备，尤其是数控机床CNC、放电火花机EDM和三坐标检测机CMM，直接关系到模具的精度和质量。

目前国内模具制造所需的通用性机床工具基本已经实现自主配套，为模具制造行业快速发展形成了良好的装备制造支撑，但中高端精密模具加工所需的先进机床设备仍依赖从国外进口。

⑵中游模具加工制造
模具的质量、周期、价格、服务四因素中，越来越多的下游企业将周期放在首位，要求模具尽快交货。

现在的模具制造行业已经由以往的装配钳工为主导改变为3D设计为主导，因此设计人员的技术水平直接关系到模具的加工成本和成品质量。

目前模具设计编程软件有UG、PRO/E和SolidWorks，UG在模具行业占有率最高，UG二次开发的软件也有很多。

模具加工模式是典型的单件小批量的加工模式，零件的工艺路线各不相同，好的工艺路线可以缩短加工周期，避免加工失误。

模具加工过程涉及到多种加工设备，模具企业在交期和瓶颈工序的限制条件下都会进行工件外发或工序外发，外发供应商的加工水平直接影响模具的交期和质量。

模具装配属单件装配生产类型，工艺灵活性大，一般由一组工人的在固定地点完成，对装配组长的技术经验依赖较大。

⑶下游行业
模具不是最终消费品，其行业发展与下游行业紧密相关。

由于具有覆盖面广、带动性强的特点，模具的下游行业涵盖汽车、通信、电子、家电、医疗、航空航天等众多行业。

因此，模具、塑料制品行业的市场需求取决于下游行业的发展与拉动。

同时，模具、塑料制品行业的发展也会促进其下游行业的发展。

随着模具制造技术水平的提高和新型成形材料的应用，下游行业的模具、塑料制品的质量将得到提升，从而推动下游行业的发展。

⑷我国模具制造行业市场规模情况
我国2017年的模具销售超过2000亿元，2433亿的中国模具消费值支撑了27万亿元的产品制造业。

据国家统计局数据显示，我国模具行业工业总产值已从2010年的1367.31亿元上升到2016年的2400.91亿元，2017年再上一个新的台阶达到2509.9亿元。

我国模具行业在未来将继续保持快速增长的趋势。

根据显示，到2020 年，国内市场国产模具自配率将达到90%以上，满足模具用户行业发展对模具产品的需要，制造业技术发展和转型升级中需要的中高档模具在模具总量中的比例达到60%，同时满足新兴产业发展急需的关键性模具，模具出口达到60 亿美元，其中中高档模具比例提高到50%以上。

⑸我国模具制造行业地区分布情况
我国目前模具产业主要集中在珠三角、长三角、环渤海三个大型集聚区以及成都重庆、武汉长沙两个中等集聚区，上述五个区域内的模具产能占全国的90%以上。

在这些大、中集聚区内，还形成了众多集聚程度更高的市、区、县、镇特色模具生产基地，我国模具行业的产业集聚效应正逐渐显现。

从地区分布来说，东南沿海地区的模具产业发展快于中西部地区，南方的模具产业发展快于北方。

目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江。

从2003年开始，东莞模具产业开始进入专业化、集中经营的快车道，先后涌现出长荣国际机械五金广场、汇英国际模具城等集团化专业交易市场平台，形成从模具设计到生产到末端处理各个产业环节协同发展的完整模具制造体系。

而常态化举办的广东(长安)机械五金模具交易会、广东东莞模具制造机械展览会等行业交易展会，则成为国内研判行业最新发展趋势的重要风向标。

如今，东莞依靠以协同创新为特色所引领的模具尖端技术突围、以专业化生产为核心所打造的精密生产标杆，东莞模具产业正在重构更具全球竞争力的生态圈，已经为未来十年乃至二十年发展勾勒出明晰的线图。

广东省东莞市横沥模具产业协同创新中心，于2012年6月由东莞市横沥镇政府牵头组建，以上海交通大学、上海市教育委员会科技发展中心、东华大学、广东工业大学、上海第二工业大学、东莞华中科技大学制造工程研究院、东莞理工学院等7家高校院所为依托，在集聚国内模具技术、人才和设备等资源基础上，充分发挥多学科交叉、产学研联盟、与企业需求对接等优势，致力于为东莞乃至珠三角地区模具企业的技术提升、新产品研发和生产提供有力支撑
㈢模具行业的行业现状及趋势分析：
我国模具工业起步较晚，但发展速度十分迅速。

三十年发展已使我国成为世界模具制造及消费大国，建立起了模具工业体系。

模具行业工业总产值保持持续增长，目前我国模具生产总量虽然已位居世界前列，模具企业众多。

但模具设计制造水平在总体上要比德、美等国家落后，具体表现为：技术含量低的模具已供过于求，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，诸如精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口。

未来模具行业发展趋势逐渐明了:
⑴设计制造信息化、数字化
随着先进装备和计算机软件在模具制造中的应用，人员素质的不断提高和经验的不断积累，从模具的开发、设计、生产到整个企业的管理，高新技术尤其是信息化、数字化技术已成为国内模具企业弥补生产经验不足、迅速提升技术水平的重要手段。

中国模具工业协会编制的《模具行业“十三五”规划》中，明确将模具数字化设计制造及企业信息化管理技术（其中包括模具全三维CAD 和CAD/CAE/CAM/生产技术及CAPP、ERP、MES、PLM 等管理技术）列入了技术发展的重点。

⑵模具加工标准化、自动化
模具加工过程的标准化、自动化不仅能缩短模具制造周期、提升加工过程智能化水平，还能提高模具质量和降低模具制造成本。

随着市场需求的变化以及生产技术水平的提升，模具加工领域涌现出了诸多新技术，如标准化自动化加工技术、快速成型与快速制模技术、高速高精加工、复合加工、精细电加工、表面光整加工及处理新技术、厚板精冲技术、连续复合精冲技术、大规模定制生产技术、网络虚拟技术等等。

未来，随着新技术的进一步推广应用和规模化生产的需求，模具加工领域将呈现出明显的标准化和自动化趋势。

⑶模具产品大型化、精密化
随着我国模具行业结构调整步伐加快，模具发展越来越趋向于大型化、精密化。

一方面，模具成型零件日渐大型化和为提高生产效率开发的“一模多腔”造成了模具日趋大型化；另一方面，电子信息产业、医学的迅猛发展带来了零件微型化及精密化，有些模具的加工精度公差就要求在1μm 以下。

此外，多功能复合模具将得到进一步发展，新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，模具生产效率进一步得到提高。

㈣模具行业的痛点场景分析：
模具行业是典型的面向订单的单件多品种生产型行业。

由于订单的随机性和生产过程中设备的不稳定性，使得模具企业生产过程的有效控制非常困难，从而经常造成交货延期和质量无法保证等一系列管理问题。

⑴设计变更频繁：设计变更频繁所引起的一系列问题如设计图纸变更导致的图纸版本管理问题、在制零部件物料和生产成本统计问题、所属电极变更问题、新物料采购问题、新工艺编制问题等；
⑵自动排程问题：模具属于单件加工，并且工艺灵活，零部件较多，不同零件之间和同一零件不同工艺间都有限制关系，一道工序的加工失误即会影响整个工厂的计划安排，此外模具生产过程中外发现象较为普遍；
⑶工时统计问题：目前模具的加工成本主要依靠现场人员报工数据的支撑，一套模具不但要统计出总的加工成本，还要分析出客户设变产生的工时、返工产生的工时、设计失误产生的工时等。

⑷零部件定位查找问题：目前比较通用的做法的是在报工的过程中，做到人机料绑定，以便后期的查找，可是模具零部件很多，但是即使这样也不能做到零部件的快速定位，查找起来也是费时费力。

⑸电极的回收再利用问题：目前的一般的做法是以备料高度作为加工基准面，杀除旧电极
实体就可以再次利用，但是这种做法需要配合完善的电极管理系统，每次备料就要更新备料高度。

㈤对推动工业互联网上云上平台政策在模具行业落地的精准政策及意见建议：
⑴不断完善模具行业标准，推进模具行业标准化进程
现在标准已经成为最重要的行业因素，模具行业数字化智能化转型的关键即是模具标准化。

由于模具行业的生产特点和历史发展因素，虽然我国已经成立了模具标准化技术委员会，但是模具行业内标准体系仍然很不健全。

模具标准化的内容主要包括工厂模具制作流程以及分工细化程度、零件加工流程及质量控制、模具零部件的选用及使用和模具机构及各种特征规范等，例如数控编程的程式标准、CNC加工的夹具标准、EDM加工的电极标准和工艺流程标准等。

模具行业的标准化不但能够促进模具企业的成长和发展，还能够推动模具行业信息化数字化的建设进程。

⑵共建中小模具企业SAAS化信息服务平台，促进中小模具企业的发展
珠三角地区存在很多中小型模具企业，这类企业一般雇员少、产值低、缺少资金采购管理信息系统，共建中小模具企业SAAS化信息服务平台，针对模具行业共性需求建立SAAS化应用服务，模具企业可以按年按月支付，减少传统IT投资投资模式的风险，采购压力小。

信息服务平台体系结构可以包括：信息平台门户系统、模具企业管理信息系统模块、线上，模具人才招聘模块、线上供应链模块、协同设计协同制造模块和设备产能租赁与共享模块等。

信息服务平台不但帮助中小企业优化信息管理、共享剩余产能、提高生产运作效率，还能够帮助工业互联网服务商积累经验向其他行业复制推广。

⑶推动模具加工和检测的自动化和半自动化系统的应用，促进大型模具企业的转型升级
近年来中国制造业长久以来依靠的劳动力优势正在逐步消失，企业正面临着不断恶化的用工短缺问题，逐步实现模具自动化也是模具工厂发展的必经途径。

实现模具加工和检测的自动化和半自动化前提是要使用快速装夹的定位夹具，要自动化必先标准化。

半自动化是在模具设计编程加工的过程中通过辅助软件在某些环节进行自动处理后再人工确认，模具半自动化系统包括UG辅助设计软件、UG辅助出图软件、电极自动设计编程软件、NC程式自动后处理软件、CMM自动检测软件和EDM放电参数自动校正软件等，这些半自动化系统投入少，但是能极大提高生产效率。

而自动化生产是在半自动化的基础上引入机械手代替人工，整个生产过程无人为干预，相对来说投入较大，但是可以实现无人值守，连续加工。