全面解剖丰田汽车模具制造技术与管理

全面解剖丰田汽车模具制造技术及管理

来源：作者：发布时间：2007-09-06

丰田汽车公司的模具设计及制造技术是世界一流水平，它的管理和技术有许多独到之处。本文作者利用天津汽车模具有限公司及日本丰田公司技术合作的机会，于98年先后两次共一个半月的时间，在丰田公司进行培训、实际考察和较为深入的学习，掌握了大量第一手材料。下面仅就丰田模具生产制造技术作初步的探讨。这些内容对急待改进生产方式、推进科学管理和提高制造技术水平的国内汽车模具同行，可能会有一些借鉴和启发。

一、丰田模具设计及制造部门概况

丰田汽车公司中及冲压模具设计制造有关的部门主要有两个，其中负责模具设计的是第八生产技术部，负责模具制造的是部（为冲模的英文缩写），它们都直属于总公司，生产技术1-8部属于生产准备部门，冲模部（部）属于工机制造部门。

1．第8生产技术部其主要职责是模具设计和冲压设备准备，加上它所属的其中及模具设计有关的技术室有三个，它们是由从事的产品件类型来划分的，如下表所示：部门职责人员

一室车身周边件模具设计（车门、机盖、后行李厢盖）约70人

二室主车身件模具设计（侧围、翼子板、顶盖等）约75人

三室底板、梁架件模具设计（地板、发动机舱等）约30人

每个室又分为冲压工艺及模具结构设计两个组。

专业化分工是丰田模具设计部门工作的特点。

a. 模具设计内容细分

丰田把模具设计分成三个工序：工序设计、模面设计和结构设计，分工明确，分别由专门人员负责。工序设计主要完成工序草图、图设计、作详细的模具设计任务书、模面构想等，模具设计的主要创造性劳动都在这一步靠人脑完成。模面设计几乎是单纯的曲面造型，结构设计的重点在于模具结构的具体实

现。

b. 人员专业化分工细微

各个室只负责一类产品件，每个人在一定时间内负责同一个件，甚至是同一类模具。由于丰田每年开发的新车可达十种，

这就是说，可能有的人在一年内画十套非常相似的前车门外板拉延模，其专业化程度可想而知。

c. 模具的社会大分工

日本的模具制造专业性分工很强，丰田虽然自己的模具制造能力很强，但它并不是什么模都干。比如，整车所有件的冲压工艺和模具的整车协调，他自己都负责，但模具设计和制造他只干车身内外覆盖件，地板和梁架件全部到定点厂家外协。不但丰田如此，国外的大汽车公司所属模具厂无不如此，比如日本大发公司模具厂，甚至只做侧围、翼子板、顶盖等有限的几种外覆盖件。这可以看作是一种发展趋势，在韩国、台湾甚至是专业模具厂家也是向只做几种件的更专业方向发展。

2．模具制造部（部）

丰田部负责模具制造和新车整车模具的协调，并一直到大批量生产之前的冲压生产准备。

部构成：

科室责任

人员

技术室生产技术开发、生产计划、生产准备、设备计划89人

课编程、检查175人

实型课验具、实型制造

142人

机械课机械加工

173人

钳工课钳工、装配

237人

调试课试模、调试

204人

合计

1020人

主要数控加工设备：

构造面加工数控铣床39台型面加工高速、五轴五面铣15台

新型一体化加工设备6台

其他小件加工设备31台

总计92台

从人员和生产能力上看，部都算得上是世界上最大的汽车模具厂之一。

3．丰田的模具设计和制造能力

模具设计及制造能力每年大约可开发10个轿车整车模具

模具产量（标准套）约2000套/年，内制率60％(外协40％)

主要产品中模具占80％,验具占7％,其他占13％

全年完成模具制造成本预算近200亿日元人均模具产量2标准套/人.年

模具制造成本(不含设计) 约600万日元/套

工时成本(平均) 约1万日元/小时

整车模具设计制造周期12个月(由车身设计完成至新车批量生产)

其中包括整车全部模具设计周期5个月

制造周

期5个月

调试周

期6个月

由此可见，丰田一年的轿车生产能力大约500万辆（日本国内部分约占50%），是中国大陆轿车产量的十倍，而模具设计制造能力也超过我们全国汽车模具生产能力的数倍。丰田的标准单套模具制造周期为三至四个月。

4．丰田一般模具制造周期

丰田把模具的制造计划标准化，根据模具的复杂程度可分为短周期、标准周期和长周期三种。现以单套模具的设计制造周期（拉延模，标准周期）为例：

冲压工艺20天

模具设计20天－－－－－－－－－－－－－模面设计8天－－－－－－－－

编程15天－－－－－－－

－－

实型制作7天－－－－－－

铸造12天－－－－－－

机加工9天－－－－－

钳工装配7天－－－

单套拉延模总周期62天其中制造周期52天

以上周期包括模具的设计、制造直至模具初次试模完成为止。如果再考虑产品件各序模具的总周期，单个制件各序模具的总周期，要在拉延模的基础上再加22天（包括模具调试，但不包括整车调试），总共84天。

以上天数均为工作日（节假日除外），换算为日历日大约为20天等于一个月，也就是单套模具制造周期三至四个月。

丰田的模具制造也是按照准时化生产方式进行的，全部

倒排计划，计划到每一个工作日，不提前投产，避免增加在产模具。我们的倒排计划往往是为赶工期，人为的压缩工期。而丰田的倒排计划，是为了在必要的时候生产出必要的产品，避免提前投产造成生产过剩的浪费。

二、丰田模具制造技术

丰田的模具技术在日本的模具厂家中也是十分突出的，无论是能力、效率及技术都不愧为世界一流水平。通过对丰田的了解我们可以看到，世界汽车模具制造技术正在向这些方向发展：计算机前的操作逐步代替现场操作，以高精度加工代替人的手工劳动，模具的设计、制造高度标准化，单件生产方式向流水线式生产方式发展等等。丰田在以下一些地方值得我们很好的借鉴。

1. 冲压工艺设计

A. 精细模面设计

我们常说的模具设计实际上分为三个部分：冲压工艺设计、模面设计和结构设计。这三种设计的内容和侧重点是完全不同的，丰田的工作流程为先有冲压工艺设计然后指导模面设计和