模具
模具（mú jù），工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。 简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。
在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模(或凸模和凹模)两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。
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讨论： 模具生产如何管理？
摘要：在对多个模具企业调研的基础上，介绍了模具企业现有的几种生产组织结构，对其中的递阶式生产组织结构、各管理层之间的相互关系以及需要决策的主要问题进行了分析，指出基于多项目共享资源管理的特征。提出了模具项目管理的原则，可为模具企业的生产组织与管理提供参考。关键词：模具制造；生产组织；项目管理中图分类号：F402．2；1P391．1 文献标识码：B 文章编号：i001—2168(2008)09—0011—06
l引言
在模具制造行业，企业的规模往往是从小到大逐步发展的。然而，企业的管理者往往依然沿用小规模企业行之有效的生产组织、生产计划与控制方式，当企业的规模发展到一定程度之后，这套惯性思维和行动准则使得他们开始感到有些力不从心。在这种形势下，管理者便有意识地开始探索一些针对大型模具企业行之有效的生产组织、生产计划与控制的方式。基于对多家大中型模具制造企业的调研，与这些企业的生产经营管理者之间的交流，逐步归纳出一些模具企业较典型的生产组织、生产计划与组织的结构类型，并分析了每种结构类型的优点与不足。
2生产组织结构类型
目前模具企业的生产组织结构主要有两大类，一类是以江浙地区的家庭(单元)—村庄(系统)的生产组织结构(一种网络化制造方式的雏形)，另一类以广东港资与台资企业为主的大中型模具企业的生产组织结构。关于网络化制造方式的分析与综述见文献【1】，而对于大中型模具企业生产组织结构，目前大致可以归纳为以下几种。
2．1集中式生产组织结构
集中式生产组织结构主要适用于中小型模具生产企业(同时在制的模具项目数量不多或模具的制造周期较短)，在这类模具制造企业中，两个重要角色——所有项目的总负责人和所有资源的总调配人，是由同一个人担任的(往往具有执行董事兼生产副总经理的头衔，俗称“总调'')，此人负责为全厂所有的项目配置所有的资源。由于在制的模具不多(项目数量不多)，关键设备数量也不多，“总调，，可以通过报表和现场巡视的方式了解每个项目的实 I啄进展情况，从而对企业的生产全局状况做到心中有数，在各个项目之间合理调配企业有限的关键设备(资源)。一个能力很强的“总调”，往往能够凭人脑同时掌控近百副模具的生产进程。由于所有的关键生产决策都同出于一人之手，且此人具有全局意识和信息，管理的目标不会出现不协调的情况，从根本上避免了管理的“冲突”。但是，随着企业的规模逐步扩大，同时在制的模具数量增多，关键设备的数量不断增加，信息数量和决策的复杂程度大幅增加，仅依靠个人凭人脑进行全局性的决策，已非常人的能力所为。即便功能强大的生产信息管理系统能够及时地将所有信息及时汇总在“总调，，面前。他也难以及时做出正确的决策。这就是这类生产组织结构的根本不足，即该结构只适用于中小型模具企业，生产安排的合理与否将过分依赖于“总调”的个人能力和经验。
2·2递阶协调式生产组织结构
递阶协调式生产组织结构主要适用于大型模具带0造企业(同时承接的模具项目数量多或模具复杂、制造周期较长，并且所需关键设备多)，例如。具有这类结构的企业在生产繁忙期间，往往同时在制的大中型模具有几百副，现场的不同零件近9万个；Q℃加工中心可达50余台，ⅡM设备可达60余台，慢走丝线切割机床可达20台。由于在制的模具项目多，需要设立十几个跟模经理分别负责每副模具的进度。由于设备多，企业不得不将设备进一步划分为若干个专门车间进行管理，这样便形成了电极车间、Q℃加工车间、ⅡM车间、大模车间、装配车间等专业化车间。项目与资源管理的权限不可避免地有所分离，必然会导致管理目标的不一致。跟模经理所关心的是项目拖期与否，而各车间主任则关心自己所管理车间的设备使用率是否高。管理目标的差异导致了对资源安排的冲突，为了有效协调这些冲突，就需要专门设立一个生产计划与控制的部门，对全厂的项目和资源统一进行协调配置。但是如何配置各部门之间的权限以及如何协调各
部门之间的协作(建立高效的反馈信息处理和协{机制)，是有一定困难的。根据企业的生产实际，j往难以合理把握配置各部门职权的尺度，因为过』地干预或干预不足都会导致协调效率的低下，从f要么应变能力不强，要么无法有效平抑管理的a突。
2．3分布式生产组织结构
分布式生产组织结构主要适用于大型模具制进企业，尤其是那些模具项目数量较多的企业。与蔓阶协调式组织结构有所不同，分布式生产组织结利采用比较简单的协调策略，如类似自由市场式的E由竞价策略，动态地安排关键资源在各个项目之阳的配置。只要基准价格定得合适，就可以自然形廊一种有效的均衡，既保证了资源的充分利用率。叉可使得各个项目避免陷入恶性的资源竞争循环中。这种生产组织结构，有助于进一步研究面向服务鲢模具制造系统以及模具制造网格的动态资源配置力式眨】o在不同的模具项目之间，除了共享关键资源的约束之外，彼此关联程度较低，可以方便地将不同的模具项目落实到每个不同的项目组，而项目组内的协调工作可以由项目经理承担。因此，这类结构不太适用于那些项目数量不多但项目规模大而复杂的场合。在对采用分布式生产组织结构的模具企业调研中发现这样一个现象，由于企业对关键性的共享资源使用费率定价过高，使得项目经理尽量避免使用这些设备，宁肯采用效率较低的传统加工工艺方式进行生产，最后的结果是这些设备的使用率低，模具质量不稳定，而项目的总工期却拖得较长。
2·4分散式生产组织结构
分散式生产组织结构主要适用于大型模具制造企业，这类企业将其生产部门划分成若干个完全独立核算的“小企业”(甚至可以承包给其他人)，每个“小企业”都具有完成整副模具生产加工和装配所需的完整资源(具有生产资源的完备性)。由于基本放弃了各“小企业”之间的生产过程协同，无疑降低了生产运作管理的难度，但关键资源无法做到共享。必须付出关键设备利用率不足的代价。为了避免这些“小企业”之间的恶性价格竞争，往往采用统一接单和统一品牌的经营方式，如类似“某某模具城，，等，由一个外联部(销售部或客服部)专门负责承接客户的订单与报价，设计过程也往往由一个统一的设计中心承担(“小企业”的承包人往往难以承担设计人员的高工资)，而加工生产环节则安排到该模具城中的某“小企业”内完成。为了显示公平，在生产任务的分配与安排上，往往需要建立一套较为合理的生产承包奖惩制度或模具项目竞争激励机制。此外，为了确保品牌质量，也需要建立一整套品牌质量保证体系。这类结构比较适用于那些模具数量较多，而精度要求不高或尺寸不大的情形，典型的如玩具模、橡胶模、吹塑模、普通冲模和挤压模等。在这种情况下，设备的使用率不是考虑的重要因素。
3递阶协调式生产组织中的层次与相应的机制
在上述4种典型的生产组织结构中，运作最复杂的是递阶协调式生产组织结构，下面进一步阐述该结构中各层次的生产组织目标与控制要素。
3．1项目(群)层
从项目经理自身职权的角度考虑。他们更加关注项目的进展情况，为了尽可能地降低项目拖期的风险。额外增加资源的使用代价是很有必要的。但是从总体效益来看，合理利用昂贵的资源比不惜代价地降低项目的风险更加可取.基于共享资源在项目之间动态分配的考虑，企业一般不给项目经理关键资源的统一调配权。除了上述原因之外，在项目执行过程中经常会出现预料不到的突发事件，加上项目任务持续时间难以准确估计(在有些情形下即便可以较准确地估计，但是制定项目计划的时间距离项目加工任务的执行时间相对较长，一般至少两周，甚至2个月以上，误差的积累使得项目经理此时也难以准确估计彼时关键资源的动态负荷)。即便是在项目加工任务不久将要执行时生产管理者发现关键资源不足，还可以将该加工任务进行紧急外协。正是以上原因。使得项目经理制定的项目计划难以充分考虑关键资源的动态约束条件(只能合理假定关键资源的可获得性不存在问题)。但是制定项目计划的目的在于给项目的执行过程制定一个基准，以利于各部门或企业以此为依据进行项目协同。作为各部门或企业间项目协同的指针，项目计划的这一主要职能可使模具的设计和制造过程尽量沿着这个基准进行，以免拖期。在生产实际中。项目计划的作用之一在于将项目中任务的最早开工期和最晚完工期作为一种时间约束，直接施加在生产协调部门的生产管理过程中。
项目计划的变更应当十分谨慎，除非客户需求产生重大变化而导致设计方案的重大变更(这种情况一旦发生，客户往往要追加项目资金并延长项目完工期)，轻率地变更项目计划将导致部门或企业间项目协同机制的混乱。不遵守项目计划或经常变更项目计划是企业经理常犯的错误之一。
在制定项目计划时，难以充分考虑到关键资源的动态负荷情况，难免会在一定的时间段内出现项目总需求大于关键资源所能够提供的最大供给量的情况。此时仅靠企业自身现有的关键资源，已无法满足项目的总体需求。为了不因资源的限制而延误项目的进度，企业往往会设立一个专门的项目(群)总体协调小组，由主管生产的副总经理负责。该协调小组将视企业生产繁忙与否，每周定期召开一两次协调会议，其主要任务在于宏观地把握整个企业的总体生产负荷，及早将部分项目进行外协，以避免日后发生这种资源总体不足的情况o这类决策属于项目资源的早绑定决策，它是一种在项目执行过程开始之前就应形成的决策。除了上述重要的项目资源决策之外，企业的项目(群)总体协调小组还参与模具订单的报价决策，即模具项目的目标规划与制定。
3．2生产部门层
多个模具制造项目共享关键资源的可行性，使得昂贵关键资源的使用效率提高以降低生产成本。组织这些资源高效共享的部门在企业中叫做生产加工部，有些企业称为生产计划与控制部。由于项目计划的制定无法确切地考虑关键资源的实际动态负荷以及突发事件的发生，根据当前的实际情况，为每个即将开工的加工项目配置这些共享关键资源，就是生产计划与控制部门的主要职责。为了保证项目的进度。该部门必须基于每个项目任务完工期的约束，以及动态BOM的相关信息(即每类零件的个数以及目前的在制品状态)，确定每个零件每道加工工序的实际开工期，并预计实际完工期。在这一层中，决策的时间标的仅准确到天。
随机因素的影响往往导致实际执行的结果与生产计划有所出入。为了避免误差的累积，及时消除每日的小出入是十分重要的措施。在实际生产中，消除每日的小误差是通过滚动执行PPC日计划的方式实施的，即将头一天已经安排而尚未执行的任务优先在第二天执行，确保零件上机的时间误差在一天以内。为了应对突发事件，如返修等的影响，需要对资源的安排留有一定的余地，即每日生产所需资源的安排，应按照可获得的最大可行理论值乘以一个系数，该系数取决于实际生产经验和现阶段生产任务的负荷，一般不超过0．9。
为了保证每日的滚动计划不至于耽误某些任务的完工期，及早进行关键资源的能力预测和生产负荷的均衡是十分重要的。当某些时段生产任务的总需求明显大于企业内部可以提供的最大资源总供给量时，寻求零件外协加工，甚至是工序外协加工是必要的。由于外协势必影响到合作伙伴的生产计划安排，外协的决策应及早作出，以便给合作伙伴调整生产计划留有适当的余地，在实际生产过程中，称之为外协计划的提前期，越是稀缺的加工资源，越是复杂的工序(或持续时间长的工序)，这个提前期就越长。确定外协的过程，实际上是一种将项目所需资源进行中期绑定的过程，就是指在项目的执行过程中，确定在哪个时间段(由最早开工期和最晚完工期所构成的时间窗)内(时间单位是天)。由哪个部门(来自不同的企业，但不是具体到人员和具体设备)来完成这项任务。
3．3车间与班组层
根据生产计划与控制部门下达的日加工计划，车间与班组负责人再制定车间与班组的生产作业计划，将每个零件的每道工序落实到每台设备和每个操作者，这就是所谓的资源迟绑定过程。鉴于事先难以准确估计每个零件的每道工序加工时间，采用资源迟绑定原则和响应性车间调度策略是现实而有效的。在这种情况下，每道加工工序与待加工工件的队列顺序是关键的决策变量。当然在实际生产过程中。需要考虑加工设备的差异、加工准备的提前期。这使得队列顺序的决策变得更为复杂。
对现场的生产作业计划形成冲击的主要因素是返修性的急件插入。一些车间专门拨出几台设备用于这些返修性急件的加工，不过更为可取的是，将这些临时性的急件插入待加工零件队列中合适的位置，可以提高资源的利用率。有些模具的工程变更将导致大量的急件。不过工程变更往往从设计部门开始。对这类大量占用加工资源的批次性急件，可以预先知道其大致的到达时间，这样生产计划与控制部门就可以做相应的加工能力均衡。
在结束当天的所有加工任务之前，立即反馈当天的加工信息是十分重要的。基于当天的反馈信息，生产计划与控制部门可以比较准确地预计第二天的加工总量，再结合目前的生产需求，确定出第二天需要加工的零件，并预计等待加工的零件需要等待的大致时间。
4模具项目管理的原则
4．1项目分解的原则
根据项目管理的理论，任务分解的基本原则是“责任到人”。分解得过细则无谓地增加管理的难度和工作量，分解得过粗则无法真正做到每个人责任的明确性与可操作性。在模具的设计阶段，除了设计的评审环节和热流道的设计与分析环节外，其他环节往往都由一个人执行，基本上不需要进行多人协同。基于以上的基本原则，在该阶段以设计流程为主线进行任务分解，而不是以产品结构树(零部件类别)为主线进行分解。但是在模具的加工阶段，模具各个零部件的加工工艺路线存在一些差异，对加工设备的要求也不尽相同，客观上就存在着并行加工(甚至是外协加工)的可能。因此模具的加工过程完全可以按照零部件类别，实行多人多设备(甚至是多企业)之间的生产过程协同。为了切实贯彻“责任到人”的基本原则，在模具的加工阶段，项目任务的分解将按照不同的零部件类进行区分，每个类再按照其特定的工艺路线为主线进行任务分解，就具有现实的可操作性。
按照这样的原则对模具项目中的任务进行分解的另一个好处是，项目的网络图结构与该模具的BOM结构之间存在着明显的对应关系。这种对应关系有助于确定项目层进度与部门和车间层生产进度之间的映射关系，从而可以方便地将车间层的实际生产进度反馈到项目层上来，便于企业高层进行生产的宏观能力均衡性决策。
4．2项目规划的原则
在项目的规划阶段，需要确定项目各个任务之间的紧前紧后关联和每个任务的工期和对资源的需求量。任务之间的相互关联性质在同类别的项目之间是彼此相同的，这样基于同样类别项目的历史经验，很容易从项目管理的角度确定这类项目任务之间的最优彼此关联表述。每个任务的工期和对资源的需求量，也可以根据同类项目所对应任务的历史数据统计量进行粗略的估计，并获得一个大致的统计分布。虽然上述信息的获得带有很大的经验性，但是这些来自实际数据的经验性知识往往具有很强的针对性，在实际应用过程中，具有相当大的指导价值。其价值最终体现在这些经验性知识可以不断地进行积累，比如企业可以将项目的类别划分得更加细致。每类项目模板定义得更加明确瞪j随着案例的逐渐增加，每个任务的重要参数的统计规律就愈加客观和准确，对实际应用的指导价值就更大。
4．3制定项目调度计划的原则
在项目的调度计划制定阶段，就是要在现有的资源约束条件下，根据项目的完工期确定项目中每个任务的开工期和完工期。由于模具BOM的结构类可以事前确定(包括型腔板、型芯、电极、斜推杆与滑块、标准件、热流道与浇口部件)，可以按照交货期制定模具项目调度方案，回溯地界定每类部件每道工序的最早开工期和最迟完工期。也就是说，项目计划给每类部件与零件的工序作业计划的开工期和完工期施加了一个约束条件。问题是直到设计完成之前，每类零件的总个数是未知的；直到电极设计完成之前(俗称“拆电极”)，电极的总个数也是未知的。基于上述现实情况，为了使得项目调度计划具有柔性，就需要为每个任务的开工期与完工期留有适当的余地。这主要体现在最可能的关键路线上和在重要的关键节点上，如设计评审、装配试模等关键环节留一定程度的时间余量。这类关键节点往往有一些特征，就是汇聚了多条项目路径，结束了前面的项目阶段并开启了后续的项目阶段。将机动时间分段渗透到各个关键工序的完工期中有助于及时调节项目的变化，但是具体的比例则取决于同类项目的历史数据与前期总结的经验。
4．4实施项目监控的原则
在制定项目计划时，由于各个任务的工期未知(零件类中零件个数与每个零件的工时都无法准确估计)，管理者只能按照类似模具制造过程的历史数据估计各个任务大致的工期。由项目监控的理论可知，项目调度计划是项目监控的基准。随着这些任务开工期的不断临近，其任务工期估计的准确性将逐步提高。基于上述理由，有必要建立一套任务
工期估计的在线更新机制，不断提高任务工期估计的准确性，为下一步决策提供准确的信息。从决策的角度看，项目实施过程的调整实质上是一个多阶段的决策过程。在每个决策点上，需要从总体上考虑下一步资源在各个项目之间的配置，并要对项目的可能风险进行必要的防范。动态地设定项目优先级可能是一个合理的、简单易行的策略。当一个项目的关键任务出现延误时，其非关键任务的优先级可以及时作出相应的调整，以便让出资源确保其他未延误项目的执行。特别需要说明的是，模具项目监控的过程，不仅与企业的生产组织结构有关，而且与企业的生产组织策略有关。
5结束语
在对多个大中型模具企业生产组织方式调研的基础上，从制造系统方法论的角度出发，首先归纳出目前大中型模具制造企业所采用的4种较典型的生产组织结构，分析了每种组织结构的优点与不足，指出了每种组织结构所固有的、本质性的问题。管理层面在企业生产运作时所遇到的各种问题虽表现方式不尽相同，但是归根结底，上述诸多问题只是一两个本质性症结的不同外在表现形式。
其次，针对大型模具制造企业常见的、复杂的递阶协调式生产计划与组织结构，分析了各组成层次之间的相互关系，明确了各层内部所面临的决策目标、决策变量与上层所施加的约束表现形式，提出了可行的决策协调机制建议。通过以上分析，基本确立了模具制造企业递阶协调式生产组织结构的系统框架。
最后，根据项目管理的一般性理论原则，结合企业模具项目管理的生产实践，为企业管理者提出了一些模具项目管理方面有益的建议。 来自 国际铸业网