李總理參觀豐田工廠，看出來我們要學(xué)習(xí)豐田汽車的地方還有很多！今天我們就帶大家學(xué)習(xí)一下日本汽車模具吧！

豐田汽車公司的模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，在管理和技術(shù)有許多獨(dú)到之處。就豐田模具生產(chǎn)制造技術(shù)作初步的探討，這些內(nèi)容對急待改進(jìn)生產(chǎn)方式、推進(jìn)科學(xué)管理和提高制造技術(shù)水平的國內(nèi)汽車模具同行，可能會(huì)有一些借鑒和啟發(fā)。

一、豐田模具設(shè)計(jì)與制造部門概況

豐田汽車公司中與沖壓模具設(shè)計(jì)制造有關(guān)的部門主要有兩個(gè)，其中負(fù)責(zé)模具設(shè)計(jì)的是第八生產(chǎn)技術(shù)部，負(fù)責(zé)模具制造的是st部（st為沖模的英文縮寫）。它們都直屬于總公司，生產(chǎn)技術(shù)1－8部屬于生產(chǎn)準(zhǔn)備部門，沖模部（st部）屬于工機(jī)制造部門。

第8生產(chǎn)技術(shù)部，其主要職責(zé)是模具設(shè)計(jì)和沖壓設(shè)備準(zhǔn)備，加上它所屬的計(jì)劃、生產(chǎn)準(zhǔn)備、部屬等科室共有將近350人。其中與模具設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)室有三個(gè)，它們是由從事的產(chǎn)品件類型來劃分的：

每個(gè)室又分為沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)組。專業(yè)化分工是豐田模具設(shè)計(jì)部門工作的特點(diǎn)。

模具設(shè)計(jì)內(nèi)容細(xì)分

豐田把模具設(shè)計(jì)分成三個(gè)工序：工序設(shè)計(jì)、模面設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分工明確，分別由專門人員負(fù)責(zé)。工序設(shè)計(jì)主要完成工序草圖、dl圖設(shè)計(jì)、作詳細(xì)的模具設(shè)計(jì)任務(wù)書、模面構(gòu)想等，模具設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)?chuàng)造性勞動(dòng)都在這一步靠人腦完成。模面設(shè)計(jì)幾乎是單純的曲面造型，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于模具結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)。

人員專業(yè)化分工細(xì)微

各個(gè)室只負(fù)責(zé)一類產(chǎn)品件，每個(gè)人在一定時(shí)間內(nèi)負(fù)責(zé)同一個(gè)件，甚至是同一類模具。由于豐田每年開發(fā)的新車可達(dá)十種，這就是說，可能有的人在一年內(nèi)畫十套非常相似的前車門外板拉延模，其專業(yè)化程度可想而知。

模具的社會(huì)大分工

日本的模具制造專業(yè)性分工很強(qiáng)，豐田雖然自己的模具制造能力很強(qiáng)，但它并不是什么模都干。比如，整車所有件的沖壓工藝和模具的整車協(xié)調(diào)，他自己都負(fù)責(zé)，但模具設(shè)計(jì)和制造他只干車身內(nèi)外覆蓋件，地板和梁架件全部到定點(diǎn)廠家外協(xié)。不但豐田如此，國外的大汽車公司所屬模具廠無不如此，比如日本大發(fā)公司模具廠，甚至只做側(cè)圍、翼子板、頂蓋等有限的幾種外覆蓋件。這可以看作是一種發(fā)展趨勢，在韓國、臺(tái)灣甚至是專業(yè)模具廠家也是向只做幾種件的更專業(yè)方向發(fā)展。

主要數(shù)控加工設(shè)備：

從人員和生產(chǎn)能力上看，st 部都算得上是世界上最大的汽車模具廠之一。

二、豐田的模具設(shè)計(jì)和制造能力

模具設(shè)計(jì)與制造能力： 每年大約可開發(fā)10個(gè)轎車整車模具；模具產(chǎn)量（標(biāo)準(zhǔn)套）約2000套／年；內(nèi)制率60％（外協(xié)40％）

主要產(chǎn)品中：模具占80％，驗(yàn)具占7％，其他占13％。

全年完成模具制造成本預(yù)算近200億日元，人均模具產(chǎn)量 2 標(biāo)準(zhǔn)套／年，模具制造成本（不含設(shè)計(jì)）約600萬日元／套，工時(shí)成本（平均）約1萬日元／小時(shí)。

整車模具設(shè)計(jì)制造周期12個(gè)月（由車身設(shè)計(jì)完成至新車批量生產(chǎn)），其中包括整車全部模具設(shè)計(jì)周期5個(gè)月，制造周期5個(gè)月，調(diào)試周期6個(gè)月。

由此可見，豐田一年的轎車生產(chǎn)能力大約500萬輛（日本國內(nèi)部分約占50％），是中國大陸轎車產(chǎn)量的十倍，而模具設(shè)計(jì)制造能力也超過我們?nèi)珖�汽車模具生產(chǎn)能力的數(shù)倍。豐田的整車模具制造周期，遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于我們的一般單套模具制造周期，它的標(biāo)準(zhǔn)單套模具制造周期為三至四個(gè)月，在我們看來還是一個(gè)夢想，我們的模具質(zhì)量水平與豐田相比相差更遠(yuǎn)。

豐田把模具的制造計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)模具的復(fù)雜程度可分為短周期、標(biāo)準(zhǔn)周期和長周期三種�，F(xiàn)以單套模具的設(shè)計(jì)制造周期（拉延模，標(biāo)準(zhǔn)周期）為例：

單套拉延�？傊芷�62天，其中制造周期52天。

以上周期包括模具的設(shè)計(jì)、制造直至模具初次試模完成為止。如果再考慮產(chǎn)品件各序模具的總周期，單個(gè)制件各序模具的總周期，要在拉延模的基礎(chǔ)上再加22天（包括模具調(diào)試，但不包括整車調(diào)試），總共84天。

以上天數(shù)均為工作日（節(jié)假日除外），換算為日歷日大約為20天等于一個(gè)月，也就是單套模具制造周期三至四個(gè)月。

豐田的模具制造也是按照準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)方式進(jìn)行的，全部倒排計(jì)劃，計(jì)劃到每一個(gè)工作日，不提前投產(chǎn)，避免增加在產(chǎn)模具。我們的倒排計(jì)劃往往是為趕工期，人為的壓縮工期。而豐田的倒排計(jì)劃，是為了在必要的時(shí)候生產(chǎn)出必要的產(chǎn)品，避免提前投產(chǎn)造成生產(chǎn)過剩的浪費(fèi)。

三、豐田模具制造技術(shù)

近十年來，本人曾在日本多家模具制造廠進(jìn)行過較為深入的學(xué)習(xí)和考察，先后累計(jì)時(shí)間達(dá)6個(gè)多月。對比以后發(fā)現(xiàn)，豐田的模具技術(shù)在日本的模具廠家中也是十分突出的，無論是能力、效率及技術(shù)都不愧為世界一流水平。通過對豐田的了解我們可以看到，世界汽車模具制造技術(shù)正在向這些方向發(fā)展：計(jì)算機(jī)前的操作逐步代替現(xiàn)場操作，以高精度加工代替人的手工勞動(dòng)，模具的設(shè)計(jì)、制造高度標(biāo)準(zhǔn)化，單件生產(chǎn)方式向流水線式生產(chǎn)方式發(fā)展等等。結(jié)合我們國內(nèi)的模具制造情況，豐田在以下一些地方與我們有很大的不同，值得我們很好的借鑒。

精細(xì)模面設(shè)計(jì)

我們常說的模具設(shè)計(jì)實(shí)際上分為三個(gè)部分：沖壓工藝設(shè)計(jì)、模面設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這三種設(shè)計(jì)的內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)是完全不同的，豐田的工作流程為先有沖壓工藝設(shè)計(jì)然后指導(dǎo)模面設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分別由不同的人來做，專業(yè)分工很明確。傳統(tǒng)的沖壓工藝設(shè)計(jì)采用工序圖或是dl圖，它的模面設(shè)計(jì)是非常粗略的，以這樣的圖紙指導(dǎo)下的工藝造型，必須在后序靠人工修整、制造工藝禰補(bǔ)，造成模具制造的人工鉗修量很大、周期延長。豐田在設(shè)計(jì)階段通過計(jì)算機(jī)的曲面造型，完成模面的精細(xì)設(shè)計(jì)。比如：針對進(jìn)料量不同設(shè)計(jì)各種拉延筋，同一套模不同部位的拉延筋截面不同，防回彈、過拉延處理，最小壓料面設(shè)計(jì)，凸凹模不等間隙設(shè)計(jì)等等。精細(xì)模面設(shè)計(jì)的結(jié)果，可以極大的減少型面加工，減少鉗修，減少試模工時(shí)，它的作用非同小可。

對比之下，國內(nèi)的模具設(shè)計(jì)還停留在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，模面設(shè)計(jì)沒有受到很好的重視，模面實(shí)際上是靠后天完成，模具設(shè)計(jì)的落后造成了制造的落后，也就毫不奇怪了。

板料成型分析技術(shù)應(yīng)用情況

豐田公司從5－6年前，開始應(yīng)用有限元法做計(jì)算機(jī)模擬板料成型分析，主要應(yīng)用的解算軟件為美國的dyna3d，他們經(jīng)過了近三年的努力才達(dá)到實(shí)用水平。目前，豐田建立了一個(gè)整車身各種典型件的分析結(jié)果庫。對一個(gè)新車型的件，如果成型性沒有太大的變化，只是參考原工藝不做分析，只有特殊的新造型才做板料成型分析。豐田的新車要做樣車，對造型特殊的件除了做板料成型分析外一般還要做簡易模進(jìn)行驗(yàn)證。因此，豐田人認(rèn)為目前板料成型分析還不是一件必需的、簡單的事，無論是周期還是成本都有很大代價(jià)。

本人認(rèn)為，豐田的車型開發(fā)量很大，車型之間變化不大、類似件很多，又積累了豐富的人的經(jīng)驗(yàn)，板料成型分析確實(shí)用武之地不多，建立一個(gè)分析結(jié)果庫是一個(gè)好方法（日本富士模具公司也是這么做的）。反觀國內(nèi)現(xiàn)狀，一方面模具廠專業(yè)分工很低，各種件都會(huì)遇到，難有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)，似乎更需要板料成型技術(shù)。另一方面，技術(shù)水平低支持環(huán)境差（如：板料參數(shù)、摩擦系數(shù)等難掌握），模具廠應(yīng)用起來，要達(dá)到實(shí)用（不講效果、不計(jì)代價(jià)的研究不算）也是非常困難的。即使是成立專業(yè)分析公司，考慮用戶數(shù)量、周期、價(jià)格等因素，恐怕也曲高和寡。目前，這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用效果還難有定論。