中国汽车车身模具的现状与发展

　　当人们在体会汽车带来的种种欢乐与梦想的时候，做为从事支撑汽车业发展的车身模具业的人们也在品味其发展的辛酸与喜悦！
　　汽车工业的快速发展，拉动了中国模具产业的快速发展，也给中国模具产业带来了发展良机。十年前中国汽车模具主要是以一汽、二汽、天汽、南汽和成飞及台湾省的模具团队为行业的标志型企业，而今天已发展数十家，一批快速崛起的民营企业已经具有相当的规模。无论从技术和产能上都大大超过了当年所谓的标志型企业，在中国汽车模具产业中起到了重要的作用。从汽车冲压模具在全国的分布状况可以看出，中国的汽车模具已从过去的星星之火到今天的遍布全国。也是这几年汽车产业的发展使中国的汽车模具企业迅速提升，通过近三年在中国上市的几十款自主及合资品牌的汽车所需的模具、夹具装备上看，有近5 0％以上是由中国模具企业开发制造的，许多轿车OEM已经把B级轿车的最复杂的整车模具交给了中国模具企业并收到了良好的效果，帮助了中国模具企业的快速提高。
　　由于产业的高速发展，中国模具行业的技术及管理的提升也进入了快车道，并已具备向先进国家模具制造业的挑战能力。五年前中国进出口模具价值数额为5。8：l，而到2006年进出口的比值为1。9：1，模具出口额超过了1 0亿美元，它标志着中国模具产业以规模化进入国际市场的时代已经到来。
　　汽车车身模具主要包括汽车覆盖件模具、汽车骨架类模具。2001年以前汽车模具生产厂家主要以生产卡车车身模具为主，随着国家经济迅速发展，轿车普及程度越来越高，现在轿车车身模具已成为各模具制造商的主导产品。国内汽车模具制造企业的生产能力日渐提高，轿车整体侧罔模具过去一直依赖进口，现在国内几家大型模具制造厂家已能生产，一汽模具制造有限公司率先在2003年完成中低档轿车整车模具的开发，产品完全能够满足汽车厂家的要求，还有一些模具出口到美国、欧洲和日本。多工位自动化连续模、汽车大、中型骨架件的级进模作为部分企业的新产品已逐步占领国内市场，并打入围际市场。
　　一、国内汽车车身模具行业的生产能力
　　在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平。
　　由于汽车模具，特别是汽车覆盖件模具和大中型汽车级进模具市场需求旺盛，国内许多企业加大了技术改造力度，一些新建企业也快速发展，使汽车覆盖件模具的生产能力大为提高。经过技术改造，原来行业内公认的四大模具厂（一汽模具、车风汽车模具、天津汽车模具、四川成飞）都已有了生产大中型汽车覆盖件模具约200万工时的能力，模具年产值都超过l亿元（一汽模具2007年销售收入5．5亿元）。此外，近年来新涌现了一批年产模具可以超过或接近亿元的仓业近10家。此外有年产值5000万元左右的企业约10多家。这20多家的汽车覆盖件模具生产企业是目前的主力，总能力已有30V_，元左右。再加上其他一些小企业，估计全国目前已有30亿元左右的汽车覆盖件模具生产能力。另一方面，一汽模具制造有限公司已率先进行了模具与焊夹资源整合，已经具备了模夹一体化制造汽车整车工艺装备的能力。
　　一些企业除自行发展生产能力之外，在企业之间联合、协调与协作方面近年来也有较大提高，少数模具“龙头”企业己形成承接整车模具的能力，他们将高难度的大型、复杂、精密模具和白车身匹配留给自己干或委托国外有实力的企业设计；部分大型复杂精密模具和中型模具委给国内骨干企业完成；其余的中小型模具交给几十个中小型企业制造。在行业中己初步形成了企业专业化分工和集团化经营，从而增强了模具企的整体实力。
　　在装备水平方面，无论是近年来新建的企业还是经过技术改造的老企业，无一例外地都大量采购了先进的数控设备，这些设备中包括了三轴至五轴的高速加工机床、大型龙门式加工中心和数控铣等机床、先进的大型测量和调试设备及多轴数控激光切割机等。因此，生产汽车覆盖件模具的水平和能力己大为提高。过去，一个企业很难在一年内完成整个车型的模具，现在一些骨干重点企业己完全有这个能力。个别企业通过行业协作还具备了一年内可以同时完成4～5个车型全套模具的能力。大部分企业还同时配备了许多先进的软件。根据现在装备水平看，国内已经具备一年完成20个以上车型整车模具的能力。
　　二、国内汽车车身模具设计制造技术
　　2004年CAD/CAE/CAM技术的应用还处于初级阶段，只有部分骨干重点企业具备CAD／CAM／CAE能力，目前上述技术在全国模具行业中已经是遍地开花。大部分模具制造企业已能够运用CAE分析软件进行冲压工艺成形性分析、运用CAD设计软件进行二维或三维模具设计并数控加工。
　　尽管如此，在应用CAE技术进行冲压工艺分析方面我们与国外同行还存在较大差距。国内企业在CAE分析的前、后处理方面没有形成一个统一规范的标准，对软件的使用是因人而异，因公司而异，因此对分析结果的评价也必然存在一定的差异，这些人为的因素导致了CAE分析的准确率低于国外同行业的CAE应用水平。国外CAE的应用一般是由几个专业的技术人员专门从事这项工作，因而在应用程度及标准的制定方面要比我更专业化和规范化，国内企业目前还处于由冲压工艺设计人员进行产品的工艺性评审、工艺方案的预测、工艺方案的制定、工艺方案的可行性分析等全部涉及CAE的工作，因~LCAE的应用只能是处于一种泛泛的基础应用的状态。CAE分析技术即使在行业领先的大企业也主要应用于拉延成形类的可行性分析，在后序的修边线优化、翻边成形的可行性、回弹扭曲的预测及补偿等方面所做的工作还非常浅显。这是由于在第一次拉延成形时材料的性能发生了一定的变化，变化的程度受模具状态及调试水平的影响较大，从某种程度上来说有一定的“随机性”，因而后工序CAE分析的叮信度一直受到怀疑，国内外模具行业CAE模拟分析技术在后工序上的应用始终没有太大作为，但近几年，随着CAE技术的发展以及在实际应用过程中的数据总结、积累，特别是模具自身发展的迫切要求，国外模具行业已经越来越重视该技术在后工序上的应用，尤其在回弹预测及补偿方面，国内几个有规模的模具供应商也在陆续开始探索这方面的技术应用。
　　冲压工艺方面，由于受模具材料及模具特殊结构的限制，目前国内汽车车身模具的冲压工艺水平与国外同行业仍有一定的差异，主要表现在工艺设计人员的经验和经历方面，我们所接触的车型种类和国外工艺设计人员相比相差太多，导致工艺设计思想受到某种约束。国外冲压工艺设计是一个专业性很强的岗位，分工明确，通过团队合作来完成这个复杂的设计过程，一般包括产品前期工艺性分析，工艺方案预测，模型构建，丁艺的町行性分析，模型的反复优化等设计过程。每一个步骤都由专人负责，越靠前的步骤对人员的素质要求越高。而我们目前的状态是上述步骤都由一个人完成，包括后期的各种技术文件。
　　在加工数模方面，与国外的加工用数据相比国内的差距就非常大了，尤其是与丰田的加工数模相比差距更人，丰田加工数模对产品改动之大令股内同行难以理解，最终对产品回弹扭曲的预测及补偿效果是非常显著的。形成这些差距的原因除了我们在设计经验上的不足外，还有在管理上的差距，工艺设计部门对产品的匹配关系及整车的焊装应十分了解，并具有对产品提出更改权利，这一点现在国内还都做不到。
　　在CAD设计方面，国内模具行、Ip发展很快，特别是一些大企业如一汽模具制造有限公司，2003年初开始尝试CATIA半台的三维实体设计，2004年上半年在解放换代卡车项目中全面开始三维实体设计，至今已实现直接利用三维实体模型进行数控编程加工，泡沫实型生产效率比2D设计时提高了2倍。结构面编程直接以实体模型为加工依据、型面编程以加工数模为依据，实体结构为参考，保证了加工精度，节约了数控工时。实体设计中应用标准件库、设备库、结构库等，使设计资源得以共用和重用。利用先进的数字化分析手段，对模具进行各种模拟和分析，使模具加工、制造、装配问题提前暴露，在设计阶段就有效的避免了错误的发生。2005年开始冲压模具知识模板的研发，引进Catia V5知识工程相关软件模块，初步确定了冲压工艺设计与模具结构设计的关联结构、模具结构的参数化设计、模具结构的模块化设计等关键技术的解决方案。现拉延模、压合模知识模板己成熟应用，大大缩短了模具设计周期提高了模具设计质量。
　　实力较强的企业，随着模具设计由二维向三维转变，加大设备能力的投入，一次引进十余台体现世界领先水平的大型、高速数控加工中心的企业为数不少，为实现加工现场无图化牛产，一些企业研究出适合汽车模具制造特点的高速、高效、高精密数控编程与Dn T_方式，已取得显著成果。
　　三、企业信息化技术与管理
　　激烈的市场竞争，落后的管理手段，使模具企业中的管理和技术人员只有疲于奔命。2003年国内少数汽车模具企业就开始PDM系统的研发工作，07年PDM系统的开发与应用进入到一个成熟、稳定阶段，在模具产品开发过程中彻底改变了以往的一些不规范、落后的管理方式，对文档管理、知识管理、工作流程管理、人员权限管理、项目管理等内容进行先进的信息化系统管理，使产品设计与技术管理两个环节紧密结合，大幅度的提高了设计效率与管理水平。
　　模具检测技术近几年也有很大提高，特别是应用Atos光学扫描照相设备进行模具检测、模具虚拟合模检测、冲压零件检测、模具修理与复制、泡沫实型检测、铸件毛坯检测，与三座表测量设备相比模具检测效率得到很大提高，不仅如此通过模具虚拟合模检测还可以实现汽车冲压模具数据化制造过程控制。
　　技术是企业发展的动力，管理则是企业发展的灵魂。企业向高层次提升就必须创造‘套适合自己的独特的管理体系。技术有钱可以买来，没钱甚至可以偷来，唯独管理买不到。好的管理方法可能学习，但不能克隆。比如欧、美、日的管理经过几十年甚至一个世纪积累、提炼，才形成一种模式，但还要不断推陈出新。归根结底它就是一种思想、方法、理念。实践证明国际上任何一种成熟的管理方法直接用在中国的。个企业都不会有持久的效果，而应通过学习，结合自己企业的特点创造适合A己企业并能满足市场需求的管理模式，来实现企业的管理创新。
　　目前，国内许多汽车车身模具企业都建立了适合A身特点的全方位的管理体系，如一汽模具开发了以项目为主体，贯穿公司牛产过程中所有信息的管理系统，包括项目计划、工作量分配、计划执行过程中的问题的积累及解决方案的过程、质量状态等。实现了项目目标与部门月工作目标的实时发布，保证了企业与部门目标的一致性。实现了年、月生产负荷及任务分布的A动发布，为资源策划提供了依据。实现了项目运行情况及部门计划执行情况的实时发布，为项目的控制提供了依据。实现了产品变更执行情况和现场问题的提出及解决情况的实时发布，为项目的控制及信息积累提供了条件。
　　四、国内汽车模具企业间建立了战略联盟
　　成功的模具企业决不孤军作战，很重视专业化分工和团队的力量，它们的背后往往有坚实的支撑体系。这个体系是由两个子体系来构成：一个是由模具客户、设计编程公司、模具制造企业、铸件、材料、标准件供应商、甚至是科研院所等组成的模具产业链的纵向战略联盟；一个是由同行组成的横向战略联盟体系。
　　模具产业链的纵向战略联盟中，汽车模具客户不断地向模具企业提出更高的要求。车身模具企业了解车身模具发展趋势，根据客户的需求，提升自己的产品开发能力；同时不断提高对供应商的要求，得到更好的铸件、钢材、标准件、设备、刀具和各项技术服务（包括模具设计和编程方面的能力补充），加强A己内在核心竞争能力。
　　世界级汽车企业都有完整的模具、检具、夹具制造的强大支撑体系，而且把这些支撑体系作为它的核心竞争力加以精心培育。当它们把整车模具、检具、夹具的项目订单交给承包商时，非常看中承包商的整车项目协调能力。因为模具、检具、夹具制造的产品数据是一致的。
　　模具产业链的横向战略联盟中，每个企业都突出自己的核心业务，坚持有所为，有所不为，使别的企业作自己的能力补充，加强A己的核心竞争力。大型骨干企业的老总“下棋”，调动的不仅有自己的兵将，也有别人的牟马。这种横向联盟有助于形成很大的合力，共同面向市场。
　　五、汽车车身模具的发展趋势
　　国家提出要自主发展，产品自主已提到了很主要的高度，汽车产品的自主会越来越多，也就给中国模具企业进步搭建更多更好的表演舞台，中国模具发展的精彩点也会给中国汽车产业更多更快乐的回报。
　　中国模具产业的进步的受益其实并不是产业的本身，由于中国模具业的进步，使得OEC从国际进口模具的价格1：I~2000年下降了3 0％，甚至更多，这是中国模具进步给国人带来的好处。
　　目前中国的模具企业通过多年的培育正在快速进步，正在缩小与先进国家的差距，中国的模具产业已经具备了支撑中国汽车工业发展的能力。而中国汽车产业“十一五” 发展规划纲要义提出了新的目标，预计2010年汽车产量将达到900万辆，这给中国汽车模具产业又提出了更高的要求。如何满足中国汽车工业的发展，肩负起中国汽车产业发展的重任，将是中国汽车模具产业必须回答的问题。
　　产品技术上，多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。与国外汽车大中型级进模相比，我们在工艺排布、模具制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。中国汽车车身模具今后的发展方向，应该注重产品结构的调整和定位，进一步提升模具的制造技术水平，占领结构复杂、精密度高、技术含量高的高档模具市场。
　　随着石油危机和保护地球环境问题的日益严重，实现汽车轻量化、满足汽车安全性法规要求已经是所有汽车生产厂家共同的追求。汽车轻量化促进了高强度钢、塑料、铝、镁轻金属及其合金的应用。
　　日本、欧洲汽车厂家高强度钢板应用时间久远，范围十分广泛。据材料显示，日本某汽车公司在80年高强度钢应用比例为15％，90年超过30％，2000年己达到50％。由于车身外板要求抗凹性、成型性。有些车型的发动机罩外板、行李箱外板已应用340BH钢板，车门、前翼子板已应用超高Y值340BH板。其他结构件、梁类件材料已能够达到980Mpa的高强度钢板。国内汽车零件高强度钢板应用仅限于结构件与梁类件，材料抗拉强度多在500MPa以下，新开发车型冲压件最高达到980Mpa，正在尝试，还没有成功经验，如何迅速掌握制造高强度钢板冲压件的技术，是我们亟待解决的大问题。
　　冲压工艺与同步工程（Simultaneous Engineering，简称SE）相结合形成了冲压同步工程也是汽车车身模具制造技术的发展方向，它要求冲压工艺人员与其他开发人员一起集成地、同步（并行）地参与汽车设计，一开始就考虑到从概念成形到样车成功制作的所有因素，包括品质、成本、材料、加工、进度计划及用户需求，通过与其它部门人员的良好协作及信息的及时交流，使工艺问题解决在萌芽状态。运用于新车开发系统中，将大大缩短开发周期和降低开发成本。
　　虚拟制造技术是近几年新兴的一种软件技术，是CAD/CAE/CAM/CAPP和仿真技术的更高阶段，它能在计算机上实现模具从设计到制造到检验的全过程，根据虚拟模型的仿真过程，可以在计算机上根据“实际”的加工情况来修改模具的设计，避免了在模具制造过程中可能出现的问题，从而达到缩短模具的开发周期、降低开发成本、提高生产效率的目的，因而是汽车模具开发最有潜力最实用最有效的技术之一。
　　提高专业化和标准化的程度上。国际汽车模具己进入专业化、标准化阶段。国外的汽车模具基本是由专业的模具制造商提供，模具商品化率在70％以上，还有许多专门生产模具标准件的企业，汽车模具标准件多达几百种。而我国主要模具生产能力集中在各主机厂的模具分厂或车间内，模具商品化率偏低。”十五”期间虽然进行了企业结构调整，模具自产自配比例仍高达70％左右。
　　汽车模具企业要满足汽车的不同产品、不同产量、不同成本的需要。这是中国汽车产业的特点决定的。中国汽车业在快速发展，然而世界L任何一个汽车制造大国都不会有如此多的汽年厂家生产汽车，据行业统计国内整车汽车厂超过百家，生产的车型系列多样化，这些厂家也都在生存和发展，这在世界汽车制造发展史上可能也是一个特例。客观的需求造就了这样一个汽车模具的生产大国。汽车车型虽然很多，就单一车型来说都很难达到几十万甚至百万的规模。汽车模具业就必须用较低的成本来满足客户的需求，多样化的汽车模具需求同样也对汽车模具业的生存和发展提出了严峻的挑战。
　　未来中国汽车模具制造业的发展是要做强。做强的标志是扭转大量的中高档模具仍然依靠进口的局面；做强的标志是中国的汽车模具企业能够肩负起中国汽车自主发展过程中所需的模具及焊接夹具的重任；做强的标志是中国的模具企业快速融入国际化竞争使我们自己的模具大量进入国际市场，将过去大量从欧、美、日进口模具的现象变为大量出口。中国的汽车模具大国在不久将成为模具强国已不是梦！