一、模具在國民經濟中的地位
模具號稱"工業之母",在汽車制造、電子信息、高端裝備等戰略性產業中,模具是一種高效率的生產工藝裝備,60%-80%的精密零部件依賴模具成型,可以實現高速的批量生產,并能在大規模生產中保證穩定的產品質量。模具包括沖壓模具、注塑模具、壓鑄模具、鍛造模具等種類。沖壓模具在模具制造行業地位不容小覷,占40%以上,特別是在汽車行業,據相關統計數據,汽車生產中95%以上的零部件都需要依靠模具成型,一款普通的轎車大約需要1000至1500套沖壓模具,用于生產車身件、底盤件和內飾件等。
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二、模具產業發展現狀
近十幾年來中國的模具技術有了質的飛躍,模具行業從小到大,迅速崛起成為全球模具制造大國,尤其是隨著中國汽車工業的發展,自主品牌向中高端進軍,新能源汽車興起給我們提出了新的需求。據中國模具工業協會統計,我國已經成為模具制造與消費的第一大國,我國模具產業已形成年產值達4000億元的龐大產業集群,支撐著全球最大規模的制造業體系運轉,其技術水平直接影響著國家高端制造能力的競爭力。
三、我國模具產業發展存在的問題
然而,我國模具產業仍面臨"大而不強"的結構性矛盾。模具開發周期長、設計成本高、標準化程度低等問題成為產業升級的瓶頸。主要表現在:
1、模具開發的核心技術被國外掌控。
近幾年我國經濟的快速發展,特別是汽車產業的發展,也促進模具產業投入規模空前,模具加工制造能力無論是數量還是質量在世界占據絕對優勢,模具設計依賴的軟件工具“CAD、CAE、CAM”系統幾乎被國外壟斷。導致我們國家看似強大的模具產業,其實行業利潤空間非常有限,與“工業之母”高技術密集型產業地位嚴重不匹配。
2、模具開發模式與數智化發展不適應。
模具是典型的訂單式驅動單件生產模式,對經驗的依賴程度高,表現在模具設計依賴工程師經驗,需要設計工程師花費大量的時間借助工業軟件進行分析和建模工作;模具調試依賴鉗工經驗,勞動強度大,與數字化的要求嚴重失衡。隨著AI技術的興起,迫切需要AI的方法,解決模具行業發展一直遺留的這兩大瓶頸技術難題。
3、車型迭代速度加快,模具開發成為瓶頸
電動化、智能化產業背景下,汽車“大腦”也遵循摩爾定律演進,讓汽車從“固定機械產品”轉向“可進化電子-機械綜合體”。車企為搶占市場不得不高頻推出新車型,車型短周期研發進入常態化模式。同時電動化讓動力系統、底盤系統簡化,車身特別是外覆蓋件成為傳達車企品牌理念與產品差異化定位的核心載體,車身以及工裝模具成為整車短周期開發的“瓶頸”環節。
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四、汽車模具“AI設計”對行業帶來的變革
AI模具設計,破解行業依賴經驗的技術難題
通過搭建知識大數據庫、構建行業AI模型、智能設計算法等核心技術突破,面向模具產業,研發基于數據與知識驅動的新一代專業智能化設計系統,實現沖壓工藝以及模具結構設計過程的智能化,擺脫了行業普遍存在的對經驗的依賴。
加速模具專業人才的培養,降低行業設計人才斷層風險
采用智能設計系統,降低模具設計難度,設計操作過程更方便理解模具的結構,以前培養一個基本合格的模具設計工程師至少要2—3年時間,通過采用智能設計系統,工程師經過1—2個月學習就可以開始進行復雜模具結構設計。
大大降低模具設計軟件操作強度,解放工程師
設計一套模具包括幾百個零部件,工程師要完成超40萬次CAD軟件操作,長期從事模具設計工作的工程師容易患上肩周炎和頸椎病,模具企業常常因為人員流失而困擾。智能設計系統大量的CAD建模操作工作由系統自動完成,工程師只需要選擇設計目標、填寫規格參數,免去了通常三維CAD設計的點、線、面、體的建模過程,包括非標結構都可以由系統自動完成,因而大大減少設計工程師的工作強度,讓設計更輕松。
智能模具設計系統使模具開發流程提質提效
模具因為是單件開發生產,其設計過程極其關鍵,以汽車模具開發為例,模具的設計包括工藝設計和結構設計兩個階段,正常這兩個階段應該是串行的,工藝設計完成才能進行結構設計,而且每個階段都要通過模具開發商跟汽車主機廠審核會簽通過。由于模具設計周期較長,目前業內為了縮短整個開發周期,一般在工藝設計還沒有最終通過評審會簽,就讓結構設計提前開始,導致工藝一旦變更就會造成模具結構設計相應修改,產生大量浪費的設計工作量,據不完全統計,模具因為變更產生的無效浪費工作量達到了30%—40%,這不僅增加了模具的開發成本,而且會挫傷結構設計工程師的積極性。
此外,作為汽車主機廠要承擔開發模具的審核會簽任務,在評審專家緊張的情況下,會使開發周期拉長。智能設計系統,通過將汽車主機廠的標準要求嵌入軟件系統,設計質量更穩定、比人為的審核更可靠,逐步減免汽車主機廠的評審會簽用時,從而更大程度縮短模具開發周期。
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五、多方協作,共同推進行業智能化技術發展
當前電動化與智能化加劇了汽車產業的競爭,作為東風汽車打造的高端智慧新能源品牌東風嵐圖,擁有極高的技術敏感度,在研發、制造、產品、人才等全領域加速智能化布局。大捷智能憑借自主研發的平臺化智能設計技術以及團隊在車身研發領域20余年的專業基礎,在智能設計核心算法、軟件研發等方面的技術能力取得了該客戶的高度認可,成為其在裝備智能設計領域的合作伙伴,聯合各大模具龍頭企業,面向車身裝備智能設計開展深入合作。
東風嵐圖:充分發揮其主機廠的平臺與生態優勢,全面開放模具設計開發場景,并將多年實際汽車裝備開發積累的Know How轉化為設計標準,為智能化設計技術的落地提供應用土壤。作為產業鏈主,主導供應鏈內合作伙伴共同加入智能設計的應用實踐,驅動系統快速迭代,推動AI技術在產業內的快速落地,同時發揮其在行業的技術引領性。
大捷智能:作為一家同時具備AI算法、軟件研發與多年汽車裝備行業積累的科技型企業,近幾年突破了工業級決策算法與專業AI模型構建技術、工藝到結構設計知識圖譜搭建、工藝驅動結構的智能化設計技術、標準化與非標結構幾何A(參數丨圖片)I生成等關鍵技術,并已實現平臺化。團隊已具備大規模工業級AI設計系統開發以及核心技術攻關的能力,滿足當前市場環境下快速交付、快速迭代的需求。
模具企業:本次合作聯合以東風模沖為代表的多家模具龍頭企業,作為智能設計直接應用方,對系統的快速工程化迭代擁有至關重要的作用。模具企業基于實際車型模具開發項目,不斷應用系統并識別問題,提出建設性優化意見反饋至系統研發端形成AI設計賦能業務提效,實踐設計加速系統優化的有效閉環。
通過構建多方協同創新體,實現平臺、研發、應用的多方優勢互補,形成從標準制定、技術研發、實踐應用、系統優化的有機循環。打破了業內“數據越來越不穩定、要求越來越高、周期越來越短”的困局,大家攜手共進,共同推動產業技術創新,從而實現各方核心競爭力的持續性提升。
來源:大捷智能
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