德国模具2018（下）

四、德国模具制造流程

1. 德国模具行业流程绩效的一个指标：严格遵守交货日期。

模具车间主要表现在对模具制造流程的掌控上。流程性能的评估主要基于标准交付周期和对生产截止日期的严格遵守。德国模具公司模具的平均交货期为81天，平均订单价值为8.2万欧元。当然，交付时间很大程度上取决于所生产模具的类型和复杂性。由于精准和动态的规划、适应需求的生产能力的协调以及对供应商的战略整合，德国模具行业能按时交货的达到74.0%。这意味着平均四副模具中大约有三副可以按时完成。这个过程从根据客户要求报价开始。平均而言，德国公司需要4天的时间来回应客户的需求并发送报价。生成适应要求的报价的过程平均需要4.3小时。

2. 公司的能力实体：开发和设计。

德国模具行业了解其在上游流程中的竞争力：自2004年以来，德国模具行业所有员工有10.0%至13.0%受雇于产品开发和设计部门。即使是同一家公司内，设计中使用了各种各样的CAD系统：Visi CAD和NX是最常用的软件系统，各占28.6%，其次是Catia 和ProE，各占21.4%，SolidWorks和Cimatron各占14.3%。同时使用各种设计系统的原因可能是客户的不同需求以及公司员工的能力不同。总体上，29.4%的产品开发和设计项目都是外包的。这样做的部分原因是产能瓶颈，同时也是为了从外部设计工程师那里获得新的灵感，并在自己的公司中加以利用。

3．员工在计划和工作准备方面：平均每年接受三天培训。

德国模具公司已经认识到生产计划在适合其需求的模具制造中的重要性。在生产计划和准备工作方面，德国模具行业已成功培养了员工能力：2004年，负责生产计划或工作准备的员工比例为6.0%，而2017年这一比例上升至10.0%。德国模具公司已经意识到，生产计划和CAD编程在制造管理可预测的新订单和计划外的维修和更改请求的异构订单组合方面越来越重要。德国模具行业也意识到生产计划和工作准备在一次性和小批量生产中的复杂性：平均而言，生产计划和工作准备的员工每年有三天的内部或外部培训。

4.模具车间平均使用11.9种制造技术。

德国模具行业绩效的一个重要组成部分是制造部门。前文中提到的前几年模具公司在生产计划和工作准备方面的积极发展尤其体现在制造业：经常由静态和低效计划导致的内部紧急订单份额从2004年的32.4%下降到2017年的21.6%。

德国模具企业平均使用11.9种不同的制造技术。德国模具公司在整个流程链中越来越多地使用外部增值合作伙伴。尤其是29.4%的产品开发和设计订单是外包的。外包在制造生产过程中的比重约为17.7%，在试模中的比重约为14.5%，在工作准备（2.1%）和装配（1.8%）的比例更低。

关于外部价值创造合作伙伴日益融合的问题，德国模具公司减少了主要供应商的数量：2009年德国模具公司平均有21家主要供应商，而2017年这一数字持续减少到平均15.4家。主要供应商数量的减少表明了德国模具企业对战略重要供应商的关注，这些供应商的生产质量高，并且遵守时间表。重点体现在关于交货准确性和准时性的关键绩效指标上：2017年，平均94.0%的交货是准确的。同时，80.0%的货物准时交货。尽管如此，德国模具公司仍有潜力通过对其供应商的深入监测、评估和进一步发展，不断提高交货的准确性和及时性。

5.在装配和试模阶段，客户投诉增加。

装配和试模，是模具制造过程中知识密集型的部分。从众多模具项目中获得的经验，和员工对试模的理解，对于准时生产和向客户交付可以进行批量生产的模具至关重要。为实现这一目标，2017年德国公司雇佣的每六名员工中就有一名员工参与装配和试模（16.5）%。由于越来越多的有丰富生产经验的员工的参与，德国公司试图利用他们现有的技术诀窍来最小化试模循环的次数。目前，德国公司有可能将客户的满意度提高到交付模具准备批量生产时的水平：第二次循环试模后，客户投诉的比例从2009年的8.6%上升到2017年的12.0%，其可能的原因是，客户对精度更高、结构更复杂的模具要求提高了。

五、德国模具行业资源

1.平均年龄偏大，年轻专业人员缺少。

德国模具行业最重要的资源之一是员工。他们对产品和工艺的了解，以及他们的经验，是德国模具公司取得经济效益的关键成功因素。特别是，生产制造部门员工的高比例（约39.0%），对模具的质量有很大的影响。

在过去的十年中，有两个趋势可以清楚地认识到：虽然员工的平均年龄从37.7岁（2004年）上升到39.2岁（2017年），但模具行业受培训人员的比例从15.7%（2004年）持续下降到11.2%（2017年）。这两种趋势的结合对德国模具行业的可持续性构成了威胁。积极的一方面，由于低流动性，员工的公司平均签约时长从13.8年（2004年）增加到15年（2017年）。

2.稳定的投入确保未来的竞争力

除了员工，技术资源是模具行业的决定因素。过去几年的发展和创新，为德国模具公司提供了许多更新现代化设备的机会。除了2008年因全球经济衰退而出现的短期下降外，按占总销售收入百分比衡量的投资份额也稳步增长。特别是在模具行业的核心技术——铣削和电火花加工，许多技术创新和改进在过去几年中得到发展。此外，自动化单个或组合工艺的可能性增加了。如在线性生产线中。这为减少循环时间和实现无人加工创造了巨大的潜力。如今，由于来自亚洲和东欧的竞争加剧，技术资源的重要性比以往任何时候都要高，这是一个重要趋势。尤其是小型电子设备和医药技术行业，需要更精确、更精细的模具，这就需要从技术资源中获得最大的精度。因此，德国模具公司的机械设备和训练有素的员工是重要的质量特征。

（1）铣削加工。模具制造中最重要的技术是铣削加工，平均占有46.3%的生产份额。大多数德国模具公司依靠新的和现代的机器，导致现有设备资源平均使用9.8年。2017年“卓越生产”评比入围者的铣床平均使用只有8.3年。新的、现代的高速数控铣床特别适用于近净形状的精加工，以及电火花成形加工电极的制造。这些优势正越来越多地被德国模具公司利用：高速铣削机床的份额从2004年的22.2%增加到2017年的36.3%。以及平均运行时间衡量，铣削加工生产率每年增长8.0%，达到2988小时。生产力提高的一个主要原因是自动化概念的实施和扩展：2004年自动化程度为53.0%，但2017年上升到58.8%。特别是，在过去几年中，工件码垛的份额和工业机器人和机器互连的使用几乎翻了一番。现代五轴铣削加工，也有助于在不需要任何返工的情况下，产生具有精确表面的近净形状的能力。

（2）电火花加工。电火花加工是仅次于铣削加工的第二大模具制造技术，特别是在多腔模具的制造中。在以注塑为主的模具车间，电火花加工的制造时间占比平均为25.0%（2017年）。值得注意的是，在过去的几年中，电火花加工每年的平均运行时间几乎没有变化，保持在3028小时左右。而自动化程度增长缓慢；从2004年的41.8%上升到2017年55.4%。小幅度增长的原因是已经建立了很长一段时间的电火花加工自动化方法，以及建立了一个完整的CAD接口的问题。共有86.0%的公司在电火花加工中有CAM接口。然而，工业机器人的使用明显增加，从2004年的20.7%增加到2017年的60.9%。此外，电火花加工可以理想地实现在自动化、线性生产线上，其中电极铣削通过高速铣削机床，工模具和工件装备可以自主运行。

（3）线切割加工。2004年，大多数模具公司已经有了平均使用为6.2年的新型线切割机床。究其原因，是用更高效、更精确的CAM接口取代快丝技术所带来的技术进步。此外，线切割加工精度高，定位精度1μm，平均每年3818小时生产时间，这是模具行业的重要技术。然而，线切割技术的应用带来了尚未解决的工艺难题。码垛很难实现，由于电线分布，往往导致不同的码垛系统被用于线切割和其他制造技术。这导致2004年至2017年间自动化程度停滞在24.0%。因此，除了实施线切割加工的进一步自动化措施外，辅助加工时间的减少也是未来的挑战。线切割加工通常仍然是制造注塑模具的核心技术，同时也是铣削和电火花加工的核心技术。

（4）车削和磨削。车削和磨削技术被认为是模具行业的需求技术。年运行时间少于750小时的机器称为需求机器。车削和磨削的使用取决于制造的模具类型。车削在生产温冷大型成形模具中几乎与铣削同等重要，而对于其他类型的模具，如注塑和压铸模具，车削则无关紧要。磨削适用于所有类型的模具，但与大型冷成形模具和注塑模具的相关性最高。值得注意的是，在过去的十年中，车削和磨削在生产中已经失去了重要性，尽管车削平均运行时间增加了22.9%，磨削的平均运行时间保持不变。这可以从生产份额的下降看出（车削11.9%，磨削14.1%）。一个原因是现代五轴高速铣削的技术可以生产出精致的最终轮廓，因此精加工是多余的。

（5）试模。在过去几年中，试模在模具行业中越来越重要。这一点可以从模具制造所需的试模设备的平均数量从2004年的2.1%增加到2017年的3.6%得到证明。更高的试模能力的必要性说明了这一过程步骤的重要性。试模流程的质量对模具的交付周期有着重要的影响，因为试模周期占总交付周期的比例很高，而且很难提前计划。试模部门的能力是否足够影响交货周期的优化？由于广泛的模拟，未来可能会减少必要的试运行循环的数量。第一个小的成功已经可以实现。然而，纵观整个模具行业，在过去十年中，所需的试模循环的数量变化不大。因此，这方面存在很大的优化潜力。

六、总结和展望

1.工业

德国是世界上最大的经济体之一，需要成功应对未来的几种不同趋势，以巩固自己的地位。德国在模具行业的关键作用也可见一斑：德国是欧洲生产模具最多的国家，其中约40.0%出口到国外。德国的模具制造集聚区主要在德国南部和西部。

2.产品

德国模具公司高度专注某一模具种类，导致高度专业化。各模具类型根据尺寸、重量进行区分。德国模具的另一个特点是表面质量高。无论模具大小，其光洁度通常在1μm以下。高质量也体现在价格上，无论是冲压模具还是注塑模具，其平均价格都明显高于中国模具。这种价格差异不能仅仅用更高的质量来证明，这就是为什么许多模具公司，越来越多地提供各种服务的原因。

3.流程

德国模具的特点是成功掌握了整个模具生产流程。特别是，低循环时间和高遵守生产计划是德国模具行业典型的关键性能指标。德国模具公司对模具的开发和设计给予了特别的重视，负责开发和设计的员工比例相对较高。此外，在生产中注重计划和工作准备，突出其重要性。此外，德国模具使用的制造技术较多。

4.资源

模具行业员工平均年龄几年来持续上升，目前为39.4岁，这意味着将有更多的员工因退休而离开。与此同时，模具行业的受培训人数正在减少。因此，德国模具公司需要实施系统的知识转移，以防技术损失。低流动性导致的公司隶属度的提高对行业来说是积极的。在技术方面，德国模具公司拥有非常先进、创新和现代化的机器设备。这可以从铣削和电火花加工的核心技术创新来解释。德国模具工业的工艺世界领先。德国模具公司以其高品质的产品、高效的工艺和强大的资源而著称。为了确保企业在长期内，特别是在国际竞争中的地位保障，德国模具公司需要与时俱进。特别是，数字化和“工业4.0”为进一步挖掘潜力提供了巨大的可能性。“停滞不前意味着落后”，德国模具公司需要在各个环节上进行系统的改进，才能持续保持相对于竞争对手的竞争优势。