1中國模具制造業的發展現狀
1.1我國模具產業的發展歷史
新中國建國初期國家意識到我國模具制造的技術薄弱，經過國家有關部門的考量，我國甄選了一批*人才去美國學習冷沖模和塑料模具設計和制造技術，并訂購了一批模具加工制造的關鍵設備，用于后續國內模具的設計和制造。當上海、天津等省份恢復機電工業生產后開始制造了一些簡單的沖壓模具和塑料模具，也開始向蘇聯、德國學習模具設計和制造技術。開始在一汽長春建立中國*沖壓模具車間，隨著國家一百多個重點項目的開工，國家陸續派人去其他國家學習模具設計和制造技術。也開始在哈爾濱建立短期模具設計制造培訓班，后面陸續建立了模具制造工廠，為了適應我國模具產業的發展，還頒布了一些模具標準，冷沖模零部件標準和結構標準，上世紀80年代還先后成立了全國模具標準化技術委員會中和國模具工業協會，1987年模具*被列入機電產品目錄。
目前我們的模具產業還是主要以冷沖模、注塑模、壓鑄模、冷鐓模為主，覆蓋機械、汽車、電子電器、航空航天、醫療器械、國防科技、建筑、化工等與生產生活息息相關的產業。模具產業的高速發展很大程度上提高了國人的生活水平和國家的經濟發展水平。
1.2模具的分類
我國自2001年加入世界貿易組織后，模具制造業也迎來了飛速的發展和潛在機遇。模具有著“工業之母”的稱號，是用來成型產品的工具，模具作為成型生產工具，使得生產出來的產品有“一模一樣”的特性。
模具按照成型的材料不一樣可分為五金模具、塑料模具、其他特殊模具等。
1.3目前中國模具行業總產值
近年來，我國模具工業發生了巨大的變化。據統計，2021年我國模具制造行業工業總產值達約3959億元，較2020年增長約175.9億元；工業銷售產值約3698.3億元，較2020年增長約158億元，總體來講呈上升趨勢，模具行業的發展也被人越來越重視，模具行業的發展也代表著一個國家工業發展水平。
1.4 目前中國模具制造行業產銷率
統計研究發現2015-2021年我國模具制造行業生產和銷售率保持在95%左右，但近兩年有小幅下滑，2021年我國模具制造行業產銷率為93.39%，較2020年下降了0.17個百分點。
近幾年受中美貿易戰、疫情等國內外經濟形勢的影響產銷率有所下降，如何提高產銷率是這些年模具產品該思考的問題，如何提升模具及模具產品的制造產能；如何讓模具生產和產品生產更加高效，高質量的生產；如何讓國內的模具產業跟國外的優質模具競爭，這是未來中國模具產業努力的方向。
1.5 中國模具制造行業盈利能力情況
近些年我國模具制造行業盈利能力逐步提升，2021年，我國模具制造行業資產收益率從2015年的7.58%增長至9.55%，銷售利潤率從2015年的6.53%增長至8.41%；預計2022年我國資產收益率為9.46%，銷售利潤率為8.57%。
在消費升級和制造業升級的雙向升級的趨勢下,各行各業的產品對模具的要求都非常高。模具制造的技術和質量都非常重要，是智能制造取勝的關鍵,我國的模具企業必須在產品技術更高層次基礎上做出努力和突破,加大研發的力度和資金的投入,提高模具技術水平和產出,使得模具產品向著高精度、高效益、高智能化、新型化、高效突破,從而滿足制造業“智能制造”的新要求。
1.6 中國模具產業發展的不足
據不完全統計情況來看,國內模具企業多數的規模都不大,人數一般不超過200~300 人,年產值低于1億元人民幣。絕大部分模具廠家以生產中、小型模具為主,都能滿足國內市場的需求。模具加工的設備和精度不夠，以及設計理念不夠先進，與國外的模具加工相比, 我國的模具壽命也只達國內模具的一半左右。模具的價值也只達到國外的1/2~1/3。這里面涉及到模具材料、模具熱處理、模具設計、模具加工、模具組裝調試、模具維護保養等技術。
中國、美國、日本、德國、韓國和意大利為全球主要的模具的6大國家。據統計2018年底,全球模具市場規模已達1.8 萬億元。中國模具產業近十年來以年均15% 的速度增長,是國內 GDP 增值速度的兩倍。目前,我國模具產業已建立起了模具技術研發機構、模具生產和供應鏈體系在內的相對完整模具工業體系,產業規模和技術水平都有著很好的發展前景,模具產值已經位居世界首位，超過其他發達國家。目前，我國模具制造業還存在許多不足，難以提升其生產效率與質量，模具制造業的經濟效益很難提高。主要表現在以下幾點：
*，模具生產總額都在穩步提升，但模具制造經濟效益提升卻很慢。當下，我國模具生產制造過程中還存在生產成本迅速增長的問題，一方面，人力成本不斷增加，原材料材料成本上漲。另一方面，模具的標準化程度不高，單一性很強，難以達到標準化生產，都是小批量生產，整體的生產效益提不上來，難以提升模具制造業的經濟效益，無法集中控制模具的制造效益，也難以達到良好的發展效果。
第二，我國模具進口的不是很多，相比出口，出口的模具要比進口多。我國模具進口和出口不均衡，很難提升我國模具貿易出口經濟效益，另外我國模具大部分都是以滿足自身生產需求為目的，輔助企業產品的生產，專業制造模具的企業不多。另外，國外對我國的一些技術封鎖也是模具進口少于出口的原因之一。
第三，我國模具的使用壽命相比國外模具工業發達國家較低，雖然相關技術人員已研究出一些新的模具制造方式，但是還是存在很多不足之處，影響著我模具制造業的經濟效益，也難以提升模具制造業的競爭能力[1] 。目前受設計理念、原材料、熱處理工藝穩定性、加工工藝穩定性、模具制造設備精度、生產設備精度影響、后期模具維護保養影響，模具的整體使用壽命相對模具技術發達國家較短，模具壽命相對較短的話也影響了企業的整體生產效率。使得產品生產過程中模具及易損配件的更換頻率增高，產品的質量不夠穩定，生產成本也會上升。
第四，這些年我國模具行業在結構調整方面已取得比較理想的成績，特別是在企業的組織結構、產品與技術結構等方面都已呈現出合理化方向發展。為了實現全面提升模具制造水平，部分企業增加了很多精度和穩定性高的設備，從*早的普通車床、銑床，到現在的數控車床、銑床。從線切割快走絲、中走絲到現在的加工精度高的慢走絲、電火花等。隨著模具企業的不斷發展，這些先進的制造設備也在不斷的升級裝備企業，使得模具制造的效率不斷的提升加強。另外，由于我國模具設計制造業起步晚、發展較慢，產品發展開發的創新性十分有限。
這些年依托汽車零部件制造的國產化，國內外合資車企的落地，汽車模具產業有了飛速的發展。美國、德國、日本這些早期的汽車品牌與中國車企的合資，被迫引進一些國外的生產線和模具技術，一些高精密或者大噸位的模具制造技術有了高速發展。這些汽車零部件的國產化帶動了相關模具產業的發展。模具制造業水平的提高有利于提高地區經濟的發展，有利于人民生活成本的降低，有利于人民生活水平提高，使得人民的生活越來越便捷。
第五，模具行業專業技術人員短缺，體現在模具生產制造技術人員，調機調試人員，設計人員短缺。隨著我國出生率的下降，人口老齡化的加劇，越來越多的年輕人不愿意從事勞動強度大的模具制造行業。模具制造行業的普遍現象，工作時間長，工作環境差，機械自動化程度不高，工作負荷高，工資水平地區差異很大。根據上述問題的分析，中國模具生產結構和人員結構還需要進一步調整，相關技術人員必須轉變中國模具的制造方式，提升模具制造質量與制作工藝水平，提高其經濟效益，以達到良好的生產體系，才能提高中國模具制造業的競爭能力 。
2 中國模具制造業的發展趨勢
在我國模具制造業發展過程中，模具制造業依賴于高素質人才、高精密機器設備、標準化管理，配件標準化，模具制造技術逐步創新發展。隨著新設備、新工藝、新的管理方法的引入，我國的模具使用壽命需要往高壽命、高精密、高附加值的方向發展。還需要依靠不斷進步的模具制造技術制造出更多大型、精密的模具，逐步提升中國模具制造業的水平，擺脫現有模具制造業的技術瓶頸。
2.1 模具結構和精度的優化技術
在我國模具制造過程中，很多模具制造企業在實際發展過程中，會利用相關制造技術生產出大型、精密與復雜的模具，這些模具在實際生產使用過程中，使用壽命會較長。模具制造業也會利用一模多腔的生產技術制造，并且針對模具制造精度的要求，精準的控制模具的制造精度，可以將其精度控制在2μm以內，同時，相關技術人員可以計算出模具加工的精度差，保證可提高模具精度控制效率，達到相關控制效果[3] 。
合理的模具結構和精度將大大提升產品的質量和生產效率，有利于提升模具制造業的技術水平和產品附加值，更有利于增強企業產品的競爭力。以沖壓模具結構和精度優化技術做分析，主要表現在如下幾個方面。
首先，模具設計時考慮結構的優化，考慮快速換模，一旦確定適用的沖壓設備后，設計工程師根據沖床的上下臺面定位位置設計好模具固訂的定位槽或者定位孔，以便于快速上下模和模具的固定調試。模塊化的設計理念應用，越來越多復雜的連續模具都采用模塊化設計方式，根據排樣工序多少不一樣，把級進模分成多個部分設計、加工、組裝，這樣有利于加工、組裝和后期的維修更換。一旦某一單元塊需要調試維修和更換的話可以直接拆卸有問題的模塊進行維修更換，這樣有利于降低維修保養成本，也有利于提升維修效率。另外，各種凸、凹模的鑲塊設計近些年也很為常見，把凸、凹模的形狀設計成鑲塊。
其次，工業機械手的使用也迫使模具結構同機械手配合，這一塊在模具設計前期也要提前考慮機械手和模具之前的配合協調，好的配合能提升沖壓操作的安全和生產效率及產品質量的穩定性。這里面還有涉及到一些誤送檢知裝置的配合，誤送檢測裝置分為機械式和光電式的。機械式的是通過監測沖壓材料是否有誤送導致導正釘未導入到材料定位孔，導正釘被材料擠壓導致誤送檢知銷觸碰到誤送檢知開關急停。另外一種是通過紅外光柵檢知產品或者廢料有沒有送到位來判斷送料有沒有到位，一旦產品或者料帶錯位就會觸碰光柵急停，防止料帶或者產品壓壞模具。
*后，精度的優化格外重要，目前精度優化可以通過模具設計時計算合格的配合間隙來提升模具的精度和壽命。加工設備工藝的選用尤為重要，涉及到配合間隙加工的線切割、CNC等加工設備，線切割設備分為快走絲、中走絲、慢走絲，加工成本和加工精度由低到高。隨著市場要求越來越高，高精密的設備越來越受企業關注。企業會根據產品的預期壽命或者產品精度來定義模具配件的加工工藝，一般汽車配件、醫療器械等精密機器和設備上的沖壓件的模具加工精度都要求很高。
2.2 CAD、CAE技術的應用
在我國模具制造業實際的生產過程中，技術人員都非常重視 CAD 與 CAE 技術的應用，保證提高模具制造的質量和效率，從根本上提升技術的應用價值，少走彎路，縮短我們的開發時間。首先，技術人員要利用 CAD 技術建立三維模型，模擬相關的加工裝配過程。同時，相關技術人員還要利用數值模擬方式預測產品的成形流程，如塑料模具設計3D軟件Pro-E,從二維草圖到三維建模，選定產品材質等相關加工參數，結合實際經驗模擬注塑成型，通過模擬注塑成型得出設計理念是否可行，是否需要繼續優化。這樣可以少走彎路，加快我們模具開發的時間，確保一次合格率和模具的準時交付率。還有些市面上常見的三維軟件，如UG、CATIA、SolidWorks等。其次，在應用 CAE 技術過程中，相關技術人員必須從一體化的角度分析，形成集成化與三維化的發展趨勢，在將 CAD 與CAE技術結合在一起后，充分發揮各單元的技術作用，提升我們模具設計制造的準確性。*后，中國模具制造業還會應用 MSC 等高端的輔助設計制造軟件等開展技術工作，在實際應用過程中，對技術人員進行技術的推廣與培訓，使其全面掌握相關技能，進而提高技術的應用效率。
2.3 新型技術結構在模具中的應用價值分析
冷成型模具近些年也在高速發展，隨著長三角、珠三角的汽車產業的帶動，很多汽車的緊固件螺栓螺母、底盤異形件、原本的機加工件都在用冷鐓成型技術實現。隨著3D仿真模擬技術的成熟，DFORM技術在零件模擬上起到很大作用，尤其是相對復雜的零件，通過DFORM軟件對原材料、成型步驟的提前設定，仿真模擬零件成型過程，從而分析零件成型是否有問題，通過不斷的調整成型參數或者工步來實現零件的生產。在這種技術成熟的前提下，原本很多通過機加工實現的產品都可以用冷鐓技術實現加工，或者用冷鐓生產，機加工輔助生產加工的方式實現產品。產品通過冷鐓硬化，材料的密度增加，硬度得到提升，更有利于產品的機械性能的提升。目前使用到的零件成型機有64S、84S、106L、206L、306L等冷鐓設備,這些設備覆蓋了大大小小的緊固件和其他汽車等其他工業的零件生產，這些設備由原來的依賴進口，也逐步在國產化。工業的發展會帶動產業技術的發展和產業結構的調整。
2.4 模具標準件的使用有利于提升模具制造效率
拿沖壓模具來分析，沖壓模具設計借助強大的外掛軟件，能夠快速的分析產品的展開尺寸、重量、面積、沖裁力、沖壓噸位，自動對產品的排樣進行優化，還有搭邊的選擇。外掛軟件內容豐富，能自動分模，自動分層出各個模板。還有標準配件庫，可以從標準配件庫里面調取合適的配件并能快速出圖，大大節省了設計工作量和時間。目前采用一系列標準件如：模架、螺栓、螺塞、彈簧、導柱、導套、兩用銷、標準T沖、A沖、凸凹模、誤送檢知器等等，這些標準件大大縮短了模具的開發時間，方便后續調試、維修、保養，提高了沖壓產品的開發成功率。隨著沖壓模具模塊化設計和生產，后期的維修保養效率也會越來越高。隨著企業產業結構的不斷優化，模具生產制造將不在依賴于外部供應鏈，很多沖壓件產品企業都具備了模具自我設計和制造的能力，核心模具技術都掌握在企業自己手里，受外界的影響將會逐步變小。隨著機械手的快速普及，越來越多的機械手替代了人工，有利于緩解人力資源緊張壓力和企業成本，也有利于降低工傷事故的發生，這樣生產的產品質量穩定性會更好。機械手很大一部分也優化了沖壓產品的工序，如落料出來的產品可利用機械手直接送到下一工位成型折彎，再到下一工序去毛刺攻牙，再到防銹清洗全檢包裝，整個工序得到了優化，生產效率得到了大幅提升。產品的競爭力也在逐步增強，產品的附加值也在提升。這也是為什么我們很多企業都在大力發展機械手和工業機器人的原因。隨著市場的競爭越來越強，企業里面都在尋找降本增效的方案，產業結構提升，迫使著原有的簡單效率低下的模具和產品被市場淘汰。
目前高精密的模具配件制造技術大部分掌握在日本、德國、中國臺灣企業手里，他們借助高精密的制造設備，精準檢測儀器和工人過硬的技術占領著高端市場。模具標準件配件市場也是我們產品升級的關鍵，隨著模具制造模塊化程度越來越高，配件的標準化程度也會越來越高有利于提升模具的制造效率。
2.5 3D打印模具制造技術的應用
隨著3D打印技術的不斷成熟和優化，越來越多的模具或者模具配件都可以通過3D打印技術實現，可以通過3D打印出塑料模型原型，再結合不同的工藝要求和參數進行1:1復制。再就是通過3D打印技術，打印我們需要設計的產品，模擬裝配，看是否適用。這樣可以減少我們前期大量的開模試驗時間，一旦確認3D打印零件能夠滿足設計要求時，再開始開發制造模具，避免走彎路，耗費巨額費用。
2.6 我國模具設計和模具制造專業人才的發展
我國近年以來模具行業發展很快，據統計2021年我國模具制造行業工業總產值達到3959.93億元較2020年增長175.89億元，模具行業從業人員超過50萬，面對增長和人員的流失，從事模具制造技術的人才越來越少。目前從事模具制造業專業人才主要來源于兩大塊，*，學徒制，社會培訓機構培養和企業自行培養的方式，基礎薄弱，專業性相對比較差。但目標性強，適應能力強，人才流失小，工資待遇相比院校人才會相差很大。第二，專業院校培養，目前院校培養分為三類，一類是中等職業技術學院，一般會向企業定向培養一些動手能力強，操作模具制造設備的一線模具制造技術人員。另外一類是高等職業技術學院培養的國家技能型緊缺型人才，如數控編程、模具設計制造工程師。第三類高等院校模具理論研究人才，主要從事模具設計和制造新技術的開發等。
依托社會培養和院校培養的優勢，這些年都在不斷的向企業輸送模具設計和制造人才，在這其中也存在很多的問題和不足，從一下幾個方面進行論述。
2.6.1 教材理論知識應該與企業實際需求相結合
現有教學的理論知識、軟件和硬件更新太慢，很多書籍還是十多年前編纂的，隨著模具設計和制造技術的更新發展，原有的理論知識已經跟不上企業實際的發展，理論和生產實踐脫節。原有的書本理論知識應該隨著模具技術的發展不斷的更新，才能不讓理論和實踐脫節。需要增加更多的社會企業實踐課程，學習更多的實用課程。更新學校的軟件和硬件設施設備，切實做到產、學、研相結合，促進模具制造產業的發展。在此過程中也需要加強職業教育的改革和發展。做到理論知識不斷更新迭代，理論與實際相結合，師資力量不斷提升壯大，硬件設施跟上企業發展方向。
2.6.2模具制造產業人才短缺
現實社會中從院校畢業的一些學生很難在模具制造業中長期發展，目前國內的制造業普遍工作時間長、工作環境差、工作乏味、工資水平不高、工作強度大等影響，模具制造業也相差無異，一般學生從學校畢業3~5年后會陸續改行，造成模具制造業人才斷層，企業用工困難。模具專業技術人才是模具產業發展的基石，在這種情況下模具產業的發展也會受阻。
受這種大環境的影響很多模具行業從業人員都會慢慢的轉行到其他行業，使得模具制造行業招人難，企業發展和模具技術的發展也受到一定的影響。未來我國需要探索出一條適合我國工業發展特色的人才培養道路。加強職業教育的改革和社會用工大環境的改善。
2.6.3 學校、企業、政府激勵制度需要逐步完善
鼓勵、學校、企業、政府建立緊缺人才的激勵制度，把模具制造產業相關重要崗位和人才納入國家職業技能等級考核機制，鼓勵專業人才參與職業技能考核，持證上崗。政府出臺鼓勵政策，資金補助，培養并留住更多的模具專業人才。企業與學校加強合作，提高模具制造專業人才的工資待遇、住房待遇、工作環境等。讓模具制造人才真正做到學以致用，努力確保專業人才不流失。為企業留住更多人才，鼓勵培養模具制造專業人才的匠心精神，扎根企業，為中國模具產業制造和國民經濟發展貢獻力量。
在目前中國模具制造業實際發展的過程中，還面臨很多的問題。隨著工業4.0的發展，我國模具制造業須盡快提高各方面的能力水平，模具快速的和工業機器人配合完成模具和產品制造業發展。不管是從國家方針政策，還是政府激勵，還是企業就業環境和人才的培養、設計制造能力、加工工藝、加工設備相等方面縮小與世界先進技術水平的差距。在科學發展觀的指導下，不斷提高自主開發能力，重視創新改革，探索走出一條產、學、研一體化的人才培養模式，走適合中國模具制造業發展的新型工業化道路，提高中國模具制造效益，更好的服務我國的智能制造的發展。
