【前沿技術】數(shù)字化技術在模壓成型制造領域的創(chuàng)新應用

2023-10-12 13:50:41伊之密閱讀量：630      我要評論

　　隨著數(shù)字化在各行各業(yè)的發(fā)展和應用，數(shù)字化已經(jīng)成為了世界性的潮流。什么是數(shù)字化？數(shù)字化的本質(zhì)是什么？

　　中國移動通信集團原董事長王建宙先生曾說過：“數(shù)字化是將各種復雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再把這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起相應的數(shù)字化模型，轉(zhuǎn)變?yōu)槎M制代碼，其精髓在于，無論多么復雜的問題，它都能將其變成0和1組成的二進制數(shù)字來處理，使復雜的問題簡單化。”

　　1997年，由IBM開發(fā)的深藍計算機戰(zhàn)勝了國際象棋大師；2016年，由谷歌公司開發(fā)的人工智能圍棋計算機“阿爾法狗”在與國際圍棋大師對決中勝出；再到2022年，ChatGPT4的橫空出世，它是以AI為核心驅(qū)動力的數(shù)字化技術，在語言、數(shù)學、藝術、法律，甚至心理學領域都已經(jīng)具備了像人一樣的通用智能的能力。

　　數(shù)字化技術在解決越來越多的現(xiàn)實世界復雜問題，伊之密股份有限公司中央研究院首席架構師張燕飛先生帶來《數(shù)字化技術在模壓成型制造領域的創(chuàng)新應用》，從智能控制技術、設備預測性維護、工藝智能優(yōu)化以及制造運營管理等四個數(shù)字化技術的應用場景，跟大家做一個分享。

　　首先，在智能控制技術領域，用AI的算法全面給傳感器技術、伺服控制技術以及物聯(lián)網(wǎng)通訊技術賦能，特別是在模具、溫度、油的溫度、自動化模具，以及流量控制等智能控制技術領域，給設備插上智能化的翅膀，讓設備真正升級為智能化的設備。

　　例如：智能鎖模力，已經(jīng)在部分機型上實現(xiàn)了部分智能鎖模力的控制，它改變了以前線性單一的控制技術，借助鎖模力在線優(yōu)化算法，以及鎖模力實時平衡檢測技術，給生產(chǎn)經(jīng)營者帶來的收益是，減少設備和模具的損壞，延長機器的壽命，同時智能化的鎖模力管理可以降低設備的能耗。再比如：智能開模技術，智能化的開模位置設置，一定程度上縮短時間，可以提高效率，這是控制領域。

　　其次是設備預測性維護，其核心在于對設備關鍵性能參數(shù)趨勢進行跟蹤，建立性能參數(shù)趨勢與設備故障之間的數(shù)學模型，通過模型評估設備健康狀況，如對關鍵零部件做壽命預測，評估關鍵零部件的殘余壽命，給出設備的預測性維護建議，從而進行設備的健康管理。

　　例如：對設備液壓油的監(jiān)測，如果把機器比作人，機器的泵相當于人的心臟，油相當于人的血液，通過監(jiān)測油中的水分和雜質(zhì)，來預測機器的磨損狀態(tài)和程度，預測最佳的換油時間。同樣的原理，也可以用在模壓裝備的關鍵零部件的壽命預測上，例如：注塑機的螺桿等。

　　作為設備預測性維護的輔助技術，可以借助一些遠程協(xié)同、虛擬現(xiàn)實技術，提升設備運維服務的效率。例如：在機器遇到故障時，設備維修員使用遠程協(xié)助的功能發(fā)起請求，這個請求就會發(fā)送到伊之密總部客服中心專家，雙方可以建立會話的通道，借助先進的AR技術，通過AR的空間靜態(tài)標志物實現(xiàn)遠程協(xié)同，專家和遠端的設備操作員對零部件、器件進行檢修，聯(lián)合設備故障的處理，在此基礎上可以實現(xiàn)遠程診斷和協(xié)同。

　　再來看工藝智能優(yōu)化技術，在這個領域有基于數(shù)字化技術的工藝仿真技術、在線品質(zhì)診斷與自優(yōu)化參數(shù)控制技術以及工藝調(diào)機助手等方向。涉及到這個話題，人們常會聯(lián)想到海量大數(shù)據(jù)，但在實踐過程中，并非所有問題都需要大量數(shù)據(jù)，這時可以借助先驗的工藝知識，來收斂問題范圍，從而在小樣本數(shù)據(jù)集上，達到良好的應用效果。

　　舉個例子，近幾年一體化壓鑄零部件的設計和制造，較先前壓鑄件更加復雜和困難，在沒有足夠多的試驗數(shù)據(jù)支撐的情況下，基于CAE仿真的先驗知識具有不可替代的優(yōu)勢。

　　又例如：在線品質(zhì)診斷技術是通過算法分析成型過程的工藝參數(shù)，來預測產(chǎn)品的質(zhì)量，通過對產(chǎn)品的歷史成型參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)學分析，找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的相關因素，再建立成型參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)學模型，來預測產(chǎn)品的質(zhì)量，這個過程中同樣可以借助先驗的工藝知識，來收斂質(zhì)量影響因素的范圍。

　　最后是制造運營管理，前面介紹了智能控制技術、設備預測性維護以及工藝智能優(yōu)化，這三個技術可以說是智能制造技術的細分領域，但最終需要數(shù)字化系統(tǒng)，通過將智能化系統(tǒng)、數(shù)字化流程工具固化在系統(tǒng)里面，實現(xiàn)一個新的管理模式、決策模式、企業(yè)經(jīng)營模式的變革。在此基礎上，以MES為核心系統(tǒng)，橫向連接PLM、APS、WMS、EAM等，縱向打通IT和OT，將制造業(yè)務信息化，賦能運營的數(shù)字化和智能化。

　　制造運營的數(shù)字化和智能化，要主要關注兩點，一是對市場和訂單的預測；二是對企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)要素約束下，對交期的預測，兩個預測建立在對制造運營信息化和數(shù)字化的基礎上，能夠很好體現(xiàn)數(shù)字化的價值。

　　因此，數(shù)字化融入了更多自動化、智能化的操作，借助遠程協(xié)同與虛擬現(xiàn)實技術，實現(xiàn)少人化，甚至無人化。數(shù)字化比信息化更加深刻，它對員工提出更高素質(zhì)要求的同時，也要求企業(yè)用數(shù)字化技術去改變經(jīng)營模式，包括營銷、研發(fā)、制造到管理和決策等，努力將數(shù)字化技術整合到業(yè)務的所有領域，從根本上改變企業(yè)的運營方式并向客戶傳遞價值。

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