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【前沿技術(shù)】數(shù)字化技術(shù)在模壓成型制造領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用

2023-10-12 08:36:59來(lái)源：伊之密 閱讀量：106 評(píng)論

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導(dǎo)讀：之密股份有限公司中央研究院首席架構(gòu)師張燕飛先生帶來(lái)《數(shù)字化技術(shù)在模壓成型制造領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用》，從智能控制技術(shù)、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、工藝智能優(yōu)化以及制造運(yùn)營(yíng)管理等四個(gè)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，跟大家做一個(gè)分享。

　　隨著數(shù)字化在各行各業(yè)的發(fā)展和應(yīng)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(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)原董事長(zhǎng)王建宙先生曾說(shuō)過(guò)：“數(shù)字化是將各種復(fù)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(yīng)的數(shù)字化模型，轉(zhuǎn)變?yōu)槎M(jìn)制代碼，其精髓在于，無(wú)論多么復(fù)雜的問(wèn)題，它都能將其變成0和1組成的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)處理，使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。”
 
　　1997年，由IBM開(kāi)發(fā)的深藍(lán)計(jì)算機(jī)戰(zhàn)勝了國(guó)際象棋大師；2016年，由谷歌公司開(kāi)發(fā)的人工智能?chē)逵?jì)算機(jī)“阿爾法狗”在與國(guó)際圍棋大師對(duì)決中勝出；再到2022年，ChatGPT4的橫空出世，它是以AI為核心驅(qū)動(dòng)力的數(shù)字化技術(shù)，在語(yǔ)言、數(shù)學(xué)、藝術(shù)、法律，甚至心理學(xué)領(lǐng)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(shù)在解決越來(lái)越多的現(xiàn)實(shí)世界復(fù)雜問(wèn)題，伊之密股份有限公司中央研究院首席架構(gòu)師張燕飛先生帶來(lái)《數(shù)字化技術(shù)在模壓成型制造領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用》，從智能控制技術(shù)、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、工藝智能優(yōu)化以及制造運(yùn)營(yíng)管理等四個(gè)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，跟大家做一個(gè)分享。
 
　　
       首先，在智能控制技術(shù)領(lǐng)域，用AI的算法全面給傳感器技術(shù)、伺服控制技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)賦能，特別是在模具、溫度、油的溫度、自動(dòng)化模具，以及流量控制等智能控制技術(shù)領(lǐng)域，給設(shè)備插上智能化的翅膀，讓設(shè)備真正升級(jí)為智能化的設(shè)備。
 
　　
       例如：智能鎖模力，已經(jīng)在部分機(jī)型上實(shí)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(shù)，借助鎖模力在線優(yōu)化算法，以及鎖模力實(shí)時(shí)平衡檢測(cè)技術(shù)，給生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者帶來(lái)的收益是，減少設(shè)備和模具的損壞，延長(zhǎng)機(jī)器的壽命，同時(shí)智能化的鎖模力管理可以降低設(shè)備的能耗。再比如：智能開(kāi)模技術(shù)，智能化的開(kāi)模位置設(shè)置，一定程度上縮短時(shí)間，可以提高效率，這是控制領(lǐng)域。
 
　　其次是設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)，其核心在于對(duì)設(shè)備關(guān)鍵性能參數(shù)趨勢(shì)進(jìn)行跟蹤，建立性能參數(shù)趨勢(shì)與設(shè)備故障之間的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模型評(píng)估設(shè)備健康狀況，如對(duì)關(guān)鍵零部件做壽命預(yù)測(cè)，評(píng)估關(guān)鍵零部件的殘余壽命，給出設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)建議，從而進(jìn)行設(shè)備的健康管理。
 
　　例如：對(duì)設(shè)備液壓油的監(jiān)測(cè)，如果把機(jī)器比作人，機(jī)器的泵相當(dāng)于人的心臟，油相當(dāng)于人的血液，通過(guò)監(jiān)測(cè)油中的水分和雜質(zhì)，來(lái)預(yù)測(cè)機(jī)器的磨損狀態(tài)和程度，預(yù)測(cè)最佳的換油時(shí)間。同樣的原理，也可以用在模壓裝備的關(guān)鍵零部件的壽命預(yù)測(cè)上，例如：注塑機(jī)的螺桿等。
 
　　作為設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)的輔助技術(shù)，可以借助一些遠(yuǎn)程協(xié)同、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提升設(shè)備運(yùn)維服務(wù)的效率。例如：在機(jī)器遇到故障時(shí)，設(shè)備維修員使用遠(yuǎn)程協(xié)助的功能發(fā)起請(qǐng)求，這個(gè)請(qǐng)求就會(huì)發(fā)送到伊之密總部客服中心專家，雙方可以建立會(huì)話的通道，借助先進(jìn)的AR技術(shù)，通過(guò)AR的空間靜態(tài)標(biāo)志物實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同，專家和遠(yuǎn)端的設(shè)備操作員對(duì)零部件、器件進(jìn)行檢修，聯(lián)合設(shè)備故障的處理，在此基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和協(xié)同。
 
　　再來(lái)看工藝智能優(yōu)化技術(shù)，在這個(gè)領(lǐng)域有基于數(shù)字化技術(shù)的工藝仿真技術(shù)、在線品質(zhì)診斷與自優(yōu)化參數(shù)控制技術(shù)以及工藝調(diào)機(jī)助手等方向。涉及到這個(gè)話題，人們常會(huì)聯(lián)想到海量大數(shù)據(jù)，但在實(shí)踐過(guò)程中，并非所有問(wèn)題都需要大量數(shù)據(jù)，這時(shí)可以借助先驗(yàn)的工藝知識(shí)，來(lái)收斂問(wèn)題范圍，從而在小樣本數(shù)據(jù)集上，達(dá)到良好的應(yīng)用效果。
 
　　
       舉個(gè)例子，近幾年一體化壓鑄零部件的設(shè)計(jì)和制造，較先前壓鑄件更加復(fù)雜和困難，在沒(méi)有足夠多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐的情況下， 基于CAE仿真的先驗(yàn)知識(shí)具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。
 
　　又例如：在線品質(zhì)診斷技術(shù)是通過(guò)算法分析成型過(guò)程的工藝參數(shù)，來(lái)預(yù)測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的歷史成型參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)學(xué)分析，找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)因素，再建立成型參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型，來(lái)預(yù)測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量，這個(gè)過(guò)程中同樣可以借助先驗(yàn)的工藝知識(shí)，來(lái)收斂質(zhì)量影響因素的范圍。
 
　　最后是制造運(yùn)營(yíng)管理，前面介紹了智能控制技術(shù)、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)以及工藝智能優(yōu)化，這三個(gè)技術(shù)可以說(shuō)是智能制造技術(shù)的細(xì)分領(lǐng)域，但最終需要數(shù)字化系統(tǒng)，通過(guò)將智能化系統(tǒng)、數(shù)字化流程工具固化在系統(tǒng)里面，實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的管理模式、決策模式、企業(yè)經(jīng)營(yíng)模式的變革。在此基礎(chǔ)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(wù)信息化，賦能運(yùn)營(yíng)的數(shù)字化和智能化。
 
　　
       制造運(yùn)營(yíng)的數(shù)字化和智能化，要主要關(guān)注兩點(diǎn)，一是對(duì)市場(chǎng)和訂單的預(yù)測(cè)；二是對(duì)企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)要素約束下，對(duì)交期的預(yù)測(cè)，兩個(gè)預(yù)測(cè)建立在對(duì)制造運(yùn)營(yíng)信息化和數(shù)字化的基礎(chǔ)上，能夠很好體現(xiàn)數(shù)字化的價(jià)值。
 
　　因此，數(shù)字化融入了更多自動(dòng)化、智能化的操作，借助遠(yuǎn)程協(xié)同與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)少人化，甚至無(wú)人化。數(shù)字化比信息化更加深刻，它對(duì)員工提出更高素質(zhì)要求的同時(shí)，也要求企業(yè)用數(shù)字化技術(shù)去改變經(jīng)營(yíng)模式，包括營(yíng)銷、研發(fā)、制造到管理和決策等，努力將數(shù)字化技術(shù)整合到業(yè)務(wù)的所有領(lǐng)域，從根本上改變企業(yè)的運(yùn)營(yíng)方式并向客戶傳遞價(jià)值。
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