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【前沿技术】数字化技术在模压成型制造领域的创新应用

2023-10-12 13:50:41547
来源:伊之密
  随着数字化在各行各业的发展和应用,数字化已经成为了世界性的潮流。什么是数字化?数字化的本质是什么?
 
  中国移动通信集团原董事长王建宙先生曾说过:“数字化是将各种复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再把这些数字、数据建立起相应的数字化模型,转变为二进制代码,其精髓在于,无论多么复杂的问题,它都能将其变成0和1组成的二进制数字来处理,使复杂的问题简单化。”
 
  1997年,由IBM开发的深蓝计算机战胜了国际象棋大师;2016年,由谷歌公司开发的人工智能围棋计算机“阿尔法狗”在与国际围棋大师对决中胜出;再到2022年,ChatGPT4的横空出世,它是以AI为核心驱动力的数字化技术,在语言、数学、艺术、法律,甚至心理学领域都已经具备了像人一样的通用智能的能力。
 
  数字化技术在解决越来越多的现实世界复杂问题,伊之密股份有限公司中央研究院首席架构师张燕飞先生带来《数字化技术在模压成型制造领域的创新应用》,从智能控制技术、设备预测性维护、工艺智能优化以及制造运营管理等四个数字化技术的应用场景,跟大家做一个分享。
 
 
  首先,在智能控制技术领域,用AI的算法全面给传感器技术、伺服控制技术以及物联网通讯技术赋能,特别是在模具、温度、油的温度、自动化模具,以及流量控制等智能控制技术领域,给设备插上智能化的翅膀,让设备真正升级为智能化的设备。
 
 
  例如:智能锁模力,已经在部分机型上实现了部分智能锁模力的控制,它改变了以前线性单一的控制技术,借助锁模力在线优化算法,以及锁模力实时平衡检测技术,给生产经营者带来的收益是,减少设备和模具的损坏,延长机器的寿命,同时智能化的锁模力管理可以降低设备的能耗。再比如:智能开模技术,智能化的开模位置设置,一定程度上缩短时间,可以提高效率,这是控制领域。
 
  其次是设备预测性维护,其核心在于对设备关键性能参数趋势进行跟踪,建立性能参数趋势与设备故障之间的数学模型,通过模型评估设备健康状况,如对关键零部件做寿命预测,评估关键零部件的残余寿命,给出设备的预测性维护建议,从而进行设备的健康管理。
 
  例如:对设备液压油的监测,如果把机器比作人,机器的泵相当于人的心脏,油相当于人的血液,通过监测油中的水分和杂质,来预测机器的磨损状态和程度,预测最佳的换油时间。同样的原理,也可以用在模压装备的关键零部件的寿命预测上,例如:注塑机的螺杆等。
 
  作为设备预测性维护的辅助技术,可以借助一些远程协同、虚拟现实技术,提升设备运维服务的效率。例如:在机器遇到故障时,设备维修员使用远程协助的功能发起请求,这个请求就会发送到伊之密总部客服中心专家,双方可以建立会话的通道,借助先进的AR技术,通过AR的空间静态标志物实现远程协同,专家和远端的设备操作员对零部件、器件进行检修,联合设备故障的处理,在此基础上可以实现远程诊断和协同。
 
  再来看工艺智能优化技术,在这个领域有基于数字化技术的工艺仿真技术、在线品质诊断与自优化参数控制技术以及工艺调机助手等方向。涉及到这个话题,人们常会联想到海量大数据,但在实践过程中,并非所有问题都需要大量数据,这时可以借助先验的工艺知识,来收敛问题范围,从而在小样本数据集上,达到良好的应用效果。
 
 
  举个例子,近几年一体化压铸零部件的设计和制造,较先前压铸件更加复杂和困难,在没有足够多的试验数据支撑的情况下, 基于CAE仿真的先验知识具有不可替代的优势。
 
  又例如:在线品质诊断技术是通过算法分析成型过程的工艺参数,来预测产品的质量,通过对产品的历史成型参数与产品质量的数学分析,找出影响产品质量的相关因素,再建立成型参数与产品质量的数学模型,来预测产品的质量,这个过程中同样可以借助先验的工艺知识,来收敛质量影响因素的范围。
 
  最后是制造运营管理,前面介绍了智能控制技术、设备预测性维护以及工艺智能优化,这三个技术可以说是智能制造技术的细分领域,但最终需要数字化系统,通过将智能化系统、数字化流程工具固化在系统里面,实现一个新的管理模式、决策模式、企业经营模式的变革。在此基础上,以MES为核心系统,横向连接PLM、APS、WMS、EAM等,纵向打通IT和OT,将制造业务信息化,赋能运营的数字化和智能化。
 
  制造运营的数字化和智能化,要主要关注两点,一是对市场和订单的预测;二是对企业现有生产要素约束下,对交期的预测,两个预测建立在对制造运营信息化和数字化的基础上,能够很好体现数字化的价值。
 
  因此,数字化融入了更多自动化、智能化的操作,借助远程协同与虚拟现实技术,实现少人化,甚至无人化。数字化比信息化更加深刻,它对员工提出更高素质要求的同时,也要求企业用数字化技术去改变经营模式,包括营销、研发、制造到管理和决策等,努力将数字化技术整合到业务的所有领域,从根本上改变企业的运营方式并向客户传递价值。

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