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

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

中國移動(dòng)通信集團原董事長(cháng)王建宙先生曾說(shuō)過(guò)：“數字化是將各種復雜多變的信息轉變?yōu)榭梢远攘康臄底?、數據，再把這些數字、數據建立起相應的數字化模型，轉變?yōu)槎M(jìn)制代碼，其精髓在于，無(wú)論多么復雜的問(wèn)題，它都能將其變成0和1組成的二進(jìn)制數字來(lái)處理，使復雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化?！?/p>

1997年，由IBM開(kāi)發(fā)的深藍計算機戰勝了國際象棋大師；2016年，由谷歌公司開(kāi)發(fā)的人工智能?chē)逵嬎銠C“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為核心驅動(dòng)力的數字化技術(shù)，在語(yǔ)言、數學(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。

數字化技術(shù)在解決越來(lái)越多的現實(shí)世界復雜問(wèn)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(lái)《數字化技術(shù)在模壓成型制造領(lǐng)域的創(chuàng )新應用》，從智能控制技術(shù)、設備預測性維護、工藝智能優(yōu)化以及制造運營(yíng)管理等四個(gè)數字化技術(shù)的應用場(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(shí)現了部分智能鎖模力的控制，它改變了以前線(xiàn)性單一的控制技術(shù)，借助鎖模力在線(xiàn)優(yōu)化算法，以及鎖模力實(shí)時(shí)平衡檢測技術(shù)，給生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者帶來(lái)的收益是，減少設備和模具的損壞，延長(cháng)機器的壽命，同時(shí)智能化的鎖模力管理可以降低設備的能耗。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。

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

例如：對設備液壓油的監測，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(guò)監測油中的水分和雜質(zhì)，來(lái)預測機器的磨損狀態(tài)和程度，預測最佳的換油時(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(shù)，可以借助一些遠程協(xié)同、虛擬現實(shí)技術(shù)，提升設備運維服務(wù)的效率。例如：在機器遇到故障時(shí)，設備維修員使用遠程協(xié)助的功能發(fā)起請求，這個(gè)請求就會(huì )發(fā)送到伊之密總部客服中心專(zhuān)家，雙方可以建立會(huì )話(huà)的通道，借助先進(jìn)的AR技術(shù)，通過(guò)AR的空間靜態(tài)標志物實(shí)現遠程協(xié)同，專(zhuān)家和遠端的設備操作員對零部件、器件進(jìn)行檢修，聯(lián)合設備故障的處理，在此基礎上可以實(shí)現遠程診斷和協(xié)同。

再來(lái)看工藝智能優(yōu)化技術(shù)，在這個(gè)領(lǐng)域有基于數字化技術(shù)的工藝仿真技術(shù)、在線(xiàn)品質(zhì)診斷與自?xún)?yōu)化參數控制技術(shù)以及工藝調機助手等方向。涉及到這個(gè)話(huà)題，人們常會(huì )聯(lián)想到海量大數據，但在實(shí)踐過(guò)程中，并非所有問(wèn)題都需要大量數據，這時(shí)可以借助先驗的工藝知識，來(lái)收斂問(wèn)題范圍，從而在小樣本數據集上，達到良好的應用效果。

舉個(gè)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(méi)有足夠多的試驗數據支撐的情況下， 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(xiàn)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，來(lái)預測產(chǎn)品的質(zhì)量，通過(guò)對產(chǎn)品的歷史成型參數與產(chǎn)品質(zhì)量的數學(xué)分析，找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)因素，再建立成型參數與產(chǎn)品質(zhì)量的數學(xué)模型，來(lái)預測產(chǎn)品的質(zhì)量，這個(gè)過(guò)程中同樣可以借助先驗的工藝知識，來(lái)收斂質(zhì)量影響因素的范圍。

最后是制造運營(yíng)管理，前面介紹了智能控制技術(shù)、設備預測性維護以及工藝智能優(yōu)化，這三個(gè)技術(shù)可以說(shuō)是智能制造技術(shù)的細分領(lǐng)域，但最終需要數字化系統，通過(guò)將智能化系統、數字化流程工具固化在系統里面，實(shí)現一個(gè)新的管理模式、決策模式、企業(yè)經(jīng)營(yíng)模式的變革。在此基礎上，以MES為核心系統，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，賦能運營(yíng)的數字化和智能化。

制造運營(yíng)的數字化和智能化，要主要關(guān)注兩點(diǎn)，一是對市場(chǎng)和訂單的預測；二是對企業(yè)現有生產(chǎn)要素約束下，對交期的預測，兩個(gè)預測建立在對制造運營(yíng)信息化和數字化的基礎上，能夠很好體現數字化的價(jià)值。

因此，數字化融入了更多自動(dòng)化、智能化的操作，借助遠程協(xié)同與虛擬現實(shí)技術(shù)，實(shí)現少人化，甚至無(wú)人化。數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(shí)，也要求企業(yè)用數字化技術(shù)去改變經(jīng)營(yíng)模式，包括營(yíng)銷(xiāo)、研發(fā)、制造到管理和決策等，努力將數字化技術(shù)整合到業(yè)務(wù)的所有領(lǐng)域，從根本上改變企業(yè)的運營(yíng)方式并向客戶(hù)傳遞價(jià)值。