【前沿技術】數字化技術在模壓成型制造領域的創新應用

隨著數字化在各行各業的發展和應用，數字化已經成為了世界性的潮流。什么是數字化？數字化的本質是什么？

中國移動通信集團原董事長王建宙先生曾說過：“數字化是將各種復雜多變的信息轉變為可以度量的數字、數據，再把這些數字、數據建立起相應的數字化模型，轉變為二進制代碼，其精髓在于，無論多么復雜的問題，它都能將其變成0和1組成的二進制數字來處理，使復雜的問題簡單化。”

1997年，由IBM開發的深藍計算機戰勝了國際象棋大師；2016年，由谷歌公司開發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為核心驅動力的數字化技術，在語言、數學、藝術、法律，甚至心理學領域都已經具備了像人一樣的通用智能的能力。

數字化技術在解決越來越多的現實世界復雜問題，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《數字化技術在模壓成型制造領域的創新應用》，從智能控制技術、設備預測性維護、工藝智能優化以及制造運營管理等四個數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網通訊技術賦能，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，已經在部分機型上實現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，借助鎖模力在線優化算法，以及鎖模力實時平衡檢測技術，給生產經營者帶來的收益是，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趨勢進行跟蹤，建立性能參數趨勢與設備故障之間的數學模型，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，通過監測油中的水分和雜質，來預測機器的磨損狀態和程度，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同、虛擬現實技術，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助的功能發起請求，這個請求就會發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的空間靜態標志物實現遠程協同，專家和遠端的設備操作員對零部件、器件進行檢修，聯合設備故障的處理，在此基礎上可以實現遠程診斷和協同。

再來看工藝智能優化技術，在這個領域有基于數字化技術的工藝仿真技術、在線品質診斷與自優化參數控制技術以及工藝調機助手等方向。涉及到這個話題，人們常會聯想到海量大數據，但在實踐過程中，并非所有問題都需要大量數據，這時可以借助先驗的工藝知識，來收斂問題范圍，從而在小樣本數據集上，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勢。

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

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，但最終需要數字化系統，通過將智能化系統、數字化流程工具固化在系統里面，實現一個新的管理模式、決策模式、企業經營模式的變革。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，將制造業務信息化，賦能運營的數字化和智能化。

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

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