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輕量化汽車動力總成壓鑄件生產智能工廠建設本項目基於汽車關鍵壓鑄件的快速響應需求，以構建模具設計、製造到壓鑄件生產全流程的數字化工廠為目標，分別構建了智能化設計平台、核心智能製造設備系統集成、智能化製造系統和基於數據驅動的智能管理與決策平台，實現生產車間的實時感知、優化決策、動態執行。

一、案例簡介

本項目基於汽車關鍵壓鑄件的快速響應需求，以構建模具設計、製造到壓鑄件生產全流程的數字化工廠為目標，分別構建了智能化設計平台，包括構建三維數字化研發設計與仿真系統、CAE模擬仿真系統、CAM仿真加工系統；核心智能製造設備系統集成，包括壓鑄車間、模具車間、機加車間，核心智能裝備包括大型壓鑄單元、數控加工中心、智能裝配檢測設備、智能物流輸送裝備的關鍵技術攻關和系統集成；智能化製造系統，包括建立覆蓋製造過程的可視化生產管控中心、建議包含工藝數據、設備數據、產品數據等實時數據採集與傳感系統；

基於數據驅動的智能管理與決策平台，實現生產車間的實時感知、優化決策、動態執行。

二、案例背景介紹

當前，汽車發達國家紛紛提出產業升級戰略，加快推進產業創新和融合發展。發展中國家也在加緊布局，利用成本、市場等優勢，積極承接國際產業和資本轉移。中國深化改革全面推進，汽車產業國際化發展進程提速。產業邊界日趨模糊，互聯網等新興科技企業大舉進入汽車行業。傳統企業和新興企業競合交融發展，價值鏈、供應鏈、創新鏈發生深刻變化，全球汽車產業生態正在重塑。面對全球汽車製造業的變革與機遇，中國汽車零部件製造企業想要占領市場就必須加快由傳統製造模式向智能製造模式的轉變。

本項目通過提升汽車關鍵壓鑄件的智能製造水平為出發點，通過對壓鑄件及其模具製造過程中的數據採集、在線檢測、智能物流、可視化生產管控等關鍵技術的應用，基於混合雲模式，開發有自主知識產權的數字化工廠管理平台，實現產品全生命周期管理系統PLM、ERP、MES等系統的高效協同與集成。滿足產品設計、仿真驗證、工藝、製造、檢測、物流等全生命周期各環節的智能化需求，研發精準、敏捷的數字化生產管理系統，建設壓鑄件及模具智能製造數字化車間。為我國汽車壓鑄件核心製造裝備和核心功能部件製造水平的發展提供新的動力，也為我國壓鑄行業的數字化轉型提供可複製可推廣的範本。

三、案例應用詳情

本項目圍繞感知、控制、決策、執行四大關鍵環節，自上而下將數字化工廠建設分為5個層級。

（1）核心智能製造設備層。通過整合車間ERP、產品生命周期管理系統PLM、MES等核心應用系統，構建智能化核心決策平台；

（2）數字化車間層。產品設計以計算機輔助設計系統，產品製造以MES系統為決策核心，生產資料數據建立數據庫；

（3）實時數據感知層。以工業互聯網的基礎，充分應用智能傳感器構建檢測、過程控制、識別等系統；

（4）核心支撐軟件與先進制程控制層。以單機控制設備串聯向離散式控制系統升級；

（5）數據驅動決策層。工業機器人、專機、物流設備等是終端執行裝置，承接上層的決策命令。

1、智能化設備平台建立

（1）智能化設計平台集成了壓鑄件及模具的設計(CAD)、壓鑄過程仿真(CAE)、壓鑄件及模具製造(CAM)系統，該平台以計算機輔助設計和仿真分析軟件如UG、ANYCASTIN為工具，實現壓鑄件的結構設計、工藝性分析、澆注系統設計、模流分析、模具設計與製造、壓鑄件的深加工等全過程的數據傳遞與閉環反饋，實現從設計到最終產品全生產過程的質量控制和效率提高。

（2）建立產品數據管理系統(PLM)，通過關鍵製造工藝的數值模擬以及加工、裝配的可視化仿真，建設數字化研發工藝設計系統，全面提升研發設計水平和效率，縮短產前準備周期，加快產品上市時間，促進企業提升效益和核心競爭力。

2、核心智能製造裝備集成

（1）壓鑄車間、模具車間、機加車間，核心智能裝備包括大型壓鑄單元、數控加工中心、智能裝配檢測設備、智能物流輸送裝備的關鍵技術攻關和系統集成。

（2）通過提供智能控制、可視化工具，實現全過程的高效人機交互及整體協同優化運行。運用信息化手段管理和優化全局生產流程，實現從產品定單開始、直到產品交付的整個生產管理流程自動化。

（3）建立涵蓋生產全過程的車間數據模型，進而通過運用二維碼/條碼等移動數據採集技術，實現物料流通全過程的自動採集和主動採集，有效避免手工錄入的缺點，實現鋁合金壓鑄產品及壓鑄模具上下游全流程的可追溯。

（4）建立數字化工廠軟件體系。以提高生產效率，減低生產成本、縮短交貨期，改善客戶服務為目標，建立涵蓋產品的研發設計、生產製造、企業管理、物流/供應鏈、客戶關係管理等製造企業的各個業務領域的數字化工廠軟件體系。

3、搭建基於物聯網的實時數據採集與傳感系統

（1）通過物聯網與智能感知技術實現車間生產信息採集和集成。壓鑄機、數控加工中心、機器人的狀態數據實時採集並傳送給總線網絡，然後通過服務器對數據進行判斷、處理傳給工業總線和數據中心。

（2）數據採集方式主要通過工業互聯網採集數字化智能裝備的實時運行數據。

（3）通過視頻監控等獲取生產現場環境數據。

（4）通過移動設備人工設備採集生產報工等信息方式完成，構建網絡化、數字化車間生產現場的信息數據交換平台。

（5）運用信息感知、網絡互連等信息技術，建立全生產過程智能平台。通過在大連亞明建設信息物理融合網絡並基於相應的安全協議和領域應用標準，將生產過程相關的設備、資源、物料、客戶、生產者等實現實時連接、精確識別和有效交互。

4、建立覆蓋製造過程的可視化生產管控中心

（1）採用電子看板實現製造過程可視化

生產數據通過工業以太網實時傳輸到工廠的數據庫，通過大數據挖掘技術，實時分析各生產車間的生產進度、效率、品質等信息；通過監控生產車間的設備運行狀態，及時發布設備故障監控信息，合理進行調度；通過生產庫存分析，進行物料的預警監控。所有的數據經過匯總，通過中央看板集中顯示，管理者可根據生產信息進行快速決策與管理。

（2）建立生產車間的Andon預警系統

根據實時數據採集系統採集的數據，建立生產車間Andon系統，用來指示機器運行狀態，監控包括機器停機，質量問題，工裝故障，操作員延誤，材料短缺等在內的各類異常情況，提示生產異常狀況處置措施。

（3）採用先進的實時信息推送系統實現車間雲端管控

開發郵件、短信、微信等多種信息推送方式，及時反饋異常情況和生產過程的狀態信息，根據分析評估的結果發出異常處置指令或關閉異常，對生產過程進行移動化的管理與控制，實現雲端管控，使管理向移動化轉變。

5、建立基於數據驅動的智能管理與決策平台

通過整合車間ERP、MES、PLM等核心應用系統，搭建智能設計、智能製造、數據採集及管理決策平台，建立涵蓋智能化設計、智能化裝備、智能化製造、智能化經營的智能製造系統框架。實現生產車間的實時感知、優化決策、動態執行。

四、創新性與優勢

本項目針對汽車關鍵複雜零部件鑄造加工行業生產流程長、加工工序多、物料轉運複雜、工藝過程複雜的特點，搭建了覆蓋鑄造、機加工的數字化車間平台，在設備互聯互通的基礎上，實現全過程的質量數據、生產數據、物料數據、人員操作數據、設備數據的採集，建立生產全過程質量追蹤，以壓鑄機為核心，前端工藝拉動生產，後端工藝推動生產，減少中間在制品積壓，提高生產效率。同時，結合行業的特點：質量管理嚴格、設備資產重、能源消耗高、產品庫存量大，突出信息化系統在質量追溯、設備管理、能源管理的功能，以達到控制質量、降低成本、提高效率的目的。目前，已有多家行業企業引入了大連亞明的智能製造產品和模式，大連亞明已經組建自己的智能製造開發團隊，為行業用戶提供數字化工廠建設解決方案和服務。

五、案例應用效益分析

（1）完成數字化車間設計、數字化工藝流程規劃及產線布局，數字化建模比例達到80%以上；

（2）建立數字化設計與仿真軟件研發設計體系，應用UG/CAXA/ANYCASTING/AUTOCAD/PLM等數字化設計與防真軟件及管理軟件 ；

（3）應用PLC/SCADA/嵌入式組態軟件等組建智能化自動化裝備，機床與工業機器人包括智能壓鑄機、數控加工中心、六軸工業機器人、智能傳感與控制裝備包括SCADA數據採集系統、定量爐、集中熔化爐，智能檢測與裝配裝備包括模溫檢測與控制系統、智能測漏系統；

（4）實現製造過程現場數據採集以及物流配送應用AGV技術，產線可視化數據面板覆蓋率達到80%；

（5）建成面向柔性化生產的MES系統，製造過程數據透明化，實現基於製造數據的智能化調度；

（6）建成MES、ERP、WMS、PLM等管理系統，基於各系統的生產過程數據的分析與優化，形成智能化管理與決策平台。