轻量化汽车动力总成压铸件生产智能工厂建设查看源代码讨论查看历史

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轻量化汽车动力总成压铸件生产智能工厂建设本项目基于汽车关键压铸件的快速响应需求，以构建模具设计、制造到压铸件生产全流程的数字化工厂为目标，分别构建了智能化设计平台、核心智能制造设备系统集成、智能化制造系统和基于数据驱动的智能管理与决策平台，实现生产车间的实时感知、优化决策、动态执行。

一、案例简介

本项目基于汽车关键压铸件的快速响应需求，以构建模具设计、制造到压铸件生产全流程的数字化工厂为目标，分别构建了智能化设计平台，包括构建三维数字化研发设计与仿真系统、CAE模拟仿真系统、CAM仿真加工系统；核心智能制造设备系统集成，包括压铸车间、模具车间、机加车间，核心智能装备包括大型压铸单元、数控加工中心、智能装配检测设备、智能物流输送装备的关键技术攻关和系统集成；智能化制造系统，包括建立覆盖制造过程的可视化生产管控中心、建议包含工艺数据、设备数据、产品数据等实时数据采集与传感系统；

基于数据驱动的智能管理与决策平台，实现生产车间的实时感知、优化决策、动态执行。

二、案例背景介绍

当前，汽车发达国家纷纷提出产业升级战略，加快推进产业创新和融合发展。发展中国家也在加紧布局，利用成本、市场等优势，积极承接国际产业和资本转移。中国深化改革全面推进，汽车产业国际化发展进程提速。产业边界日趋模糊，互联网等新兴科技企业大举进入汽车行业。传统企业和新兴企业竞合交融发展，价值链、供应链、创新链发生深刻变化，全球汽车产业生态正在重塑。面对全球汽车制造业的变革与机遇，中国汽车零部件制造企业想要占领市场就必须加快由传统制造模式向智能制造模式的转变。

本项目通过提升汽车关键压铸件的智能制造水平为出发点，通过对压铸件及其模具制造过程中的数据采集、在线检测、智能物流、可视化生产管控等关键技术的应用，基于混合云模式，开发有自主知识产权的数字化工厂管理平台，实现产品全生命周期管理系统PLM、ERP、MES等系统的高效协同与集成。满足产品设计、仿真验证、工艺、制造、检测、物流等全生命周期各环节的智能化需求，研发精准、敏捷的数字化生产管理系统，建设压铸件及模具智能制造数字化车间。为我国汽车压铸件核心制造装备和核心功能部件制造水平的发展提供新的动力，也为我国压铸行业的数字化转型提供可复制可推广的范本。

三、案例应用详情

本项目围绕感知、控制、决策、执行四大关键环节，自上而下将数字化工厂建设分为5个层级。

（1）核心智能制造设备层。通过整合车间ERP、产品生命周期管理系统PLM、MES等核心应用系统，构建智能化核心决策平台；

（2）数字化车间层。产品设计以计算机辅助设计系统，产品制造以MES系统为决策核心，生产资料数据建立数据库；

（3）实时数据感知层。以工业互联网的基础，充分应用智能传感器构建检测、过程控制、识别等系统；

（4）核心支撑软件与先进制程控制层。以单机控制设备串联向离散式控制系统升级；

（5）数据驱动决策层。工业机器人、专机、物流设备等是终端执行装置，承接上层的决策命令。

1、智能化设备平台建立

（1）智能化设计平台集成了压铸件及模具的设计(CAD)、压铸过程仿真(CAE)、压铸件及模具制造(CAM)系统，该平台以计算机辅助设计和仿真分析软件如UG、ANYCASTIN为工具，实现压铸件的结构设计、工艺性分析、浇注系统设计、模流分析、模具设计与制造、压铸件的深加工等全过程的数据传递与闭环反馈，实现从设计到最终产品全生产过程的质量控制和效率提高。

（2）建立产品数据管理系统(PLM)，通过关键制造工艺的数值模拟以及加工、装配的可视化仿真，建设数字化研发工艺设计系统，全面提升研发设计水平和效率，缩短产前准备周期，加快产品上市时间，促进企业提升效益和核心竞争力。

2、核心智能制造装备集成

（1）压铸车间、模具车间、机加车间，核心智能装备包括大型压铸单元、数控加工中心、智能装配检测设备、智能物流输送装备的关键技术攻关和系统集成。

（2）通过提供智能控制、可视化工具，实现全过程的高效人机交互及整体协同优化运行。运用信息化手段管理和优化全局生产流程，实现从产品定单开始、直到产品交付的整个生产管理流程自动化。

（3）建立涵盖生产全过程的车间数据模型，进而通过运用二维码/条码等移动数据采集技术，实现物料流通全过程的自动采集和主动采集，有效避免手工录入的缺点，实现铝合金压铸产品及压铸模具上下游全流程的可追溯。

（4）建立数字化工厂软件体系。以提高生产效率，减低生产成本、缩短交货期，改善客户服务为目标，建立涵盖产品的研发设计、生产制造、企业管理、物流/供应链、客户关系管理等制造企业的各个业务领域的数字化工厂软件体系。

3、搭建基于物联网的实时数据采集与传感系统

（1）通过物联网与智能感知技术实现车间生产信息采集和集成。压铸机、数控加工中心、机器人的状态数据实时采集并传送给总线网络，然后通过服务器对数据进行判断、处理传给工业总线和数据中心。

（2）数据采集方式主要通过工业互联网采集数字化智能装备的实时运行数据。

（3）通过视频监控等获取生产现场环境数据。

（4）通过移动设备人工设备采集生产报工等信息方式完成，构建网络化、数字化车间生产现场的信息数据交换平台。

（5）运用信息感知、网络互连等信息技术，建立全生产过程智能平台。通过在大连亚明建设信息物理融合网络并基于相应的安全协议和领域应用标准，将生产过程相关的设备、资源、物料、客户、生产者等实现实时连接、精确识别和有效交互。

4、建立覆盖制造过程的可视化生产管控中心

（1）采用电子看板实现制造过程可视化

生产数据通过工业以太网实时传输到工厂的数据库，通过大数据挖掘技术，实时分析各生产车间的生产进度、效率、品质等信息；通过监控生产车间的设备运行状态，及时发布设备故障监控信息，合理进行调度；通过生产库存分析，进行物料的预警监控。所有的数据经过汇总，通过中央看板集中显示，管理者可根据生产信息进行快速决策与管理。

（2）建立生产车间的Andon预警系统

根据实时数据采集系统采集的数据，建立生产车间Andon系统，用来指示机器运行状态，监控包括机器停机，质量问题，工装故障，操作员延误，材料短缺等在内的各类异常情况，提示生产异常状况处置措施。

（3）采用先进的实时信息推送系统实现车间云端管控

开发邮件、短信、微信等多种信息推送方式，及时反馈异常情况和生产过程的状态信息，根据分析评估的结果发出异常处置指令或关闭异常，对生产过程进行移动化的管理与控制，实现云端管控，使管理向移动化转变。

5、建立基于数据驱动的智能管理与决策平台

通过整合车间ERP、MES、PLM等核心应用系统，搭建智能设计、智能制造、数据采集及管理决策平台，建立涵盖智能化设计、智能化装备、智能化制造、智能化经营的智能制造系统框架。实现生产车间的实时感知、优化决策、动态执行。

四、创新性与优势

本项目针对汽车关键复杂零部件铸造加工行业生产流程长、加工工序多、物料转运复杂、工艺过程复杂的特点，搭建了覆盖铸造、机加工的数字化车间平台，在设备互联互通的基础上，实现全过程的质量数据、生产数据、物料数据、人员操作数据、设备数据的采集，建立生产全过程质量追踪，以压铸机为核心，前端工艺拉动生产，后端工艺推动生产，减少中间在制品积压，提高生产效率。同时，结合行业的特点：质量管理严格、设备资产重、能源消耗高、产品库存量大，突出信息化系统在质量追溯、设备管理、能源管理的功能，以达到控制质量、降低成本、提高效率的目的。目前，已有多家行业企业引入了大连亚明的智能制造产品和模式，大连亚明已经组建自己的智能制造开发团队，为行业用户提供数字化工厂建设解决方案和服务。

五、案例应用效益分析

（1）完成数字化车间设计、数字化工艺流程规划及产线布局，数字化建模比例达到80%以上；

（2）建立数字化设计与仿真软件研发设计体系，应用UG/CAXA/ANYCASTING/AUTOCAD/PLM等数字化设计与防真软件及管理软件 ；

（3）应用PLC/SCADA/嵌入式组态软件等组建智能化自动化装备，机床与工业机器人包括智能压铸机、数控加工中心、六轴工业机器人、智能传感与控制装备包括SCADA数据采集系统、定量炉、集中熔化炉，智能检测与装配装备包括模温检测与控制系统、智能测漏系统；

（4）实现制造过程现场数据采集以及物流配送应用AGV技术，产线可视化数据面板覆盖率达到80%；

（5）建成面向柔性化生产的MES系统，制造过程数据透明化，实现基于制造数据的智能化调度；

（6）建成MES、ERP、WMS、PLM等管理系统，基于各系统的生产过程数据的分析与优化，形成智能化管理与决策平台。