劉佳音｜文

智能鑄造可以全面提升鑄造企業(yè)的設計、制造和管理水平，也可以從根本上提高鑄造產(chǎn)品功能、性能，因此，發(fā)展智能鑄造是我國鑄造行業(yè)進一步發(fā)展壯大、成為世界鑄造強國的重要保障。

近年來，隨著汽車、摩托車以及家用電器等工業(yè)的迅速發(fā)展，我國有色合金鑄件產(chǎn)量逐年上升，特別是鎂合金鑄件具有明顯的增長勢頭。

隨著大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，“智能制造”應運而生。《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》指出，制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主要支柱。我國是世界制造大國，但還不是制造強國；制造技術基礎薄弱，創(chuàng)新能力不強；產(chǎn)品以低端為主；制造過程資源、能源消耗大，污染嚴重。并提出要重點研究數(shù)字化設計制造集成技術，建立若干行業(yè)的產(chǎn)品數(shù)字化和智能化設計制造平臺。開發(fā)面向產(chǎn)品全生命周期的、網(wǎng)絡環(huán)境下的數(shù)字化、智能化創(chuàng)新設計方法及技術，計算機輔助工程分析與工藝設計技術，設計、制造和管理的集成技術。智能制造在先進制造技術領域占有舉足輕重的地位，也是鑄造學科的發(fā)展前沿。

鎂合金鑄造中的智能制造

智能制造是面向產(chǎn)品的全生命周期，在現(xiàn)代傳感技術、網(wǎng)絡技術、自動化技術等先進技術的基礎上，通過智能化的感知、決策和執(zhí)行技術，實現(xiàn)設計過程、制造過程和制造裝備的智能化，具體到鎂合金鑄造中的智能制造需要考慮以下幾個方面：

1.智能感知

智能感知是指對現(xiàn)場設備層工況數(shù)據(jù)的智能獲取。智能感知的目的是通過一定數(shù)量的智能感知設備來準確快速地獲取制造生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)品全生命周期信息掌控提供支持。智能感知主要包括三大部分的感知：生產(chǎn)感知、物流感知、有害物質(zhì)感知。

生產(chǎn)感知又可細分為生產(chǎn)設備（如鑄機、結晶器、熔煉爐等，這些智能化的生產(chǎn)設備既有生產(chǎn)功能又具有生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集功能）、鎂合金及其制備工藝（對產(chǎn)品的合金成分、性能、工藝參數(shù)的感知）、監(jiān)測設備（獨立于生產(chǎn)設備之外的用于檢測的設備或方法）三方面的數(shù)據(jù)采集。

物流感知是指，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的物料流轉狀態(tài)的感知，通過智能天車、AGV 小車、倉庫等實現(xiàn)物料狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集。

有害物質(zhì)感知是對生產(chǎn)過程中粉塵、有毒有害氣體、高溫和排放的廢水、廢渣、廢氣等領域?qū)崟r狀況進行數(shù)據(jù)采集。

2.零件標識

標識技術是指，對物品進行有效的、標準化的編碼與標識的技術手段，它是信息化的基礎工作。鑄造企業(yè)隨著信息化、智能化的普及程度越來越高，信息化不論是作為一種適應發(fā)展的方式也好，競爭的手段也罷，都是有利于企業(yè)自身更好的發(fā)展。把企業(yè)在生產(chǎn)過程所需要的原材料、元素、配料信息化，同時將生產(chǎn)產(chǎn)生的廢料、半成品件、成品件也都信息化，使得整個生產(chǎn)加工過程以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)，實現(xiàn)生產(chǎn)流程的全程精確跟蹤，將實時得到的各類信息數(shù)據(jù)反饋給各個生產(chǎn)部門的相關負責人，提供最新的、最精確的、最可靠的依據(jù)，使得企業(yè)內(nèi)部的組織結構更優(yōu)化、更合理，從而有利于提升和保證產(chǎn)品質(zhì)量，使企業(yè)各信息資源配置能夠滿足瞬息變化的市場要求，保證經(jīng)濟效益最大化。

3.診斷技術

智能化的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)設備是生產(chǎn)力的重要組成部分，設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術扮演著越來越重要的角色。

監(jiān)測與故障診斷大體包括三個部分：狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷、治理預防。狀態(tài)監(jiān)測是在設備運行中，對特定的特征信號進行檢測、變換、記錄、分析處理并顯示、記錄，是對設備進行故障診斷的基礎工作。分析診斷包括對信號的分析處理和故障診斷，信號分析處理的目的是把獲得的信息通過一定的方法進行變換處理，從不同角度提取最直觀、最敏感、最有用的特征信息。故障診斷是在狀態(tài)監(jiān)測與信號分析處理的基礎上進行的。故障診斷需要根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測與信號分析處理所提供的能反映設備運行狀態(tài)的征兆或特征參數(shù)的變化情況，有時還需要進一步與某些故障特征參數(shù)進行比較，以識別設備是運轉正常還是存在故障。若存在故障，則要診斷故障的性質(zhì)和程度、產(chǎn)生原因或發(fā)生部位，并預測設備的性能和故障發(fā)展趨勢。最后根據(jù)設備故障情況，制定治理預防措施，如進行巡回監(jiān)測、監(jiān)護運行、立即停機等措施。

4.智能工廠架構

隨著“工業(yè)4.0”的提出和發(fā)展，我國為加緊推進兩化深度融合發(fā)布了“中國制造2025 戰(zhàn)略”，其中，智能工廠作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實踐模式。智能工廠是運用信息技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、自動化技術和云計算以及大數(shù)據(jù)挖掘等先進技術，對工廠進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)遠程控制的精細化、信息化管理，對制造生產(chǎn)過程達到高度自動化，全面掌握制造過程數(shù)據(jù)，分析、預測、解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的異常事件。滿足客戶需求，減少生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量并縮短生產(chǎn)周期，實現(xiàn)生產(chǎn)過程管理的透明化。在智能工廠構架生產(chǎn)過程中制造執(zhí)行技術、決策技術、虛擬制造技術是必不可少的關鍵環(huán)節(jié)。

決策技術是指，建立在信息技術基礎上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層提供決策運行手段的技術范疇。

制造執(zhí)行層是作為決策層與實體工廠的中間連接層，制造執(zhí)行系統(tǒng)采集反映工廠生產(chǎn)狀況的數(shù)據(jù)，反饋給決策層，使其更加合理安排制造資源，提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。

虛擬制造技術是智能工廠中的關鍵技術，在智能工廠生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品設計、產(chǎn)品工藝規(guī)劃、詳細設計、仿真虛擬模擬生產(chǎn)過程、驗證生產(chǎn)計劃（或者個性化客服定制）等都屬于虛擬制造技術的范疇。

結束語

智能鑄造可以全面提升鑄造企業(yè)的設計、制造和管理水平，大幅度提高制造效益、降低產(chǎn)品成本和資源消耗，同時可以從容面對瞬息萬變的市場，快速響應市場的變化。

智能鑄造也可以從根本上提高鑄造產(chǎn)品功能、性能，從而提高產(chǎn)品的市場競爭力。智能鑄造是提高鑄造成形技術水平的重要手段，可實現(xiàn)鑄件成形制造過程的工藝優(yōu)化，預測鑄件組織、性能與使用壽命，確保零件的質(zhì)量，顯著縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，降低生產(chǎn)費用，并大量節(jié)約資源與能源。建模與數(shù)值模擬、“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、快速鑄型制造、智能裝備、數(shù)字化工廠、物聯(lián)網(wǎng)與在線檢測等則是鑄造成形信息化的核心技術。因此，發(fā)展智能鑄造是我國鑄造行業(yè)進一步發(fā)展壯大、成為世界鑄造強國的重要保障。