發(fā)布時間:2023-09-07
作者:科技日報
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近日,記者走進江蘇蘇州明志科技股份有限公司(以下簡稱“明志科技”)的鋁合金熱交換器智能生產(chǎn)車間,這里既沒有煙塵,也沒有工人繁忙的身影。
在智能車間的中控大屏上,實時顯示著鋁液溫度、液面高度、廢氣溫度等參數(shù)。工人只需輕觸設(shè)備,一臺臺精密的鋁合金熱交換器就源源不斷地從智能鑄造流水線產(chǎn)出。
明志科技總經(jīng)理邱壑告訴記者,這一批熱交換器即將出口歐洲,用于冷凝式燃氣壁掛爐,目前公司生產(chǎn)的鋁合金熱交換器已占據(jù)全球三分之一市場。
明志科技產(chǎn)品成功打入歐美高端市場,就是源于數(shù)字賦能。作為一家傳統(tǒng)的鑄造企業(yè),明志科技2014年建立國內(nèi)鑄造行業(yè)首個智能制造示范車間,實施智能化改造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型以來,生產(chǎn)效率和質(zhì)量明顯提升,成為國內(nèi)砂型鑄造裝備的領(lǐng)軍企業(yè)。
鑄型先鑄芯?“跟跑者”趕超“領(lǐng)頭羊”
早在公元前1700多年,我國就掌握了青銅鑄造的技術(shù)。進入工業(yè)革命后,鑄造更是成為制造業(yè)的基礎(chǔ)領(lǐng)域。
走進明志科技大樓,一眼就看到兩個碩大的砂芯。
“這就是用制芯機制造出來的高鐵列車整體搖枕及側(cè)架砂芯。”邱壑告訴記者,鑄造行業(yè)按工藝類別可分為砂型鑄造、精密鑄造、壓鑄等,其中砂型鑄造是鑄件生產(chǎn)的重要方式,鋼、鐵等大多數(shù)金屬鑄件都可以用砂型鑄造的方式獲得。
制芯機則是砂型鑄造關(guān)鍵核心設(shè)備。在這一領(lǐng)域,從最初的“跟跑者”,到如今的趕超“領(lǐng)頭羊”,明志科技僅用了20年。
“砂型鑄造首先要用各類成型方式完成外形以及內(nèi)芯的制作與裝配成完整的鑄型,然后把熔融的金屬倒入鑄型中,金屬凝固后即可完成一個鑄件的成型?!鼻褊謳е浾咦哌M車間,一臺3米多高的制芯機正在隆隆工作中,射芯機把砂子快速噴射進模具里,再通過催化劑固化砂子造型,射砂控制、砂芯固化、精密組芯……整套流程一氣呵成。
過去,我國的鑄造業(yè)從材料、工藝到理念等各方面都與世界先進水平有較大差距。為了追趕世界一流水平,明志科技與清華大學合作,開展制芯工藝原理研究,用高速攝影機拍攝射芯過程,搞清楚制芯氣相-顆粒雙相流射砂充填原理,確保砂芯的緊實度和強度以及一致性達到設(shè)計要求。同時,明志科技特地建設(shè)了一個鑄造車間進行鑄件生產(chǎn),用實踐檢驗新品指導研發(fā)。
閥體是火車剎車中樞控制系統(tǒng),但生產(chǎn)復雜閥體的技術(shù)難度非常大,即便是在歐美國家,復雜閥體的廢品率也接近50%。但是明志科技總工程師楊林龍堅信能攻下這個難關(guān),他從提升原材料力學性能、采用精密組芯動態(tài)坐標系理論兩方面入手,改進生產(chǎn)工藝,閥體的廢品率降至個位數(shù),從而產(chǎn)品順利打入美國市場。
明志科技為德國一家采暖鍋爐企業(yè)生產(chǎn)的熱交換器,更是徹底改變了歐洲人對中國鑄造業(yè)的印象,摘掉低技術(shù)含量的“帽子”。熱交換器里管道密布,A4紙大小的砂芯像蜂窩板一樣布滿上千個孔洞,孔洞最小間距只有1.8毫米,這個訂單歐洲不敢接,但明志科技僅用3個月就交付,如今,明志科技生產(chǎn)的鋁合金熱交換器已占據(jù)全球三分之一市場。
在完成追趕國際先進鑄造裝備技術(shù)的基礎(chǔ)上,2016年,明志科技更以綠色智能為公司裝備的發(fā)展方向,推出自主研發(fā)的MiCC300集成式智能制芯單元,并配置了運行大腦MiCL智能制芯控制系統(tǒng),裝備運行與工藝參數(shù)智能控制的完美融合,制芯質(zhì)量可靠保證同時,制芯單元比傳統(tǒng)設(shè)備降低能耗近50%,效率提升近30%,占地減少25%。目前已經(jīng)進入全面推廣階段。
機器換人?讓“苦力崗”變身“技術(shù)崗”
鑄造長期以來一直以來都是苦、臟、累的代名詞。但是明志科技的生產(chǎn)車間里則是另一幅景象,機器人上崗承擔了繁重復雜的“體力勞動”,工人升崗成為智能系統(tǒng)的操作員。
盛夏時節(jié),記者走進明志科技的鑄造車間,這里沒有漫天煙塵,也沒有刺鼻氣味,只有平整光潔的地面與為數(shù)不多的工人。
早在2003年成立之初,明志科技就率先將工業(yè)機器人用于企業(yè)的智能化改造,成為國內(nèi)第一批嘗試“機器人代人”的鑄造企業(yè)。后來,企業(yè)陸續(xù)配置了50多臺工業(yè)機器人,成為企業(yè)智能制造不可或缺的一環(huán)。
“工人已經(jīng)告別了‘苦臟累’,機器人和智能設(shè)備承擔了大部分重復機械的操作工作。”明志科技研發(fā)中心副經(jīng)理陸高春告訴記者,鑄造業(yè)工作強度大、工作環(huán)境差,經(jīng)常面臨“用工荒”難題。明志科技引入智能設(shè)備后,再也不為用工發(fā)愁。
機器人抓手是車間的“大力士”。砂芯制成后重量超過200公斤,搬運起來不僅費力,還很危險。過去,翻砂工作需要近10人來完成,而現(xiàn)在,這項工作只需一個人、一臺機器就可以完成。
在現(xiàn)場,一位工人向記者演示了操作過程:提前給射芯機設(shè)定好工作時間,機械手臂按照設(shè)定好的程序自動運行,不出40秒,一塊砂芯就穩(wěn)穩(wěn)地落在了記者的面前。
全自動系統(tǒng)也讓鑄造工人這個“苦力崗”變成了“技術(shù)崗”。“我們不再埋頭干‘苦力’,而是轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)工人,不僅要對制造工藝了如指掌,還要會操作、保養(yǎng)智能設(shè)備,熟悉各項參數(shù)設(shè)置。”上述工人告訴記者。
記者了解到,明志科技智能鑄造示范車間自動化程度高達90%以上。自車間投產(chǎn)以來,產(chǎn)品定制周期從7天減少到半天、員工人數(shù)減少70%、人均生產(chǎn)效率提升221%、產(chǎn)品廢品率下降70%。
智改數(shù)轉(zhuǎn)?讓“老師傅”服了“大數(shù)據(jù)”
一個“傻大粗”鑄造件的背后,有著怎樣的高新科技?明志科技用“數(shù)字化”創(chuàng)新之路不斷探尋著答案。
傳統(tǒng)的鑄造車間總體分為制芯、澆注、加工三大工段。不同工序操作復雜,許多環(huán)節(jié)對老師傅們的手藝格外依賴。這種以人工為主的方式,不僅效率低,而且在制造過程人為干預,為產(chǎn)品質(zhì)量帶來不穩(wěn)定因素。
在傳統(tǒng)的制造過程中“老師傅的手藝就是標準”,而明志科技通過信息數(shù)字化技術(shù),將過去由“老師傅”把關(guān)的環(huán)節(jié)變成了一道道檢測點,用大數(shù)據(jù)代替人為把關(guān)。
在明志科技工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上,各類數(shù)據(jù)一目了然,平臺可對生產(chǎn)進度、設(shè)備狀態(tài)、加工制作等參數(shù)進行精準分析?!败囬g現(xiàn)場所有的制芯設(shè)備上都帶有一個明志科技開發(fā)的MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))系統(tǒng),設(shè)備所有的運行數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以通過智能化平臺傳輸給管理人員,為管理和決策提供了可靠的依據(jù)。”陸高春介紹。
截至目前,明志科技鑄造車間采用智能化設(shè)備79臺套,智能化率84%,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備40臺(套),設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率42.55%。通過設(shè)備、物料、人之間的數(shù)據(jù)互聯(lián),構(gòu)建了生產(chǎn)物料精準配送、生產(chǎn)過程實時管控、生產(chǎn)信息跟蹤追溯、能源消耗智能管控、安全環(huán)保智能管控、車間內(nèi)外聯(lián)動協(xié)同體系,實現(xiàn)了企業(yè)信息化、工廠自動化的深度融合,在降低人員操作要求的同時,大大提升生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。
“我們的智能鑄造車間總投資約1.5億元,這對我們來說是一筆不菲的支出,好在各級工信部門都給予了很大的資金支持,也授予了我們很多榮譽,堅定了明志科技‘智改數(shù)轉(zhuǎn)’的決心?!笨偨?jīng)辦總助張紅亮說道。
作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),鑄造為汽車、工程機械、軌道交通、機械裝備、熱能工程、航空航天等下游產(chǎn)業(yè)提供鑄件產(chǎn)品。2022年,專注砂型鑄造的明志科技成為國家專精特新“小巨人”企業(yè),并入選江蘇省智能制造示范車間,也是蘇州市高端裝備制造和數(shù)字化改造標桿企業(yè)。
“現(xiàn)在,我們不僅出售高端智能制芯設(shè)備,還會輸出智能產(chǎn)線的項目策劃和工藝,幫助更多鑄造企業(yè)實現(xiàn)‘智改數(shù)轉(zhuǎn)’,創(chuàng)造更多價值?!标懜叽罕硎?,明志科技將繼續(xù)聚焦數(shù)字化創(chuàng)新,不斷進行智能產(chǎn)線迭代升級,公司正在研制應(yīng)用新一代MES系統(tǒng),并啟動建設(shè)一個新的智能鑄造產(chǎn)線。