一、行业背景

当前，加工行业设备的精度、自动化程度和附加值都在不断提高，而客户的需求也变得多样化，这就要求制造企业在管理上要更加灵活、快速响应，以便利用生产资源创造出更多价值。车间数字化为制造企业指引了方向。

高精密绿色铸造的数字化车间项目规划是以“智能制造”为核心，以信息化推动企业创新和转型升级为抓手，突破传统铸造行业“脏、乱、差”的局限性，实现行业可持续发展的重要战略举措。

客户需求

客户作为一家传统铸造企业，想要利用信息技术与工业技术相结合，改造传统产业，在产品设计、工艺管理等方面实现产品设计及工艺数字化，迈向智能设计；利用制造执行系统，加强生产过程控制，建设数字化车间，迈向智能生产；利用企业资源计划ERP系统、供应链管理SCM系统、客户关系管理CRM系统、产品生命周期管理PLM、电子商务、商业智能决策BI系统，实现智能化管控。

二、实施方案

方案规划

橙色云提供的数字化车间解决方案，立足信息化应用，规划并开发双面压实智能控制系统、智能转运系统、定量浇注系统、冷却控制系统、自动清整系统、铸件缺陷检测及质量评定系统、能效监控系统、物流跟踪及生产决策管理系统等方面的数字化应用，研制并应用自动投料、铸件清理、缺陷检测装置、立体仓库、物流小车以及能效实时监控、中央集成控制等应用系统，实现从砂箱造型、冶炼、铸件表面清整、检测全过程数字化控制和生产。

方案描述

1、铸造数字化工厂架构

将铸造行业数字化工厂划分为五层架构，包含设备层、控制层、车间层、企业层和协同层。其中设备层主要是指铸造生产的相关设备及可编程逻辑控制器、传感器等，也是数字化工厂的基础；控制层主要是指所有设备的智能化控制系统，是设备运行的大脑，也是连接管理层与执行层的中枢；车间层主要是指制造执行系统，主要负责接收企业层的信息和指令，经过转化后再进一步协调控制层运行；企业层主要包括以工艺设计为核心的虚拟制造系统和以运营管理为核心的数字化管理系统，该部分可针对一个或多个数字化工厂统一建立；协同层主要包括顾客协同、供应商协同和内部决策支持，是智能制造向产业链延伸的关键所在。

2、以虚拟制造为核心的工艺设计优化

工艺设计是铸件产品全生命周期的核心环节，同时也是铸造企业提升铸件质量、提高生产效率、降低生产成本、减少资源浪费的关键所在。通过搭建与现实制造环节一一对应的虚拟制造环境，在计算机环境下就能获得最优的工艺解决方案，从而有效解决传统工艺设计所面临的突出问题。

3、以智能生产为核心的制造过程提升

借助虚拟制造技术，大幅提高工艺设计在铸件产品全生命周期中的附加值，生产制造过程作为产品实现的主要环节，同样是数字化工厂建设的核心内容。将铸造过程划分为砂型成形、熔炼浇注、砂处理、精整和物流五大控制环节，基于知识库建立与之对应的智能化控制系统。通过制造执行系统的集中协调，实现所有关键工序的生产、质量、成本、效率、绿色和人员等全面管控。

方案优势

优势1：漫游浏览，在三维模拟场景中进行真实的漫游浏览。

优势2：实时协同，在虚拟的环境中反映出生产制造的全过程，实现计算、通信与物理系统的一体化，可靠、高效、实时协同。

优势3：实时监控现场数据，有效掌控产品制造进度和设备利用率及故障率。

优势4：快速布局，支持三维模型的数据导入，数字化工厂模型布局的快速搭建。

优势5：生产线仿真模拟，可视化地全景展示工厂运行过程，可有效布局设备人员等工厂环境。

优势6：制造工艺过程仿真，实现总控室到工位的协同工作。

优势7：集成正逆解算法，正逆解算法保证高效准确的工业机器人的实时控制。

三、方案效果

客户进行数字化工厂改造后，减少了生产制造过程中的人为干预，可以以最快速、最精确、最完整的控制方式响应现场的各类需求。制造周期缩短了25%，关键零件的废品率降低90%，大大降低了新产品性能试验和可靠性试验费用。还大幅提高了铸造生产过程的可控性，提升生产制造水平，从而确保最优的工艺设计方案能够转化成为完美的铸件产品，增强了企业在行业中的核心竞争力。