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工業(yè)4.0成就沖壓件廠柔性化生產(chǎn)
閱讀：1183 發(fā)布時間：2017-9-2820xx年沖壓件廠未來發(fā)展趨勢是怎樣的呢?戴姆勒股份公司沖壓件廠負責人Frank Weber 博士在2017漢諾威成型技術大會上就此進行了闡述。由于整個框架條件的改變，所以對于傳統(tǒng)的沖壓件廠以及相應的模具設備的要求也隨之發(fā)生改變，Weber博士預測“未來車型類型數(shù)量將會提高到200000～300000種”。即沖壓件廠要適應市場上更多的可變性，滿足更多的當?shù)氐木唧w(LocalCotent)要求和面對和解決與合作伙伴和供貨商聯(lián)網(wǎng)中的更多的復雜性。另一方面，由于的限定的模型數(shù)量的明顯增長，沖壓件廠還將面臨巨大的成本壓力。
大型設備也將面臨著具大挑戰(zhàn)，按照Weber博士的說法，更高的柔性化，不僅意味著設備也包括人員要承受巨大的負荷。隨著汽車輕量化和性能要求的提高，對于復合材料要求也在改變，新的設計形式給沖壓件廠帶來了實現(xiàn)穩(wěn)定流程的另外任務。
圖1 為了符合生產(chǎn)要求，汽車生產(chǎn)商正在對于不同材料性能的帶鋼卷逐一進行認真檢測
智能化模具戰(zhàn)略攻克大量衍生物
大量衍生物和小批量生產(chǎn)要求智能化模具戰(zhàn)略，“以前模具組件擁有2個外膜，現(xiàn)在擁有8個。”Weber博士zui終用工業(yè)4.0 攻克了這個難題。Weber博士眼下當務之急是首先建立情景監(jiān)控和預見性維護系統(tǒng)。“這個系統(tǒng)可以為我們提供數(shù)據(jù)，因為我們需要大量數(shù)據(jù)。”
當然，工業(yè)4.0 也大大改善了生產(chǎn)過程。正如大眾汽車創(chuàng)新管理負責人Albrecht Stahlmann博士說道：“如果生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)一實施互聯(lián)網(wǎng)，那么加工流程可以自己組織管理，控制和*化。”
大眾汽車將工業(yè)4.0 轉(zhuǎn)換成一個等級模塊。“今天設備模塊和設備功能*通過數(shù)字模塊進行描述，下一個等級系統(tǒng)將擴展到傳感器和執(zhí)行元件。”Stahlmann博士解釋說道。2018年計劃將設備模塊和設備功能模塊進行互聯(lián)網(wǎng)，以便實現(xiàn)自主過程控制，智能操作和過程控制。然后再將所有設備系統(tǒng)統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)到企業(yè)內(nèi)部的平臺上，實現(xiàn)世界聯(lián)網(wǎng)的自主*化。“設備控制部件，部件控制設備。在控制過程中整個工廠始終保持可連續(xù)的掌控性。”Stahlmann博士說道。
在這個過程中還面臨著其他一些其他的挑戰(zhàn)，無論在帶鋼卷中或者不同的進料過程中總會出現(xiàn)不希望發(fā)生的故障。這是由于材料性能引起不穩(wěn)定因素而造成的，為了解決這個問題，Stahlmann博士研發(fā)出一個自動化連續(xù)入口和出口控制系統(tǒng)。沖壓件廠生產(chǎn)過程中，材料在線檢測是質(zhì)量控制的一個核心環(huán)節(jié)。其數(shù)據(jù)和測值全部被存儲起來。對于Stahlmann博士來說，他還要求在薄板坯上打上具有帶鋼卷，工廠或者供貨商信息的個性化的標記，有可能的話，還包括必要的修整或者廢品信息。在停機的狀態(tài)不再是以群組計數(shù)。因為隨時可以提供即時數(shù)據(jù)。
為了掌控單臺沖壓機的現(xiàn)實狀態(tài)和個性化的磨損情況，大眾汽車與Chemnitz模具和成型技術研究所(IWU)研發(fā)了一種指形觸頭擠壓模具。“我們計劃將產(chǎn)品應用到*范圍內(nèi)并進行標準化生產(chǎn)，大眾汽車已經(jīng)購買。Stahlmann博士說道。這對于部件的質(zhì)量起著重要的影響。其模具還可以更加精細化，那么整個集團內(nèi)的沖壓件廠具有了可比性。Stahlmann博士認為預見性維護在工業(yè)4.0中屬于重要一環(huán)。
工業(yè)4.0 模具制造的亮點是虛擬的過程鏈，奧迪項目Jens Poelmeyer描述說道。他將工藝和設備的開發(fā)，技術設備的制作和產(chǎn)品的生產(chǎn)全部集成為價值鏈。如果沒有數(shù)字化這種集成也不會產(chǎn)生率。按照Poelmeyer的說法，數(shù)字化不是的，而數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)鏈接更具有意義。
圖2 “工業(yè)4.0 為模具制造創(chuàng)造了新的商業(yè)機遇。”奧迪虛擬過程鏈項目負責人Jens Poelmeyer描述說道
工業(yè)4.0 開啟模具制造新的商業(yè)可能性
通過新的商業(yè)領域為模具制造帶來了新的機遇。比如，虛擬嘗試，即實際過程振幅或者批量生產(chǎn)的虛擬過程窗口的制定。 在奧迪企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)中遠程維護平臺也采用工業(yè)4.0。使用者隨時可以調(diào)取提供給世界范圍的智能模具和流程中的信息。使快速和靈活的問題分析和合作成為可能。
板材的虛擬過程鏈也使每個過程步驟的本地的質(zhì)量過程發(fā)展到范圍內(nèi)。從單件直至部件組成的全部流程被鏈接到一起。
工業(yè)4.0 為奧迪模具制造呈現(xiàn)了3個貿(mào)易領域：智能產(chǎn)品，這里指的是過程之中調(diào)節(jié)智能模具。自己調(diào)整的模具和在zui后等級中自己學習的模具。智能服務，比如遠程維護。在大數(shù)據(jù)和自始至終的透明化條件下智能生產(chǎn)。其目的是通過很多等級實現(xiàn)高柔性化的加工，自始至終的數(shù)據(jù)，計劃的精細化，趨勢的可識別性，流程的調(diào)整性和智能助理。
通過智能服務，奧迪要達到一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析，從潤滑劑量的測量，成型過程中的模擬數(shù)據(jù)直至成型部件的與質(zhì)量相關的環(huán)節(jié)。為了遵守執(zhí)行過程窗口，智能模具中的傳感器可以掌控成型過程和執(zhí)行過程以及為下一個沖程主動作出相應的矯正的動作。
在整個過程鏈中實現(xiàn)了機床數(shù)據(jù)集成化，統(tǒng)一的信息測定的數(shù)據(jù)庫，信息的統(tǒng)一性，隨機的和探究的模型以及分析服務。工業(yè)4.0為我們帶來了部件的可追溯性，數(shù)據(jù)測定費用的降低，誤差的預先識別，錯誤的避免，極少的廢品率以及快速的生產(chǎn)啟動的等諸多優(yōu)點。