明志科技 ——有了“質(zhì)變”還要“智變” 傳承千年的鑄造業(yè)變了模樣

發(fā)布時(shí)間:2023-09-07

作者:科技日?qǐng)?bào)

瀏覽量:4477

  近日,記者走進(jìn)江蘇蘇州明志科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“明志科技”)的鋁合金熱交換器智能生產(chǎn)車間,這里既沒(méi)有煙塵,也沒(méi)有工人繁忙的身影。

  在智能車間的中控大屏上,實(shí)時(shí)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(tái)臺(tái)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?xì)獗趻鞝t,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(chǎng)。

  明志科技產(chǎn)品成功打入歐美高端市場(chǎng),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(guó)內(nèi)鑄造行業(yè)首個(gè)智能制造示范車間,實(shí)施智能化改造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型以來(lái),生產(chǎn)效率和質(zhì)量明顯提升,成為國(guó)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(guó)就掌握了青銅鑄造的技術(shù)。進(jìn)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(jìn)明志科技大樓,一眼就看到兩個(gè)碩大的砂芯。

  “這就是用制芯機(jī)制造出來(lái)的高鐵列車整體搖枕及側(cè)架砂芯?!鼻褊指嬖V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(jī)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(gè)鑄件的成型?!鼻褊謳е浾咦哌M(jìn)車間,一臺(tái)3米多高的制芯機(jī)正在隆隆工作中,射芯機(jī)把砂子快速噴射進(jìn)模具里,再通過(guò)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(guò)去,我國(guó)的鑄造業(yè)從材料、工藝到理念等各方面都與世界先進(jìn)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(xué)合作,開(kāi)展制芯工藝原理研究,用高速攝影機(jī)拍攝射芯過(guò)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(shí)度和強(qiáng)度以及一致性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí),明志科技特地建設(shè)了一個(gè)鑄造車間進(jìn)行鑄件生產(chǎn),用實(shí)踐檢驗(yàn)新品指導(dǎo)研發(fā)。

  閥體是火車剎車中樞控制系統(tǒng),但生產(chǎn)復(fù)雜閥體的技術(shù)難度非常大,即便是在歐美國(guó)家,復(fù)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(jiān)信能攻下這個(gè)難關(guān),他從提升原材料力學(xué)性能、采用精密組芯動(dòng)態(tài)坐標(biāo)系理論兩方面入手,改進(jìn)生產(chǎn)工藝,閥體的廢品率降至個(gè)位數(shù),從而產(chǎn)品順利打入美國(guó)市場(chǎng)。

  明志科技為德國(guó)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(duì)中國(guó)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(gè)孔洞,孔洞最小間距只有1.8毫米,這個(gè)訂單歐洲不敢接,但明志科技僅用3個(gè)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(chǎng)。

  在完成追趕國(guó)際先進(jìn)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(yùn)行大腦MiCL智能制芯控制系統(tǒng),裝備運(yùn)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(shí),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(jìn)入全面推廣階段。

  機(jī)器換人?讓“苦力崗”變身“技術(shù)崗”

  鑄造長(zhǎng)期以來(lái)一直以來(lái)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(jī)器人上崗承擔(dān)了繁重復(fù)雜的“體力勞動(dòng)”,工人升崗成為智能系統(tǒng)的操作員。

  盛夏時(shí)節(jié),記者走進(jìn)明志科技的鑄造車間,這里沒(méi)有漫天煙塵,也沒(méi)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(jī)器人用于企業(yè)的智能化改造,成為國(guó)內(nèi)第一批嘗試“機(jī)器人代人”的鑄造企業(yè)。后來(lái),企業(yè)陸續(xù)配置了50多臺(tái)工業(yè)機(jī)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(jī)器人和智能設(shè)備承擔(dān)了大部分重復(fù)機(jī)械的操作工作?!泵髦究萍佳邪l(fā)中心副經(jīng)理陸高春告訴記者,鑄造業(yè)工作強(qiáng)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(jī)器人抓手是車間的“大力士”。砂芯制成后重量超過(guò)200公斤,搬運(yùn)起來(lái)不僅費(fèi)力,還很危險(xiǎn)。過(guò)去,翻砂工作需要近10人來(lái)完成,而現(xiàn)在,這項(xiàng)工作只需一個(gè)人、一臺(tái)機(jī)器就可以完成。

  在現(xiàn)場(chǎng),一位工人向記者演示了操作過(guò)程:提前給射芯機(jī)設(shè)定好工作時(shí)間,機(jī)械手臂按照設(shè)定好的程序自動(dòng)運(yùn)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(dòng)系統(tǒng)也讓鑄造工人這個(gè)“苦力崗”變成了“技術(shù)崗”?!拔覀儾辉俾耦^干‘苦力’,而是轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)工人,不僅要對(duì)制造工藝了如指掌,還要會(huì)操作、保養(yǎng)智能設(shè)備,熟悉各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置?!鄙鲜龉と烁嬖V記者。

  記者了解到,明志科技智能鑄造示范車間自動(dòng)化程度高達(dá)90%以上。自車間投產(chǎn)以來(lái),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(gè)“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(fù)雜,許多環(huán)節(jié)對(duì)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(guò)程人為干預(yù),為產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)不穩(wěn)定因素。

  在傳統(tǒng)的制造過(guò)程中“老師傅的手藝就是標(biāo)準(zhǔn)”,而明志科技通過(guò)信息數(shù)字化技術(shù),將過(guò)去由“老師傅”把關(guān)的環(huán)節(jié)變成了一道道檢測(cè)點(diǎn),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(tái)上,各類數(shù)據(jù)一目了然,平臺(tái)可對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)、加工制作等參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析?!败囬g現(xiàn)場(chǎng)所有的制芯設(shè)備上都帶有一個(gè)明志科技開(kāi)發(fā)的MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))系統(tǒng),設(shè)備所有的運(yùn)行數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以通過(guò)智能化平臺(tái)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(tái)套,智能化率84%,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備40臺(tái)(套),設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率42.55%。通過(guò)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(zhǔn)配送、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)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(dòng)協(xié)同體系,實(shí)現(xiàn)了企業(yè)信息化、工廠自動(dòng)化的深度融合,在降低人員操作要求的同時(shí),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(duì)我們來(lái)說(shuō)是一筆不菲的支出,好在各級(jí)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(yù),堅(jiān)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(shuō)道。

  作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),鑄造為汽車、工程機(jī)械、軌道交通、機(jī)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(guó)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(biāo)桿企業(yè)。

  “現(xiàn)在,我們不僅出售高端智能制芯設(shè)備,還會(huì)輸出智能產(chǎn)線的項(xiàng)目策劃和工藝,幫助更多鑄造企業(yè)實(shí)現(xiàn)‘智改數(shù)轉(zhuǎn)’,創(chuàng)造更多價(jià)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(jìn)行智能產(chǎn)線迭代升級(jí),公司正在研制應(yīng)用新一代MES系統(tǒng),并啟動(dòng)建設(shè)一個(gè)新的智能鑄造產(chǎn)線。