傳統(tǒng)壓鑄生產(chǎn)過程中，溫度對產(chǎn)品形態(tài)和力學(xué)性能有著重要影響，但實現(xiàn)模具溫度平衡，向來是個難題：

·缺乏配套紅外設(shè)備

·高度依賴人工

·工藝調(diào)優(yōu)難度大

……

這些難點，導(dǎo)致模溫調(diào)試要么依靠人工經(jīng)驗，要么借助CAE仿真軟件計算輔助調(diào)參，但到了一體化壓鑄時代，以上控制方法也只能望洋興嘆。

設(shè)計一個大型鑄件的模溫控制系統(tǒng)，意味著要設(shè)置數(shù)以百計的油溫、水溫、冷卻時間等參數(shù)，布設(shè)300余根管路，并預(yù)留半年以上的試模時間。材料、人力和時間成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)零部件。

特斯拉Model Y后底板的一體化壓鑄模具

圖片來源：Patrick Pleul

一套能盡可能解放人工模溫干預(yù)，令模溫檢測和模溫控制功能無縫協(xié)作的系統(tǒng)，已經(jīng)成為全行業(yè)共同呼聲。

基于此，適創(chuàng)科技打造了“智能模溫系統(tǒng)”。

據(jù)了解，該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于吉利汽車旗下極氪工廠、梅山工廠，以及長安汽車一體化壓鑄車間智慧工廠項目，并且獲得由鑄造行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心、中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會聯(lián)合頒發(fā)的2023年全國壓鑄行業(yè)創(chuàng)新技術(shù)獎項。

智能模溫系統(tǒng)是部署于壓鑄島內(nèi)的軟硬一體化計算設(shè)備，旨在聯(lián)通模溫控制系統(tǒng)、紅外以及其他壓鑄島內(nèi)周邊設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、模溫異常發(fā)掘、工藝自動計算與下發(fā)的功能，實現(xiàn)模具溫度全自動化反饋控制。

我們通過DOE實驗設(shè)計生成技術(shù)，解決了傳統(tǒng)仿真技術(shù)過慢的問題。

在前期，設(shè)計師輸入完整模具設(shè)計數(shù)模，系統(tǒng)會進(jìn)行如下工作：

·自動評估溫控系統(tǒng)設(shè)計的合理性

·確認(rèn)管路數(shù)量與屬性，確認(rèn)油溫、水溫、通水時間、延遲時間等控制參數(shù)

·匹配油溫機(jī)、水溫機(jī)及冷卻單元回路數(shù)量并評價分組連接合理性

最終，系統(tǒng)一鍵生成DOE方案，提交智鑄超云進(jìn)行仿真計算。在智鑄超云算力支持下，包含5000萬模溫網(wǎng)格，330變量，DOE10000組參數(shù)、20節(jié)點計算耗時僅需2.5天。

仿真完成后，利用深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，即可構(gòu)建可預(yù)測的模具表面三維溫度場代理模型。訓(xùn)練后，輸入初始溫度與工藝參數(shù)，即可實現(xiàn)一秒內(nèi)模具表面溫度的快速仿真預(yù)測。

如下圖所示，在1000萬模溫網(wǎng)格規(guī)模下，智鑄超云計算耗時4小時后（32核），生成代理模型，最終可做到僅100毫秒延遲的實時預(yù)測，代理模型與仿真計算的最大誤差小于3%。

在生產(chǎn)階段，適創(chuàng)科技通過深度學(xué)習(xí)圖像處理技術(shù)，將多個紅外攝像頭拍攝的影像進(jìn)行分割、變換后，多個二維圖像可復(fù)現(xiàn)為三維溫度場，實現(xiàn)更直觀的觀測。

隨后，系統(tǒng)通過換熱系數(shù)反算技術(shù)，根據(jù)復(fù)現(xiàn)的溫度場，修正各管路實際換熱系數(shù)，修正前期構(gòu)建的快速仿真模型，使模型更貼合真實情況。

與此同時，系統(tǒng)也將基于深度學(xué)習(xí)的連續(xù)控制策略，構(gòu)建基于溫度場與工藝參數(shù)轉(zhuǎn)化的預(yù)測模型。

輸入異常溫度場與期望溫度場，預(yù)測模型可實現(xiàn)用于處理溫度異常的工藝參數(shù)調(diào)節(jié)量反算，同時根據(jù)目前溫度場的異常，進(jìn)行實時工藝優(yōu)化。

在實際生產(chǎn)中，智能模溫系統(tǒng)的整體運行流程如下：

01 開模后，系統(tǒng)接收并校驗?zāi)叵到y(tǒng)參數(shù)采集信號、壓鑄機(jī)及其周邊設(shè)備的參數(shù)采集信號、紅外設(shè)備各角度噴涂前后拍攝圖像等，確認(rèn)沒有硬件異常后，排查紅外數(shù)據(jù)中是否反饋存在溫度異常情況。

02 若出現(xiàn)模溫異常，則對異常進(jìn)行類型判斷，并進(jìn)行報警，對于可調(diào)節(jié)的異常，調(diào)用計算程序，計算各工藝參數(shù)調(diào)節(jié)量。

03 向溫控設(shè)備下發(fā)溫控參數(shù)前，調(diào)用快速仿真計算校驗調(diào)整后溫度情況；后續(xù)持續(xù)監(jiān)控模具表面溫度，確認(rèn)溫度調(diào)整情況。

智能模溫系統(tǒng)是適創(chuàng)科技智慧壓鑄工廠的關(guān)鍵組成部分，它代表著適創(chuàng)科技透明化、敏捷化、智能化的智能生產(chǎn)理念，并具備虛擬制造、設(shè)備運行監(jiān)控預(yù)警、自適應(yīng)調(diào)整、全域自動化等關(guān)鍵要素，充分展現(xiàn)了企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的專業(yè)性和先進(jìn)性，為完善現(xiàn)代智能制造體系貢獻(xiàn)了新的思路。

適創(chuàng)科技的目標(biāo)是實現(xiàn)全車間操作決策自動化，打造全自動工藝大腦。目前，適創(chuàng)的智慧工廠以L4級智能制造為標(biāo)桿，并將向L5級水準(zhǔn)加速沖刺。在未來，適創(chuàng)將會以建設(shè)高質(zhì)、高效、精益、可持續(xù)發(fā)展的智慧壓鑄工廠為愿景，為客戶打造更多高價值服務(wù)。