為進(jìn)一步加快推動(dòng)人工智能和制造業(yè)的融合發(fā)展，在第六屆世界智能大會(huì)籌備期間，世界智能大會(huì)組委會(huì)首次與中國新一代人工智能發(fā)展戰(zhàn)略研究院、天津市智能科技產(chǎn)業(yè)專家咨詢委員會(huì)合作開展“WIC智能科技創(chuàng)新應(yīng)用優(yōu)秀案例”評(píng)選活動(dòng)。

　　本屆評(píng)選面向“智能制造”方向，圍繞關(guān)鍵技術(shù)及核心基礎(chǔ)部件、智能化裝備和制造過程智能化技術(shù)與系統(tǒng)（數(shù)字化工廠車間）三大領(lǐng)域，面向全國征集到186個(gè)案例，覆蓋全國21個(gè)?。ㄖ陛犑校?，分布在27個(gè)行業(yè)。評(píng)選活動(dòng)遵循公平、公正、客觀、權(quán)威的原則，由30位智能科技領(lǐng)域中外知名專家組成評(píng)審委員會(huì)，從創(chuàng)新性和獨(dú)特性、應(yīng)用價(jià)值與實(shí)效性、實(shí)施難度與復(fù)雜性、市場(chǎng)影響與推廣性等維度對(duì)申報(bào)案例進(jìn)行評(píng)審，最終評(píng)選出10個(gè)優(yōu)秀案例。我們將在未來一段時(shí)間通過官網(wǎng)、官微等平臺(tái)陸續(xù)展播優(yōu)秀案例，推動(dòng)創(chuàng)新應(yīng)用案例的推廣和普及，進(jìn)一步帶動(dòng)人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合。

　　本期案例概述

　　本期為大家?guī)硎髢?yōu)秀案例之一、制造過程智能化技術(shù)與系統(tǒng)（數(shù)字化工廠/車間）領(lǐng)域入選案例——面向鑄造行業(yè)的全流程生產(chǎn)數(shù)字化及優(yōu)化控制關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化，核心技術(shù)關(guān)鍵詞為鑄造數(shù)字化技術(shù)、輕量化建模、模塊化柔性拼接。

　　鑄造是制造業(yè)的基礎(chǔ)，是衡量國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志，為解決我國鑄造行業(yè)生產(chǎn)過程中存在的工藝復(fù)雜、智能化轉(zhuǎn)型困難等共性問題，天津開發(fā)區(qū)精諾瀚海數(shù)據(jù)科技有限公司研究了面向鑄造行業(yè)的全流程生產(chǎn)數(shù)字化及優(yōu)化控制關(guān)鍵技術(shù)，該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了工藝、生產(chǎn)、產(chǎn)品等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、在線共享和全面融合。通過挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，提出了設(shè)備群故障診斷與健康管理的方法，建立了預(yù)測(cè)、優(yōu)化的核心工藝庫，完成了快速柔性拼接的模塊化開發(fā)、部署技術(shù)。

　　本期案例詳解

　　一、剖析鑄造難題，提出解決辦法

　　中國鑄造工業(yè)要想走高質(zhì)量、低碳化的發(fā)展道路，必須要發(fā)展高端鑄造，解決低端鑄件出口低附加值的問題，而數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)高端鑄造的關(guān)鍵路徑。隨著中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)，部分鑄造企業(yè)開始探索數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。鑄造行業(yè)較為特殊，精諾數(shù)據(jù)解決了行業(yè)發(fā)展的三方面問題：

　　問題1：鑄造既包括流程型生產(chǎn)又包括離散型生產(chǎn)，關(guān)鍵設(shè)備數(shù)量多、工序間關(guān)聯(lián)緊密，其主產(chǎn)線關(guān)鍵設(shè)備群故障診斷和健康管理困難。

　　針對(duì)此問題，精諾數(shù)據(jù)提出了螺旋式推進(jìn)的故障診斷與預(yù)測(cè)性維護(hù)方法，形成了鑄造產(chǎn)線關(guān)鍵設(shè)備群協(xié)同運(yùn)行機(jī)制和預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)。與傳統(tǒng)設(shè)備定期點(diǎn)檢、事后維修相比，非計(jì)劃內(nèi)停機(jī)時(shí)間降低17%，節(jié)能降耗10%。

　　問題2：熔煉、澆注、熱處理等工序?yàn)檫B續(xù)生產(chǎn)，各工序間的產(chǎn)品質(zhì)量存在相互影響、相互制約，工藝、原料和質(zhì)量等關(guān)鍵因素之間沒有形成有機(jī)的閉環(huán)，核心工藝還存在靠經(jīng)驗(yàn)判斷的情況，形成行業(yè)知識(shí)沉淀難。

　　針對(duì)此問題，精諾數(shù)據(jù)研究了鑄造產(chǎn)品質(zhì)量與工藝機(jī)理、原料與工況、熱處理與晶粒成長(zhǎng)等不同過程影響因素與產(chǎn)品性能之間的關(guān)系，形成了鑄造工藝機(jī)理模型庫，改變了中國鑄造行業(yè)關(guān)鍵工藝靠老師傅經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)狀，并為鑄造行業(yè)工藝共享打下基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比，利用工藝模型庫可以節(jié)省原材料17%，節(jié)能降耗5%，質(zhì)量提升22%。

　　問題3：由于鑄造生產(chǎn)工序多、原料雜、工藝繁，其數(shù)字化改造時(shí)間和成本高居不下，中小企業(yè)推進(jìn)難。

　　針對(duì)此問題，精諾數(shù)據(jù)提出了鑄造行業(yè)的模塊化柔性拼接全流程生產(chǎn)管理數(shù)字化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鑄造企業(yè)間不同類型功能模塊的快速拼接搭建。與傳統(tǒng)數(shù)字化改造方案相比，改造周期縮短46%，在不影響生產(chǎn)的情況下，低成本完成數(shù)字化、智能化改造。

　　整體來看，針對(duì)鑄造行業(yè)生產(chǎn)過程中的共性問題，項(xiàng)目組研發(fā)的面向鑄造行業(yè)的全流程生產(chǎn)數(shù)字化及優(yōu)化控制關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量追溯、跟蹤、分析、預(yù)測(cè)和優(yōu)化，對(duì)工藝執(zhí)行情況、效果進(jìn)行反饋和評(píng)價(jià)，并建立了擁有自主核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)的方法和工藝。

　　項(xiàng)目從全流程、全局綜合優(yōu)化視角進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、數(shù)據(jù)化驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)智能管控升級(jí)，突破了單一設(shè)備壽命難預(yù)測(cè)、質(zhì)量檢測(cè)單工序單要素管控的局限，打破原有業(yè)務(wù)部門邊界，縮短決策和信息傳遞鏈，實(shí)現(xiàn)鑄造單元過程精準(zhǔn)制造和多工序整體協(xié)同生產(chǎn)決策優(yōu)化，為鑄造生產(chǎn)工序數(shù)字化、生產(chǎn)管理智能化、生產(chǎn)工藝模型化升級(jí)提供技術(shù)保障。

　　二、開展對(duì)外合作，協(xié)同創(chuàng)新模式

　　本項(xiàng)目目前處于落地轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化推廣階段。與傳統(tǒng)鑄造生產(chǎn)相比，本項(xiàng)目從全流程、全局綜合優(yōu)化視角進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、數(shù)據(jù)化驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)智能管控升級(jí)，突破了質(zhì)量檢測(cè)單工序、單要素管控的局限，實(shí)現(xiàn)鑄造單元過程精準(zhǔn)制造和多工序整體協(xié)同生產(chǎn)決策優(yōu)化。

　　項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與邢臺(tái)德龍機(jī)械軋輥有限公司達(dá)成合作，在德龍軋輥現(xiàn)有產(chǎn)線上進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)施。德龍軋輥成立于2007年6月，是全國軋輥行業(yè)理事會(huì)副理事長(zhǎng)單位，河北省金屬學(xué)會(huì)理事單位。公司榮獲“中國冶金裝備十大品牌企業(yè)”“河北省優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品”等稱號(hào)，是中國鑄造大省——河北省的代表性企業(yè)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與德龍軋輥合作多年，本項(xiàng)目的轉(zhuǎn)化不僅有助于德龍形成穩(wěn)定的質(zhì)量體系和低碳的生產(chǎn)工藝，預(yù)期德龍節(jié)約原材料成本15%、能源成本10%、生產(chǎn)效率提升12%、鑄件精準(zhǔn)度提升30%。同時(shí)本項(xiàng)目的轉(zhuǎn)化推廣更有助于探索低碳鑄造模式，一旦技術(shù)在德龍軋輥轉(zhuǎn)化成功，將進(jìn)一步擴(kuò)展到華北地區(qū)鑄造集群，助力華北地區(qū)達(dá)成“經(jīng)濟(jì)”和“雙碳”的雙目標(biāo)。

　　項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)同時(shí)邀請(qǐng)河北工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)提供技術(shù)支持，更進(jìn)一步通過大數(shù)據(jù)對(duì)質(zhì)量問題重點(diǎn)工序或工藝進(jìn)行建模，在充分依托邢臺(tái)德龍機(jī)械軋輥有限公司在工業(yè)鑄造領(lǐng)域的重要積累、專業(yè)優(yōu)勢(shì)與關(guān)鍵能力的基礎(chǔ)上，積極采用產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新模式，開展對(duì)外合作，取長(zhǎng)補(bǔ)短，促進(jìn)企業(yè)快速、低成本的完成智能化升級(jí)改造。

　　三、核心技術(shù)輸出，助力智能鑄造

　　項(xiàng)目組將科研成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣，主要應(yīng)用客戶為國內(nèi)外領(lǐng)先工業(yè)企業(yè)及中小型工業(yè)企業(yè)，對(duì)于大型企業(yè)，如中信戴卡集團(tuán)、吉元集團(tuán)、德龍集團(tuán)等，提供整廠解決方案；對(duì)于中小型企業(yè)，如滄州浩泰、邯鄲慧橋等，提供標(biāo)品解決方案，并在泊頭、鹽山等進(jìn)行集聚區(qū)示范推廣，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)國外輸出，成果推廣至摩洛哥、天津、河北、寧夏等國家或地區(qū)應(yīng)用。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，節(jié)約原材料成本15%，能源成本10%，生產(chǎn)效率提升12%，鑄件精準(zhǔn)度提升30%，創(chuàng)造新增經(jīng)濟(jì)效益23.7 億元，用輕量化的工業(yè)智能平臺(tái)助力鑄造生產(chǎn)行業(yè)邁向智能化新階段。項(xiàng)目成果入選工信部推薦中小企業(yè)數(shù)字化平臺(tái)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟AII2019 工業(yè)APP 應(yīng)用案例（全國共十五家企業(yè)入選）。

來源：世界智能大會(huì)組委會(huì)