定義與特征

        智能鑄造是基于新一代的信息通信技術與先進的鑄造技術深度融合，貫穿于工藝設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。

       智能鑄造的特征是信息感知、優化決策、執行控制。
       智能鑄造的實施可有效縮短鑄件產品的研制周期，提高生產效率，提升產品質量，降低資源消耗，改善工作環境，是鑄造行業轉型升級的必由之路。

范式演進（見圖-1）

圖-1 綠色智能鑄造的范式演進及智能迭代關系圖

1.第一代：數字化制造

        數字化制造是智能制造的第一種基本范式，是在鑄造技術和數字化技術融合的大背景下，通過對產品信息、工藝信息和資源信息進行數字化描述、集成、分析和決策，進而快速生產出滿足用戶要求的產品。主要聚焦于提升企業內部的競爭力，提高企業產品設計和制造質量，提高勞動生產率，縮短新產品研發周期，降低成本和提高能效。

       對于鑄造行業來講，這一代主要體現在業務的數字化，大量采用CAD/CAE/鑄造工藝輔助設計系統等進行數字化設計、建模和仿真分析；大量采用具有數控系統的設備；建立了企業信息化系統，采用MRP/ERP/PDM等系統對鑄造過程各種信息進行管理，提升各生產環節的效率和質量；超前一點的企業開始對生產全部過程的各環節進行集成并優化運行，應用計算機系統集成制造系統（CIMS）解決方案。

2.第二代：數字化網絡化制造

        數字化網絡化制造是智能制造的第二種范式，可以稱之為 “互聯網+鑄造”。這一代在鑄造數字化的基礎上，深入應用先進的網絡技術，用網絡將人、流程、數據和事物連接起來，聯通企業內部和企業間的信息孤島，通過企業內、企業間的協同和各種社會資源的共享與集成，實現全產業鏈的優化，快速、高質量、低成本地為市場提供所需的產品和服務，使得企業對市場變化具有更快的適應性，能夠更好地收集用戶對產品使用和產品質量的信息，在制造柔性化、管理信息化方面達到了更高的水平。

       這一代智能制造的推進，對鑄造行業的影響主要體現在業務的深度集成方面。能夠打通整個制造系統的數據流，企業之間能夠實現更多的協同（如流程協同、數據協同、模型協同），實現協同設計和協同制造，重點體現在供應鏈的協同、客戶關系的協同、鑄件模型協同等方面，并開始實踐基于互聯網的遠程鑄件見證、診斷等在線服務。

3.新一代：數字化網絡化智能化制造

        隨著人工智能技術的加速突破和發展，先進制造、鑄造技術與新一代人工智能技術的深度融合，形成了新一代智能制造——數字化網絡化智能化制造。大數據智能、人機混合智能、群體智能、跨媒體智能、自主智能等新一代人工智能技術將用于鑄造行業，并深刻改變鑄造模式。新一代智能制造在鑄造行業的主要特征將重點體現在制造系統具備學習能力。通過深度學習、增強學習、遷移學習等技術的應用，提升鑄造企業創新和服務能力。新一代智能制造是真正意義上的智能制造。

 系統架構

        智能鑄造工廠架構圖如圖-2所示。隨著智能制造技術的進步，鑄造智能工廠將基于 “云+廠” 的模式構建。

1.云

       云指鑄造專業云+遠程運維云。

（1）鑄造專業云 它提供鑄造智能工廠企業層以上應用軟件服務，并實現人、財、物、產、供、銷業務縱向集成，依托云平臺和大數據技術，逐步融入人工智能技術，提供智能管理決策支持。

圖-2 智能鑄造工廠架構圖

（2）遠程運維云 它提供鑄造行業智能設備、智能生產單元、智能工廠的物聯以及運行、狀態、維保等數據的采集，將采集到的數據經過處理、傳輸到云平臺進行大數據累積、展現分析、應用。通過智能預警模型、智能診斷模型、智能自學習知識庫等應用，提供更好的設備維護方案、運營優化方案、運營戰略管理方案等。

2.廠

        廠是指由設備層、控制層、車間層組成，具體可包括虛擬鑄造系統及成形智能生產單元、熔化澆注智能生產單元、精整智能生產單元三大智能生產單元和MES，并融入人工智能技術。

（1）虛擬鑄造系統 它通過“人腦+計算機”構建全流程虛擬鑄造系統，實現顧客詢價、對標、方法策劃、方案策劃的有效管理，實現關鍵節點應用專家庫進行自動對比、自動推薦的功能，形成涉及質量、環境、成本、設備、安全等關鍵參數傳遞至向生產系統，并將實際數據采集反饋，形成閉環控制。

（2）智能生產單元 它將鑄造過程劃分成成形、熔煉澆注、精整等智能生產單元，每個單元都將具備信息感知、優化決策、執行控制等功能，并通過軟件技術實現與云端管理管理系統的集成。

 實施路徑

       為科學推進智能鑄造在企業及行業的應用，智能鑄造實施路徑（見圖-3）將按照“點、線、面、體”四個層次有序推進。

1.點

       聚焦數字化、網絡化、智能化技術，在鑄造3D打印、新型材料、機器人（重載AGV等）、智能控制器等 “點” 上實現技術創新和產業化。

圖-3 智能鑄造實施路徑

2.線

       聚焦鑄造智能生產單元，形成集成解決方案和產業化應用示范。

3.面

       聚焦鑄造數字化車間和智能工廠，開展虛擬制造、智能生產、數字化管理等集成研究及推廣應用，以示范帶動產業升級。

4.體

       聚焦智能鑄造相關產業，如3D打印、智能物流設備等智能裝備、智能材料、智能化服務等，聚合優勢資源，形成聯動效應，打造產業創新創業新生態。

       智能制造是制造技術與數字技術、人工智能技術及新一代信息技術的融合的產物，其推行應用是一項復雜的系統工程，涉及理念重塑、工藝流程再造、知識庫專家庫及人工智能系統構建、關鍵工業軟件和智能裝備的突破、互聯網化、系統架構搭建及相關軟硬件集成以及運維支持等多重知識、技術的交叉融合，需要在實踐中長期堅持、迭代升級，同時需要集眾智匯眾力，共同努力?；谥悄苤圃鞂嵺`的復雜性，2015年“中國制造2025”出臺后，工信部又公布了《智能制造工程實施指南 2016—2020》，明確要加快培育智能制造系統解決方案供應商。2016年11月30日，工信部指導成立了智能制造系統解決方案供應商聯盟，旨在構建專業化的智能制造服務隊伍，通過協同工作模式，為企業提供專業化的服務。鑄造行業目前自身的數字化網絡化智能化方面基礎相對弱，人才匱乏，更需要專業團隊在智能鑄造轉型實踐中的專業支持。

摘自現代鑄鐵技術