拟通过本文对共享集团铸造工厂数字化系统分析研究,建成一座在铸造行业领先的数字
化铸造工厂,打造新的铸造模式,变革传统铸造方式,树立铸造业转型升级示范,引领
行业进步
本文首先介绍了虚拟制造系统、智能制造、产品全生命周期管理系统物联网等先进
制造概念,并结合共享集团数字化建设基础和两化融合基础,通过分析共享集团公司铸
造工厂的铸造行业现状,以及对行业发展现状及国内外发展趋势进一步剖析,分析了共
享集团数字化/智能化铸造工厂实施的可行性。本文围绕“装备数字化,管理数字化,
设计数字化,制造数字化”四个方面,融合先进制造理念和现代信息技术发展,总体架
构分别以“VM (虚拟制造)、IM (智能制造)、TDM (全面数字化管理+制造数字化)”
三个方面作为实施方案的核心点,设计世界一流的数字化铸造工厂。共享集团铸造工厂
数字化系统体系架构的基本思路是:通过“人脑+电脑”构建全流程虚拟设计(VM),
通过3D打印等新技术为核心构建“五个”智能单元:成形智能单元、熔化浇注智能单
元、砂处理智能单元、精整智能单元、物流智能单元,在管理层、企业层与ERP (企业
资源计划管理)、PLM (产品全生命周期管理)、LIMS (实验室管理)、MES (制造执行
系统)等集成,最终构筑数字化铸造工厂
通过本文对共享集团铸造工厂数字化系统的研究,为数字化铸造工厂系统设计及应
用提供借鉴经验
关键词:数字化、智能化、铸造
I
西北大学硕士学位论文 Z
.
Abstract
Cast (cast iron, cast steel, etc) is leading industry for Kocel,provide casting
materials, mould, cast iron parts, steel castings, Mechanical parts and other products and total
solutions. But the production of foundry mostly conventional manual molding, core,
collection boxes large laborintensity, poor working conditions, the transformation and
Upgrading of Foundry is Kocel focus group work. To be adopted based on the digital systems
Kocel Foundry research, built a foundry industry leading
digital, flexible, green and efiBcient Foundry5integrate and create new digital Foundry model,
model for the transformation and upgrading of Chinafs foundry industry.
Paper first introduced advanced manufacturing concept (as virtual manufacturing, and
intelligent manufacturing, and green manufacturing) and advanced casting technology/
method, while combined Kocel in casting industry within leading of manxifacturing, and
technology and management experience, full fusion advanced information system, then
through analysis Kocel casting factory of casting industry status, and on industry development
status and the both at home and abroad development trend further analysis, analysis has Kocel
digital/intelligent of casting factory implementation of feasibility. Paper around equipment
digital, management digital, design digital, manufacturing digital four a aspects, Fusion
advanced manufacturing concept and modem information technology development, general
schema respectively to VM (virtual manufacturing), and IM (intelligent and TDM (foil
digital mamgement + manufactoing digitd)” three a aspects as implementation programe of
core points, design world first-class of digital/intelligent of casting factory. Kocel
digital/intelligent of casting factory system schema of basic thought is: through brain +
computer building foil process virtual design (VM),through 3D print,technology for core
building ,!five aH intelligent unit: forming intelligent unit, and melting pouring intelligent unit,
and sand processing intelligent unit, and fine whole intelligent unit, and logistics intelligent
unit, in management layer, and Enterprise layer and ERP (Enterprise resources plans
management), and PLM (products full life cycle management), and LIMS (laboratory
management), and MES (manufacturing execution system ) integration eventually
constructing digital/intelligent casting factory.
U
Abstract
^Through the study of this paper on the digital systems Kocel group of foundries,
intelligent Foundry for digital/systems design and application experience.
Key words: Digital、 Intelligent、Casting
m ^
西北大学硕士学位论文
目录
摘要 I
ABSTRACT II
胃一胃驗 1
1.1选题胃胃
:1.1.1铸造行业背景1.1.2共享集团铸造工厂数字化背景1.2研究意义 2
1.3研究的方法和内容1.3.1研究方法 3
1.3.2 研究 _ 3
1.4研究思路及框架 4
1.4.1研究思路 4
1.4.2技术路线 5
1.4.3论文研究框架第二章理论概述及发展现状与趋势2.1数字化铸造工厂理论概述2.1.1虚拟制造系统2.1.2智能制造(IM)2.1.3产品全生命周期管理系统(PLM)2.1.4设备物联网平台2.1.5数字化管理系统集成2.2国内外铸造工厂数字化发展现状2.2.1国外铸造工厂数字化发展现状2.2.2国内铸造工厂数字化发展现状2.2.3铸造工厂数字化集成技术发展现状及技术瓶颈2.3发展趋势 11
2.3.1未来行业国际发展趋势IV
2.3.2未来行业国内发展趋势第三章共享集团铸造工厂的现状及存在问题3.1共享集团简介 14
3.1.1公司基本情况3.1.2共享集团信息化、智能化发展历程3.2共享集团铸造工厂数字化系统发展现状3.2.1目前生产工艺流程3.2.2初步数字化系统的发展现状3.3存在问题分析 18
3.3.1共享集团铸造工厂数字化系统的内在问题)3.3.2共享集团铸造工厂数字化系统数字化系统的外在问题3.3.3共享集团铸造工厂数字化系统前期数字化系统推进问题3.3.4共享集团铸造工厂数字化系统数字化系统遇到的现实问题第四章共享集团实施数字化铸造工厂的可行性分析4.1外部环境可行性分析4.1.1创新信息技术的发展为智能制造的实现提供条件4.1.2国家对制造业企业创新转型的政策支持4.2内部共享集团数字化铸造技术基础可行性分析4.2.1突破了一批智能铸造关键技术4.2.2已构建铸造智能工厂模型
21
4.2.3具备较强的创新能力
21
4.2.4具有完备的人才培养引进机制
22
4.3资金支持可行性分析
22
第五章共享集团铸造工厂数字化系统方案构建
23
5.1共享集团铸造工厂数字化系统建设目标
23
5.2共享集团铸造工厂数字化系统体系架构设计
23
5.2.1主要内容 23
5.2.2系统模块框架及系统架构层级
24
5.3系统详细设计 26
5.3.1数字化车间采用计算机建模、仿真分析
26
V
西北大学硕士学爸论文
5.3.2铸造工艺集成设计与仿真分析系统建设
27
5.3.3智能单元建设
29
5.3.4物联网平台及三维可视化监控中心设计
38
5.3.5数字化管理系统集成设计
40
5.4技术难点和创新点分析
41
5.4.1技术难点 41
5.4.2技术仓d新点
42
5.5铸造工厂数字化系统建成后的管理作用和效果
44
5.5.1形成全面数字化管理的管理体系
44
5.5.2实现生产过程的可视化管理
44
5.5.3实现成本的精细化管理
44
5.5.4简化人力资源管理的人员管理工作
44
5.5.5开辟绿色铸造新模式,降低工伤事故,提升员工安全保障
44
5.5.6降低现场工人的劳动强度
45
第六章共享集团铸造工厂数字化系统实施方案及保障措施
46
6.1共享集团铸造工厂数字化系统实施计划
46
6.2共享集团铸造工厂数字化系统实施步骤
47
6.2.1软硬件选型
47
6.2.2实施小组架构
48
6.2.3功能模块构建
49
6.3共享集团铸造工厂数字化系统实施保障措施
50
6.3.1规划与制度保障措施
50
6.3.2人力保障措施
51
6.3.3管理保障措施
52
第七章总结 53
7.1 ^ 53
参 ;￥;献 54
致傲
56
VI
第一章绪论
;
第一章绪论
U选题背景
1.1.1铸造行业背景
铸造是装备制造业的基础产业,在国民经济中占据相当重要的位置。我国在铸造产
量方面已经连续十多年排名世界第一,但是在质量、效率、绿色方面差距明显,大而不
强,主要呈现如下问题:
(1)铸件质量较低。近年来,我国铸件质量虽有较大提高,但大多数铸造企业铸件废品
率仍成倍高于发达国家(2%3%)的水平。一些质量要求特别高的关键铸件我国还生
产不了,要依靠进口
(2)生产效率较低。中国共有26000多家铸造企业,平均每个企业的产量仅1200吨左右,
劳动生产率低,我国铸造企业人均年产量有的可以达到6080t/年,但全国平均还在
1520t/年,仅为国外的1/41/6
(3)装备总体水平低。以大批量生产的铸铁厂为例,国外基本上是自动造型线、热风冲
天炉一电炉双联熔炼、现代制芯中心等装备及热分析仪、真空直读光谱仪等先进检测设
备,我国只有少数企业可与之相比,大部分企业仍相差甚远
(4)铸件生产中的能耗较高、污染排放较严重、资源综合利用率较低。我国铸件生产的
能耗是发达国家同类铸件的1.52倍。相当多的中小企业生产工艺方法落后,清洁生
产的装备、原辅材料普及率不高,污染物排放量大,且没有配备有效的末端治理设施(有
的企业虽有治理设施,但也没有得到有效利用),无组
==>>