鍛造生產(chǎn)線的數(shù)字化通常由工藝裝備的數(shù)字化、工藝參數(shù)的數(shù)字化、產(chǎn)品的數(shù)字化及生產(chǎn)運(yùn)維的數(shù)字化構(gòu)成。針對(duì)鍛造生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化，即工藝參數(shù)的數(shù)字化，介紹了其構(gòu)成，指出了生產(chǎn)過(guò)程中需要采集的各種參數(shù)信息，闡述了生產(chǎn)過(guò)程中總控室和各個(gè)設(shè)備之間的聯(lián)系，并給出了鍛造生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化的簡(jiǎn)要實(shí)施步驟。分析了鍛造生產(chǎn)線的數(shù)字化與專家系統(tǒng)的關(guān)系，指出了鍛造生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化的重要作用: 一是有助于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的透明性和產(chǎn)品的可追溯性; 二是為后期專家系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。
數(shù)字化的內(nèi)涵
廣義上來(lái)說(shuō)，數(shù)字化是指以數(shù)字形式表示 ( 或表現(xiàn)) 非離散化的數(shù)據(jù)。具體來(lái)說(shuō)，數(shù)字化是指將許多復(fù)雜多變的信息 ( 如圖像、線條、聲音等)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗械亩M(jìn)制代碼，引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理。數(shù)字化過(guò)程是指在計(jì)算機(jī)內(nèi)部利用 “0”和 “1”的編碼技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)一切信息的編碼、解碼的過(guò)程。
對(duì)鍛造行業(yè)來(lái)說(shuō)，鍛造生產(chǎn)線的數(shù)字化是指使用 “0”和 “1”兩位數(shù)字編碼，將生產(chǎn)線上一切相關(guān)的設(shè)備信息，如壓力、電流、故障等，及產(chǎn)品信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行傳輸，再通過(guò)接收器使其能夠在終端計(jì)算機(jī)上直觀地顯現(xiàn)出來(lái)，以便操作者能夠直觀地、實(shí)時(shí)地獲取設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)度以及質(zhì)量參數(shù)等信息，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的透明性和產(chǎn)品的可追溯性，為建造鍛造生產(chǎn)線智能化提供數(shù)據(jù)支持。
鍛造生產(chǎn)線的構(gòu)成
鍛造生產(chǎn)線一般是由下料設(shè)備、加熱設(shè)備、鍛造設(shè)備 ( 鍛造用主壓力機(jī)、切邊用壓力機(jī)或校正用壓力機(jī)) 、熱處理設(shè)備等組成。下料設(shè)備是指將零件或者毛坯從原材料上分離下來(lái)的設(shè)備，如棒料剪斷機(jī)等。加熱設(shè)備是指將物料或工件加熱到適合鍛造的溫度的設(shè)備，如中頻加熱爐、電加熱爐等。鍛造用主壓力機(jī)是指鍛造生產(chǎn)線上用來(lái)完成產(chǎn)品成形的主要工序所使用的鍛造壓力機(jī)，通常可采用摩擦壓力機(jī)、離合式螺旋壓力機(jī)、熱模鍛壓力機(jī)等 。
切邊用壓力機(jī)或校正用壓力機(jī)是指鍛造生產(chǎn)線上完成產(chǎn)品主要工序后需對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行切除飛邊、校正產(chǎn)品等整形工序所使用的壓力機(jī)，如閉式單點(diǎn)壓力機(jī)、沖床等。熱處理設(shè)備是指對(duì)鍛造生產(chǎn)線最終的產(chǎn)品進(jìn)行熱處理，使產(chǎn)品具有預(yù)期組織和性能的設(shè)備，如固溶爐等。
鍛造生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化構(gòu)成
鍛造生產(chǎn)線的數(shù)字化是數(shù)字化技術(shù)在鍛造生產(chǎn)車間中的一種應(yīng)用模式，以生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化為目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的透明性和產(chǎn)品的可追溯性鍛造生產(chǎn)線的數(shù)字化通常包括工藝裝備的數(shù)字化、工藝參數(shù)的數(shù)字化、產(chǎn)品的數(shù)字化及生產(chǎn)運(yùn)維的數(shù)字化。本文著重介紹了鍛造生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化部分，也就是鍛造生產(chǎn)線工藝參數(shù)的數(shù)字化部分。在鍛造過(guò)程中，工藝參數(shù)的數(shù)字化是指將鍛造生產(chǎn)線上影響產(chǎn)品成形的各種參數(shù)，如電壓、電流、溫度、打擊力等進(jìn)行數(shù)字化分析的過(guò)程，最終在生產(chǎn)線的總控室以直觀的形式顯示出來(lái)。
鍛造生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化簡(jiǎn)要實(shí)施方案
首先，需建立生產(chǎn)線的總控主站，它一般包括主站 PLC、人機(jī)界面、終端計(jì)算機(jī)等。其中，終端PLC 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線 DP 或 PN 與生產(chǎn)線各個(gè)設(shè)備的個(gè)體從站 PLC 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊、控制和進(jìn)行少量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，并在人機(jī)界面上以圖表、輸入輸出等形式做出相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示和參數(shù)設(shè)定。通過(guò)終端計(jì)算機(jī)與主站 PLC 的通訊，可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)，同時(shí)，也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示器代替簡(jiǎn)單的人機(jī)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的圖像處理和顯示。
其次，可通過(guò)加裝帶有輸出功能的電表來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備電壓、電流以及耗電量的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。通過(guò)加裝讀碼器之類的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)上料、出料的身份識(shí)別，使每個(gè)產(chǎn)品都具有 “身份證”。通過(guò)加裝溫度傳感器、壓力傳感器、打擊力傳感器等過(guò)程傳感器，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備和產(chǎn)品細(xì)節(jié)狀態(tài)的可視化。
最后，由主站 PLC 收集并儲(chǔ)存各個(gè)總站上傳的數(shù)據(jù)，通過(guò)程序處理可將生產(chǎn)時(shí)的設(shè)備狀態(tài)、產(chǎn)品狀態(tài)與每個(gè)產(chǎn)品的 “身份證”一一對(duì)應(yīng)，再通過(guò)終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)用，來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可追溯性。
以上是鍛造生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化的簡(jiǎn)要，實(shí)施方案。隨著整個(gè)生產(chǎn)工藝的完善和進(jìn)步可以不斷擴(kuò)充所需采集的參數(shù)和信息，最終形成
一整套生產(chǎn)線的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，并可以通過(guò)長(zhǎng)期的監(jiān)控掌握生產(chǎn)線在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)的整體狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)故障隱患的排除，以此來(lái)提高生產(chǎn)效率，提升經(jīng)濟(jì)效益。
與鍛造生產(chǎn)線專家系統(tǒng)的關(guān)系
專家系統(tǒng)是指一種在特定行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有大量的相關(guān)專業(yè)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的一個(gè)或多個(gè)專家提供的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過(guò)程，以解決那些需要人類專家處理的復(fù)雜問(wèn)題。對(duì)于鍛造行業(yè)來(lái)說(shuō)，鍛造生產(chǎn)線的專家系統(tǒng)一般是指用來(lái)根據(jù)生產(chǎn)線中出現(xiàn)的各種狀況和故障，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行細(xì)致地觀察分析，推導(dǎo)出產(chǎn)生這些狀況和故障的原因，并進(jìn)一步提出解決方法的一類系統(tǒng)。
結(jié)語(yǔ)
鍛造生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化的有效實(shí)施具有以下重要作用: 一是使操作者能夠直觀地、實(shí)時(shí)地獲取設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)度以及質(zhì)量參數(shù)等信息，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的透明性和產(chǎn)品的可追溯性，為建造鍛造生產(chǎn)線智能化提供數(shù)據(jù)支持; 二是為后期的專家系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，通過(guò)專家系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，可用于分析產(chǎn)品質(zhì)量、故障原因等。對(duì)鍛壓行業(yè)來(lái)說(shuō)，鍛造生產(chǎn)線的數(shù)字化的實(shí)施，可以有效地縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)的生產(chǎn)效率、增強(qiáng)企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，并為即將到來(lái)的智能化鍛造打下優(yōu)良的基礎(chǔ)。
