—砂型鑄造裝備領域“小巨人”企業數字化轉型紀實

　　由“智變”引發的質變

　　◎本報記者 張 曄

　　近日，科技日報記者來到蘇州明志科技股份有限公司(以下簡稱明志科技)采訪。走進鋁合金熱交換器智能生產車間，這里既沒有煙塵，也沒有工人忙碌的身影。

　　在智能車間的中控大屏上，實時顯示著鋁液溫度、液面高度、廢氣溫度等參數。工人只需輕觸設備，一臺臺精密的鋁合金熱交換器就源源不斷地從智能鑄造流水線產出。

　　明志科技總經理邱壑告訴記者，這一批熱交換器即將出口歐洲，用于制造冷凝式燃氣壁掛爐，目前公司生產的鋁合金熱交換器已占據全球三分之一的市場。

　　明志科技產品成功打入歐美高端市場的動力源于數字賦能。作為江蘇一家傳統的鑄造企業，明志科技自2014年建立國內鑄造行業首個智能制造示范車間，實施智能化改造、數字化轉型以來，生產效率和質量明顯提升，成為國內砂型鑄造裝備領域的“小巨人”企業。

　　從制芯“跟跑者”到“領跑者”

　　早在公元前1700多年，我國就掌握了青銅鑄造的技術。進入工業革命后，鑄造更是成為制造業的基礎領域。

　　走進明志科技大樓，一眼就可以看到兩個碩大的砂芯。

　　“這就是用制芯機制造出來的高鐵列車整體搖枕砂芯及側架砂芯。”邱壑告訴記者，鑄造行業按工藝類別可分為砂型鑄造、精密鑄造、壓鑄等，其中砂型鑄造是鑄件生產的重要方式，大多數金屬鑄件都可以用砂型鑄造的方式獲得。

　　制芯機是砂型鑄造的關鍵核心設備。在這一領域，從最初的“跟跑者”，到成為如今的“領跑者”，明志科技僅用了20年。

　　過去，我國的鑄造業從材料、工藝到理念等各方面都與世界先進水平有較大差距。為了追趕世界一流水平，明志科技與清華大學合作，開展制芯工藝原理研究，用高速攝影機拍攝射芯過程，搞清楚制芯氣相—顆粒雙相流射砂充填原理，確保砂芯的緊實度和強度以及一致性達到設計要求。同時，明志科技特地建設了一個鑄造車間進行鑄件生產，用實踐檢驗新品并指導研發。

　　閥體是火車剎車的中樞控制系統，但生產復雜閥體的技術難度非常大。即便是在歐美國家，復雜閥體的廢品率也接近50%。但是明志科技總工程師楊林龍堅信他能攻下這個難關，他從提升原材料力學性能入手，以精密組芯動態坐標系理論指導改進生產工藝，使閥體的廢品率大幅下降，從而使產品順利打入美國市場。

　　德國一家采暖鍋爐企業需要一批熱交換器。這種熱交換器里管道密布，A4紙大小的砂芯像蜂窩板一樣布滿上千個孔洞，孔洞最小間距只有1.8毫米。這個訂單歐洲不敢接，但明志科技僅用3個月就交付。如今，明志科技生產的鋁合金熱交換器已占據全球三分之一市場。

　　在完成追趕國際先進鑄造裝備技術的基礎上，2016年，明志科技更以綠色智能為公司裝備的發展方向，推出自主研發的MiCC300集成式智能制芯單元，并配置了運行大腦MiCL智能制芯控制系統。這不僅提升了制芯裝備的可靠性，還實現了工藝參數的智能化控制，在保證制芯質量可靠的同時，制芯單元比傳統設備降低能耗近50%，效率提升近30%，占地減少25%。這一制芯裝備目前已經進入全面推廣階段。

　　讓工人告別“苦、臟、累”

　　鑄造業長期以來都是“苦、臟、累”的代名詞。但明志科技的生產車間里則是另一番景象：機器人上崗承擔了繁重復雜的“體力勞動”，工人升崗成為智能系統的操作員。記者走進明志科技的鑄造車間，這里沒有漫天煙塵，也沒有刺鼻氣味，只有平整光潔的地面與為數不多的工人。

　　早在2003年成立之初，明志科技就率先將工業機器人用于企業的智能化改造中。后來，企業陸續配置了50多臺工業機器人。這成為企業智能制造不可或缺的一環。

　　“工人已經告別了‘苦、臟、累’，機器人和智能設備承擔了大部分重復機械的操作工作。”明志科技研發中心副經理陸高春告訴記者，鑄造業工作強度大、工作環境差，經常面臨“用工荒”難題。明志科技引入智能設備后，再也不為用工發愁了。

　　砂芯制成后重量超過200公斤，搬運起來不僅費力，還很危險。但現在有了機械手臂這個“大力士”，一切都變得輕松又安全。在現場，一位工人提前設定好工作時間，機械手臂就會按照設定好的程序自動運行，不出40秒，一塊砂芯就穩穩地落在了記者的面前。

　　過去，翻砂工作需要近10人來完成，而現在，這項工作只需一個人、一臺機器就可以完成。

　　記者了解到，明志科技智能鑄造示范車間自動化程度高達90%以上。自車間投產以來，產品定制周期從7天減少到半天、員工人數減少70%、人均生產效率提升221%、產品廢品率下降70%。

　　老師傅服了大數據

　　一個“傻大粗”鑄造件的背后，有著怎樣的高新科技？明志科技用數字化創新不斷探尋著答案。

　　傳統的鑄造車間總體分為制芯、澆注、加工三大工段。不同工序操作復雜，許多環節格外依賴老師傅們的手藝。這種以人工為主的方式，不僅效率低，而且在制造過程中的人為干預還為產品質量帶來了不穩定因素。

　　在傳統的鑄造過程中，“老師傅的手藝就是標準”，而明志科技通過數字化技術，將過去由老師傅把關的環節變成了一道道檢測點，用智能系統代替人為把關。

　　在明志科技工業互聯網平臺上，各類數據一目了然，平臺可對生產進度、設備狀態、加工制作等參數進行精準分析。“車間現場所有的制芯設備上都帶有一個明志科技開發的MES(制造執行系統)系統，設備所有的運行數據和生產數據都可以通過智能化平臺傳輸給管理人員，為管理和決策提供了可靠的依據。”陸高春介紹。

　　截至目前，明志科技鑄造車間采用智能化設備79臺(套)，智能化率84%，聯網設備40臺(套)，設備聯網率42.55%。

　　明志科技通過設備、物料、人之間的數據互聯，構建了生產物料精準配送、生產過程實時管控、生產信息跟蹤追溯、能源消耗智能管控、安全環保智能管控、車間內外聯動的協同體系，實現了企業信息化、工廠自動化的深度融合，在降低人員操作要求的同時，大大提升了生產效率及產品質量。

　　2022年，專注砂型鑄造的明志科技成為國家專精特新“小巨人”企業，并入選江蘇省智能制造示范車間名單，也是蘇州市高端裝備制造和數字化改造標桿企業。

　　“現在，我們不僅出售高端智能制芯設備，還會輸出智能生產線的項目策劃和工藝，幫助更多鑄造企業實現‘智改數轉’，創造更多價值。”陸高春表示，明志科技將繼續聚焦數字化創新，不斷進行智能產線迭代升級。公司正在研制應用新一代MES系統，并啟動建設一條新的智能鑄造生產線。