汽車制造
前言
習近平總書記強調，中小企業聯系千家萬戶，是推動創新、促進就業、改善民生的重要力量。希望專精特新中小企業聚焦主業，精耕細作，在提升產業鏈供應鏈穩定性、推動經濟社會發展中發揮更加重要的作用。 武漢華中數控股份有限公司作為國內高端數控系統龍頭企業， 旗下擁有國家級、省市級數十家“專精特新”企業。 湖南華數智能技術有限公司成立于2019年12月，是以國家數控系統工程技術研究中心為依托，以建設成為軍民融合、智能制造類產品主要研發生產中心為目標。是集成技術研發、生產銷售、教育教學、技術轉化為一體的產業化平臺。公司擁有高性能數控系統配套、數控機床、工業機器人、工業互聯網、智能產線等方面產品與技術。主要圍繞工控領域、國防軍工、數控教學與實訓等方面，開展研發、生產、銷售及成套技術解決方案的咨詢與服務業務。 入駐株洲經開區以來，湖南華數先后申報了36項專利技術，其中獲得專利證書25項，已授權的5項；同時公司完成了ISO9001質量體系認證、3A信用等級認證、武器裝備質量管理體系認證。先后榮獲湖南省自主創新先進單位、湖南省優秀創新創業項目、株洲市產教融合先進單位等榮譽；湖南省第三屆新型信息消費大賽獲技術創新獎；2021年全國工業APP和信息消費大賽獲信息消費技術創新獎；同時華數團隊獲得了2021年度的株洲市雙創精英團隊；2022年獲湖南省高新技術企業、株洲市專精特新企業；2023年獲得湖南省專精特新企業稱號。
典型案例
01 先進制造技術與工業互聯網通訊技術 宇環數控手機結構件多工位智能拋光生產線 針對3C領域薄壁結構件的數控拋光加工工藝，以手機結構件為主要加工對象，建立手機外殼薄壁結構件的拋光加工生產線。由3臺宇環8590五軸多工位拋光加工中心、1套由分料盤工作站及AGV（自動導航小車）物料配送單元、1六關節物料機械手組成數控柔性拋光生產線。 該項目集高速高精數控加工、工業機器人、基于NC-Link的工業互聯網等技術于一體，是典型的先進制造技術于工業互聯網通訊技術的深度融合，目前該項目已交付，應用情況良好，該項目對我國3C制造行業的發展具有較好的推動作用。 該生產線主要有以下功能： 1、關燈加工生產模式：具有生產線的物料緩存庫管理，對物料的RFID識別，生產線與數控機床的物料自動化管理與配送，數控機床的加工代碼程序及參數的自動下達，達到拋光加工過程的無人化管控加工生產； 2、混流并行柔性化加工生產管控能力：具有多任務混流并行加工能力，適合多種拋光工藝，多品種、變批量的混流加工要求，既適合加工多品種小批量的產品、也適合加工少品種多批量的產品； 3、具有生產過程故障的容錯并聯管控功能：生產線上的數控機床具有聯線和脫線加工的能力，數控機床在故障狀態或單機打樣加工狀態（人工控制）下，數控機床自動脫線，生產線管控系統暫停對其排產（生產線管控系統依舊保持數據采集和監控）加工規劃；數控機床連線后，生產線管控系統恢復排產加工規劃； 4、生產線大數據庫功能：擁有生產線大數據管理庫，實現生產線生產設備的大數據實時采集和控制指令實時下發功能（雙向數據交換），為生產管理和智能化應用的二次開發提供基礎； 5、智能排產調度功能：根據生產計劃的要求和設備資源的狀況，自動實時動態安排加工生產計劃和加工生產過程管控； 6、生產線的自動化生產管理功能：生產線自動化控制及管理、生產線設備的可視化監控管理、數控機床的控制及可視化監控管理； 7、生產線的智能化功能：基于大數據的數控系統指令域示波器及數控加工的可視化工具、加工工藝優化功能、設備健康監控保障功能、拋光片壽命管理功能、多種傳感器的接口和信息處理及應用功能； 8、生產線的數控機床主軸利用率＞80%； 02 先進制造技術 湖南化工職業技術學院智能柔性加工生產線項目 該項目主要是數控加工與編程技術、智能化/網絡化數控技術、基于指令域大數據關聯的智能化數控技術的典型應用，其生產線采用單機全序、混流生產、平行作業的組線理念,采用6臺加工中心、智能物料系統、輔助設備等設備硬件系統,配合智能生產線總控系統,在對產品研制的快速響應、加工效率提高、加工質量控制方面表現出充分的先進性。項目瞄準國家發展戰略，支撐區域工業服務重大需求，注重產業需求導向，以面向未來和領跑區域為目標追求，主動布局未來戰略必爭領域人才培養，發揮湖南化工職業技術學院學科優勢、技術優勢、產業優勢，面向智能制造復合型人才的培養和建設，利用先進的科研和產業前沿技術反哺學科教學，建成受益全校師生的智能制造綜合服務平臺，具有鮮明特色，代表區域院校智能制造最高水平。 本生產線具備以下功能特點： 1、混流加工：可實現多品種、變批量的混流加工； 2、柔性化生產：智能產線控制系統可以適合各種機加加工工藝； 3、高可靠、高容錯能力：通過機構的并聯系統、管控的容錯能力，使得系統出現設備故障、加工故障、加工質量、物流故障等，仍然可以工作； 4、智能調度：根據設備資源的狀況，智能安排工件的加工能力； 5、RFID工件識別及全生命周期跟蹤：在線實現多工件的自動識別，對工件進行跟蹤管理； 6、自適應加工:通過刀具磨損狀態、主軸功率、切削參數等數據的實時監控，降低機床碰撞風險，可實現數控設備的自適應、高效加工。 03 柔性生產線的自動化混流生產調度 管理系統研發 株鉆數字化車間智能刀具管控系統 ?一套完整的刀具管理系統，應該包括了軟件系統、一系列自動化裝備、監控裝置以及信息系統的接口集成調用，但其實施流程復雜、實施周期長、投資金額大，從目前大多數國內機械制造企業的狀況來看，在未來相當長的一段時間內很難實現。 作為國內刀具的龍頭企業，株鉆已經具備提供刀具整體解決方案的實力，同時由于數字化刀具庫以及切削數據庫項目的完成，以及對各行業用戶加工過程的理解，具備了提供數字化刀具管控系統解決方案的基礎能力。結合對方企業的技術水平，通過與相關單位的緊密合作，有望推出適合中國企業特點、具有優異的通用性的智能刀具管控系統。通過模塊化設計，面向不同層次的客戶，層層推進，以最少的投資解決企業最緊迫的問題，具備良好的市場應用前景。 本項目基于微服務架構和Docker容器等先進信息技術，結合IEC61499功能塊設計規范，建立統一的微服務層次結構模型，研究刀具管理功能拆分，將刀具管理系統功能解耦，以模塊化產品包的方式構建數字化刀具管控系統。 本生產線主要有以下功能： 1、獨特的刀具模塊化產品包設計 相較于其他刀具管控系統，本項目采用模塊化產品包的方式構建數字化刀具管控系統，對刀具管理功能進行了拆分，將刀具管理系統功能解耦，易于開發和維護，支持通過簡單的配置以類似搭積木的方式將不同產品包進行組合，解決用戶急需痛點，滿足各層次用戶的使用需求。 2、支持自定義的組合數據，為刀具數據分析提供關鍵性支撐技術 本項目支持自定義的數據關聯機制，即以多種標準把同一時間段（或者其他形式對齊方式）產生的一組數據組成一組數據塊，在數據塊內數據自然對齊，從而可以大大提高數據傳輸效率，也為數據的關聯分析提供基礎。例如：以G代碼對齊的組合數據，可以把某一條加工代碼相關的不同設備的刀具加工數據進行組合，并通過多設備數據的分析，優化對應的工藝參數，從而提高加工質量與加工效率。 3、對異構設備的高度兼容性和獨特的安全性 本項目創新性的采用NC-Link國家標準協議，具備高靈活性和可擴充性，可以兼容現有的主流工業互聯的數據交互協議，包括OPC UA、MTConnect、UMATI等。能夠很好地滿足項目應用需求，同時符合行業標準規范，吸納更多技術資源，更利于建設平臺和應用生態，更加方便、快捷的與其它系統集成；且后期無論什么品牌數控設備，均可通過NC-Link協議直接接入平臺，極大降低了異構設備之間互聯互通的難度以及后期更多數控系統接入集成造成的成本投入，另外，NC-Link協議交互均支持SSL/TLS加密，保障了數據傳輸的安全性，實現了設備與終端的接入安全、權限控制，以及數據傳輸安全，并在設備端對數據操作權限實施嚴格的權限控制與身份授權。 4、基于大數據分析和人工智能技術，以大數據平臺為核心，實現智能化應用的創新與集成 基于大數據平臺存儲的刀具的組裝、預調、取用、歸還和報廢等使用情況、壽命、庫存和加工歷史等所有數據信息，利用大數據分析挖掘和人工智能等新一代信息技術，建立刀具全生命周期的管理體系，完成刀具參數推薦、刀具需求預測、刀具壽命預測以及刀具庫存優化等功能實現，推進新一代信息技術與制造業的融合。 2020年落戶在株洲的湖南華數智能技術有限公司以及國家數控中心湖南分中心充分利用華中數控在先進制造領域積累的產學研優勢，與湖南鐵道職院、湖南汽車工程職院、湖南化工職院簽署校企合作協議，攜手打造校企共建實踐基地、校企合作人才培養平臺、高端數控應用技術研究中心，為湖南特色機床產業集群培養輸送應用型高級技能人才，共同為行業企業的轉型升級和區域經濟社會發展做出積極貢獻。
