CN114571689A - 一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,该方法包括:采用模具参数在线检测装置来对模具生产过程的数据进行感知,同时采用智能终端来对全厂管理信息的进行感知,得到生产数据和管理信息;通过无线网络或者有线网络传递生产数据和管理信息;基于实时生产数据和管理信息,通过生产管理系统来实现模具的生产管理;通过专家操作知识库,对模具生产进行控制和操作管理;通过能效管理系统进行能源质量分析和能源管理,及时统计出能耗指标,并优化调度关键设备使用。该方法简单,能够实现高效节能生产、高效管理、资源高效利用,并且降低生产成本、提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及模具生产管控技术领域,尤其是涉及一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法。
背景技术
模具生产为在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。模具具有特定的轮廓或内腔形状,应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模(或凸模和凹模)两个部分,二者可分可合。分开时取出制件,合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具,形状复杂,承受坯料的胀力,对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求,模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。
在“中国制造2025”国家战略支持下,在汽车、家电、轨道交通、装备制造、家居等行业,企业对生产和装配线进行了自动化、智能化改造、网络协同化改造。然而相较于其他行业,模具行业在设计制造、智能工厂等方面总体水平上要比德、美等发达国家落后。随着智能制造的不断推进,将先进自动化技术、传感技术、控制技术、数字制造技术以及物联网、大数据、云计算等新一代信息技术相结合,运用于模具制造的全生命周期,推动生产方式向定制化、柔性化转变,成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现高效节能生产、高效管理、资源高效利用,并且降低生产成本、提高生产效率的基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法。
本发明所采用的技术方案是,一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,该方法包括下列步骤:
(1)、采用模具参数在线检测装置来对模具生产过程的数据进行感知,同时采用智能终端来对全厂管理信息的进行感知,得到生产数据和管理信息;
(2)、通过无线网络或者有线网络传递生产数据和管理信息,通过信息集成平台实时获取生产数据和管理信息,并对其进行存储和显示;
(3)、基于实时生产数据和管理信息,通过生产管理系统来实现模具的生产管理;
(4)、通过专家操作知识库,对模具生产进行控制和操作管理;所述专家操作知识库为基于实时生产数据和管理信息来进行分析,推理出管控策略,并通过生产看板、计算机终端和移动终端,以数据、视频以及图像的方式指导工人操作;
(5)、通过能效管理系统进行能源质量分析和能源管理,及时统计出能耗指标,并优化调度关键设备使用。
本发明的有益效果是:采用上述基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,通过实时现场感知模具的生产情况和工厂的管理信息,得到生产数据和管理信息,通过对生产数据和管理信息进行分析推理出管控策略来指导工人操作,再由能效管理系统来及时优化调度设备,该方法简单,能够实现高效节能生产、高效管理、资源高效利用,并且降低生产成本、提高生产效率。
作为优选,在步骤(1)中,模具参数在线检测装置与模温机连接,模具参数在线检测装置与注塑机连接,模具参数在线检测装置包括模具温度传感器、模腔压力传感器、模腔温度传感器以及模具型开传感器,所述模具温度传感器安装在模具的内壁,所述模腔压力传感器以及模腔温度传感器安装在模具的型腔内壁,所述模具型开传感器安装在模具的分型面,所述采用模具参数在线检测装置来对模具生产过程的数据进行感知,获取到模具的生产数据,所述生产数据包括工艺参数和注塑设备参数。
作为优选,在步骤(3)中,基于实时生产数据和管理信息,通过生产管理系统来实现模具的生产管理的具体过程包括下列步骤:
(3.1)、根据生产工艺参数,参考预设的标准工艺参数区间,确定出模具的加工状态,所述加工状态包括标准加工状态、安全加工状态以及危险加工状态;
(3.2)、根据所述加工状态以及预设的参数调节规则来对注塑设备的参数进行调整。
作为优选,在步骤(3.1)中,根据生产工艺参数,参考预设的标准工艺参数区间,确定出模具的加工状态的具体过程包括下列步骤:
(3.1.1)、若所述生产工艺参数处于所述预设的标准工艺参数区间内,则确定模具的加工状态为标准加工状态;
(3.1.2)、若所述生产工艺参数处于所述预的设标准工艺参数区间对应的第一工艺参数区间内,则确定模具的加工状态为安全加工状态,第一工艺参数区间大于所述预设标准工艺参数区间;
(3.1.3)、若所述生产工艺参数处于所述预设的标准工艺参数区间对应的第二工艺参数区间内,则确定模具的加工状态为危险加工状态,所述第二工艺参数区间大于所述第一工艺参数区间。
作为优选,在步骤(3.2)中,根据所述加工状态以及预设的参数调节规则来对注塑设备的参数进行调整的具体过程包括下列步骤:
(3.2.1)、若所述加工状态为安全加工状态,模具参数在线检测装置获取模温机对应的第一设备运行参数、获取注塑机和温控箱对应的第二设备运行参数、获取注塑机和温控箱对应的第三设备运行参数以及获取注塑机和模具对应的第四设备运行参数;所述第一设备运行参数至少包括模腔温度;所述第二设备运行参数至少包括料温、注塑压力、注塑射速及保压时间;所述第三设备运行参数至少包括料温及注塑射速;所述第四设备运行参数至少包括注塑压力以及锁模力;
(3.2.2)、利用模腔温度、模具温度以及预设的标准工艺参数区间来调节所述模温机对应的第一设备运行参数运行至所述预设标准工艺参数区间内;利用料温、注塑压力、注塑射速、保压时间、模腔压力以及预设的标准工艺参数,调节注塑机及温控箱对应的第二设备运行参数运行至预设的标准工艺参数区间内;利用料温、注塑射速、胶料前沿温度及预设的标准工艺参数,调节注塑机及温控箱对应的第三设备运行参数运行至预设的标准工艺参数内;利用注塑压力、锁模力、模具开合位移及预设的标准工艺参数,调节所述注塑机及模具对应的第四设备运行参数运行至预设的标准工艺参数内。
作为优选,在步骤(5)中,通过能效管理系统进行能源质量分析和能源管理的具体过程为:采集注塑机和模温机的能耗数据,然后通过大数据分析和处理,获得注塑机和模温机的生产节能降耗的规律,并建立注塑机和模温机的能效管理知识库和智能调度推理机。
附图说明
图1为本发明一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法的流程图。
具体实施方式
以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述发明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施,本发明保护范围并不受限于该具体实施方式。
本发明的实施例涉及一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,如图1所示,该方法包括下列步骤:
(1)、采用模具参数在线检测装置来对模具生产过程的数据进行感知,同时采用智能终端来对全厂管理信息的进行感知,得到生产数据和管理信息;
(2)、通过无线网络或者有线网络传递生产数据和管理信息,通过信息集成平台实时获取生产数据和管理信息,并对其进行存储和显示;
(3)、基于实时生产数据和管理信息,通过生产管理系统来实现模具的生产管理;
(4)、通过专家操作知识库,对模具生产进行控制和操作管理;所述专家操作知识库为基于实时生产数据和管理信息来进行分析,推理出管控策略,并通过生产看板、计算机终端和移动终端,以数据、视频以及图像的方式指导工人操作;
(5)、通过能效管理系统进行能源质量分析和能源管理,及时统计出能耗指标,并优化调度关键设备使用。
采用上述基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,通过实时现场感知模具的生产情况和工厂的管理信息,得到生产数据和管理信息,通过对生产数据和管理信息进行分析推理出管控策略来指导工人操作,再由能效管理系统来及时优化调度设备,该方法简单,能够实现高效节能生产、高效管理、资源高效利用,并且降低生产成本、提高生产效率。
在步骤(1)中,模具参数在线检测装置与模温机连接,模具参数在线检测装置与注塑机连接,模具参数在线检测装置与温控箱连接,模具参数在线检测装置包括模具温度传感器、模腔压力传感器、模腔温度传感器以及模具型开传感器,所述模具温度传感器安装在模具的内壁,所述模腔压力传感器以及模腔温度传感器安装在模具的型腔内壁,所述模具型开传感器安装在模具的分型面,所述采用模具参数在线检测装置来对模具生产过程的数据进行感知,获取到模具的生产数据,所述生产数据包括生产工艺参数和注塑设备参数。
注塑机用于将塑料加热熔融,并通过螺杆挤压注射到用于成型的模具内部,进而制成各种形状的塑料制品;模温机用于调节模具内部的水路温度、压力及流量,具有加温和冷冻两个方面的温度控制;温控箱用于控制模具上的热流道的加热管的温度和热流道阀针开闭时间。
在步骤(3)中,基于实时生产数据和管理信息,通过生产管理系统来实现模具的生产管理的具体过程包括下列步骤:
(3.1)、根据生产工艺参数,参考预设的标准工艺参数区间,确定出模具的加工状态,所述加工状态包括标准加工状态、安全加工状态以及危险加工状态;
(3.2)、根据所述加工状态以及预设的参数调节规则来对注塑设备的参数进行调整。
作为优选,在步骤(3.1)中,根据生产工艺参数,参考预设的标准工艺参数区间,确定出模具的加工状态的具体过程包括下列步骤:
(3.1.1)、若所述生产工艺参数处于所述预设的标准工艺参数区间内,则确定模具的加工状态为标准加工状态;
(3.1.2)、若所述生产工艺参数处于所述预设的标准工艺参数区间对应的第一工艺参数区间内,则确定模具的加工状态为安全加工状态,第一工艺参数区间大于所述预设标准工艺参数区间;
(3.1.3)、若所述生产工艺参数处于预设的标准工艺参数区间对应的第二工艺参数区间内,则确定模具的加工状态为危险加工状态,所述第二工艺参数区间大于所述第一工艺参数区间。
需要说明的是,预设的标准工艺参数区间可以表示为第一工艺参数区间的子集,第一工艺参数区间大于预设标准工艺参数区间的数据范围也可以理解为在生产过程中的允许误差范围;第二工艺参数区间还可以理解为第一工艺参数区间和预设标准工艺参数区间的区间总集合对应的补集。
在步骤(3.2)中,根据所述加工状态以及预设的参数调节规则来对注塑设备的参数进行调整的具体过程包括下列步骤:
(3.2.1)、若所述加工状态为安全加工状态,模具参数在线检测装置获取模温机对应的第一设备运行参数、获取注塑机和温控箱对应的第二设备运行参数、获取注塑机和温控箱对应的第三设备运行参数以及获取注塑机和模具对应的第四设备运行参数;所述第一设备运行参数至少包括模腔温度;所述第二设备运行参数至少包括料温、注塑压力、注塑射速及保压时间;所述第三设备运行参数至少包括料温及注塑射速;所述第四设备运行参数至少包括注塑压力以及锁模力;
(3.2.2)、利用模腔温度、模具温度以及预设的标准工艺参数区间来调节所述模温机对应的第一设备运行参数运行至所述预设标准工艺参数区间内;利用料温、注塑压力、注塑射速、保压时间、模腔压力以及预设的标准工艺参数,调节注塑机及温控箱对应的第二设备运行参数运行至预设的标准工艺参数区间内;利用料温、注塑射速、胶料前沿温度及预设的标准工艺参数,调节注塑机及温控箱对应的第三设备运行参数运行至预设的标准工艺参数内;利用注塑压力、锁模力、模具开合位移及预设的标准工艺参数,调节所述注塑机及模具对应的第四设备运行参数运行至预设的标准工艺参数内。
在步骤(5)中,通过能效管理系统进行能源质量分析和能源管理的具体过程为:采集注塑机和模温机的能耗数据,然后通过大数据分析和处理,获得注塑机和模温机的生产节能降耗的规律,并建立注塑机和模温机的能效管理知识库和智能调度推理机。
Claims (6)
1.一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,其特征在于:该方法包括下列步骤:
(1)、采用模具参数在线检测装置来对模具生产过程的数据进行感知,同时采用智能终端来对全厂管理信息的进行感知,得到生产数据和管理信息;
(2)、通过无线网络或者有线网络传递生产数据和管理信息,通过信息集成平台实时获取生产数据和管理信息,并对其进行存储和显示;
(3)、基于实时生产数据和管理信息,通过生产管理系统来实现模具的生产管理;
(4)、通过专家操作知识库,对模具生产进行控制和操作管理;所述专家操作知识库为基于实时生产数据和管理信息来进行分析,推理出管控策略,并通过生产看板、计算机终端和移动终端,以数据、视频以及图像的方式指导工人操作;
(5)、通过能效管理系统进行能源质量分析和能源管理,及时统计出能耗指标,并优化调度关键设备使用。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,其特征在于:在步骤(1)中,模具参数在线检测装置与模温机连接,模具参数在线检测装置与注塑机连接,模具参数在线检测装置包括模具温度传感器、模腔压力传感器、模腔温度传感器以及模具型开传感器,所述模具温度传感器安装在模具的内壁,所述模腔压力传感器以及模腔温度传感器安装在模具的型腔内壁,所述模具型开传感器安装在模具的分型面,所述采用模具参数在线检测装置来对模具生产过程的数据进行感知,获取到模具的生产数据,所述生产数据包括工艺参数和注塑设备参数。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,其特征在于:在步骤(3)中,基于实时生产数据和管理信息,通过生产管理系统来实现模具的生产管理的具体过程包括下列步骤:
(3.1)、根据生产工艺参数,参考预设的标准工艺参数区间,确定出模具的加工状态,
所述加工状态包括标准加工状态、安全加工状态以及危险加工状态;
(3.2)、根据所述加工状态以及预设的参数调节规则来对注塑设备的参数进行调整。
4.根据权利要求3所述的一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,其特征在于:在步骤(3.1)中,根据生产工艺参数,参考预设的标准工艺参数区间,确定出模具的加工状态的具体过程包括下列步骤:
(3.1.1)、若所述生产工艺参数处于所述预设的标准工艺参数区间内,则确定模具的加工状态为标准加工状态;
(3.1.2)、若所述生产工艺参数处于所述预的设标准工艺参数区间对应的第一工艺参数区间内,则确定模具的加工状态为安全加工状态,第一工艺参数区间大于所述预设标准工艺参数区间;
(3.1.3)、若所述生产工艺参数处于所述预设的标准工艺参数区间对应的第二工艺参数区间内,则确定模具的加工状态为危险加工状态,所述第二工艺参数区间大于所述第一工艺参数区间。
5.根据权利要求4所述的一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,其特征在于:在步骤(3.2)中,根据所述加工状态以及预设的参数调节规则来对注塑设备的参数进行调整的具体过程包括下列步骤:
(3.2.1)、若所述加工状态为安全加工状态,模具参数在线检测装置获取模温机对应的第一设备运行参数、获取注塑机和温控箱对应的第二设备运行参数、获取注塑机和温控箱对应的第三设备运行参数以及获取注塑机和模具对应的第四设备运行参数;所述第一设备运行参数至少包括模腔温度;所述第二设备运行参数至少包括料温、注塑压力、注塑射速及保压时间;所述第三设备运行参数至少包括料温及注塑射速;所述第四设备运行参数至少包括注塑压力以及锁模力;
(3.2.2)、利用模腔温度、模具温度以及预设的标准工艺参数区间来调节所述模温机对应的第一设备运行参数运行至所述预设标准工艺参数区间内;利用料温、注塑压力、注塑射速、保压时间、模腔压力以及预设的标准工艺参数,调节注塑机及温控箱对应的第二设备运行参数运行至预设的标准工艺参数区间内;利用料温、注塑射速、胶料前沿温度及预设的标准工艺参数,调节注塑机及温控箱对应的第三设备运行参数运行至预设的标准工艺参数内;利用注塑压力、锁模力、模具开合位移及预设的标准工艺参数,调节所述注塑机及模具对应的第四设备运行参数运行至预设的标准工艺参数内。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据和人工智能的模具生产在线感知方法,其特征在于:在步骤(5)中,通过能效管理系统进行能源质量分析和能源管理的具体过程为:采集注塑机和模温机的能耗数据,然后通过大数据分析和处理,获得注塑机和模温机的生产节能降耗的规律,并建立注塑机和模温机的能效管理知识库和智能调度推理机。
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