在铸造行业“十四五”发展的开局之年，中国铸造协会在第五届中国铸造节上正式向全行业发布了《铸造行业“十四五”发展规划》，《规划》中明确了“智能制造”的发展目标。

智能制造：加快行业信息化建设步伐，形成适用典型铸造工艺和不同产品的智能制造成熟模式，制订智能铸造及成熟度评价系列标准，通过典型数字化车间/智能工厂示范建设，引领行业智能制造快速发展。到2025年，培育200个以上数字化车间/智能工厂。

在铸造行业，中信戴卡股份有限公司的铝车轮制造智能工厂作为智能制造示范项目，引领着行业智能制造快速发展。今天将对此项目做详细介绍。

铝车轮制造智能工厂

一、企业简介

中信戴卡股份有限公司是中国中信集团公司于 1988 年投资组建的铝车轮制造企业，前身是戴卡车轮制造有限公司。2007年10月进行股份制改造，2012年 8月正式更名为中信戴卡股份有限公司。

中信戴卡是铝车轮和铝制底盘零部件供应商，全球汽车零部件一百强第六十五名。在欧洲，半数以上的汽车上都有“戴卡制造”的零部件，具有较强的供货能力。

中信戴卡工程技术研究院已完成全球研发布局，积极开展新材料、新工艺研究，卓越的同步开发能力，24 小时无间隙研发设计、试验，充分实现了造型理念到产品实物的无缝转化，使生产率大幅提升，为客户提供强大的绿色轻量化铝车轮和铝制零部件制造的整体解决方案。

二、项目背景

随着制造业再次成为全球经济稳定发展的驱动力，世界各主要工业国家都加快了工业发展的步伐：从美国的“制造业复兴”计划到德国的“工业 4.0”战略，再到中国的“中国制造2025”，制造业正逐步成为各国经济发展的重中之重。先进制造技术正在向信息化、自动化和智能化的方向发展，智能制造已经成为下一代制造业发展的重要趋势。

中信戴卡作为国内领先、国际综合竞争优势明显的汽车零部件企业，在多元化发展的框架下，为了确保中信戴卡这一主业的持续发展，推动生产装备智能化及生产过程自动化，完善建立现代化智能生产体系，推进智能制造技术的全面应用，是促进企业自主创新能力的不断提升的必经之路。目前中信戴卡集团企业处于全国企业自动化、信息化前列，具备了全面推进智能制造的基础。

三、实施方案

1、总体方案

建设中信戴卡智能工厂，逐步形成数字化装备制造、智能化信息管理、高端化模具研制、绿色化能源工程的综合制造服务能力，将为公司从制造业向“核心制造+综合服务”转型提供支持，为公司的发展提供广阔的发展空间，进一步加强中信戴卡国际竞争力，使得信息化、智能化成为企业核心竞争力。

中信戴卡DMS智能制造系统是中信戴卡独创的戴卡数字制造系统、是铝车轮生产制造的核心系统、也是公司实现智能制造目标的初级阶段，涵盖了自动化升级改造、铝车轮二维码、MES、物料条码等各子系统，并与 ERP 等管理系统紧密集成，是现代工厂信息化发展的新阶段，也是工业生产自动化达到一定程度之后的更高层次发展。中信戴卡 DMS 智能制造系统在自动化、信息化的基础上，利用物联网、智能服务计算、大数据等新兴信息技术，进行统一的资源协调、优化管理和经营；清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、及时正确地采集生产线数据以及合理地编排生产计划与生产进度。项目结合智能系统等新兴技术，构建高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化智能工厂。

该项目针对实际情况在戴卡铝车轮一号线实施 DMS 项目，通过项目实施对企业生产管理流程进行重组和优化，促进企业生产管理水平的提高，使生产管理活动相关业务信息化、自动化、数字化，推动生产管理的科学化，带动工业的现代化，实现建立“透明化工厂”的目标。通过制造企业管理模式的提高带动制造工厂生产效率的提高，生产质量的提升，达到降低生产成本的目的；DMS 平台主要包括生产管理、质量管理、物料管理、设备管理、可视化管理、系统集成、生产报表管理、系统权限管理。

2、主要内容

中信戴卡智能工厂是自主集成创新的智能制造系统，为实现工厂智能化、数字化进行服务，其生产主要的工艺流程见下图 。

工艺流程

工厂层面解决了物流、搬运、部分简单重复劳动的自动化问题，按照数字化及智能化需求，增设置自动化设备、物流线、机器人及数据采集点。

工厂层

通过引入激光技术、新材料应用技术、精细动作自动化生产技术；入视觉技术、光学技术、激光线扫技术等非接触式精密检测技术替代人工检测技术及 5G 技术、DTU 技术，实现数据高效、低时延的无线传输信息化技术解决目前自动化瓶颈，将人的参与程度降至最低。应用各项技术解决精细动作的自动化需求，并规避检测过程中的人为不可控因素，持续推进自动化工作，为应用好“数字”打下基础。

通过数字化技术将各单体资源组合，实现正确的信息在正确的时间以正确的方式传递给正确的人或设备，从而做出正确的决策。事前检验系统机物互联、大数据决策系统人机互联、闭环调整系统机机互联。

3、主要创新点

●以 PLM 系统为核心的研发智能化

研发是智能制造“数据链条”的起点，PLM 是数字化工厂的协同及研发数据中心，由研发环节产生的数据将在工厂的各个系统间实时传递，将数据管控从设计端向制造端延伸，保证了形成数据平台的数据共享，为实现智能制造及系统集成打造了良好的基础。实施内容共包括 PLM 系统、仿真分析系统等主要内容，目前研发工具 CAD/CAPP 在集团内的普及率已达到 100%。

建立创新型协同研发模式。产品开发以每一款产品作为一个项目来管理，从汽车厂接到需求意向开始，直至量产阶段以及售后维护阶段，通过实施以项目管理为核心的 PLM 系统，构建了企业级的全球协同研发项目管理框架，建立全员参与管理模式，实现产品信息的完整性、规范化以及管理的科学化，研发管理由传统的研发模式转变成快速产品创新的协同工作研发模式。

协同设计平台

形成全球研发数据生态圈。以 PLM 为平台建立全球的产品数据中心，汇聚北美分院、华东分院、东北分院等全球的研发数据，形成单一的产品研发数据源，覆盖研发业务活动 95%以上，进行设计、数据实时交互，并与研发设计软件 CAD 及其他应用系统如 TDM（试验管理系统）、SDM（仿真管理系统）集成，将 PLM 的价值从设计、工艺领域扩展到试验、仿真领域，实现与下游的数据交换、协同，提高产品研发与制造效率。

具备多元产品在同平台研发能力。铝铸件产品融入 PLM 平台中，实现了多产品在一个协同平台管理模式，使得研发、工艺、数据业务管理流程简单化，实现各类产品全生命周期管理模式升级。

●仿真分析系统

仿真分析系统主要包括三个部分：

软件方面包括 Ansys、Abaqus、Fe-safe、Magma、Procast 等结构仿真分析和工艺仿真分析等仿真分析系统。

结构仿真（左）、工艺仿真（右）

PBS 仿真分析作业调度系统。通过服务器计算集群建立并集成多项仿真求解器，在 CAE仿真过程中全面应用。内容包括站点管理：可在世界任何角落访问计算资源，方便提交和监测计算密集型作业。作业自动转移：能将因节点故障，排队的作业会自动转移到网络上其他节点运行作业、设备可视化；支持作业提交、删除、监视；支持历史作业查看、排序、过滤；多异构计算：一个门户，支持多个集群站点，网络拓扑调度－实现在多节点环境下作业调度，实现了从原来 7 天的计算时间压缩到 40 分钟，大大降低了研发周期。

仿真数据管理系统。从公司 CAE 发展考虑，充分纳入 CAE 在产品设计中的经验，数据和流程，建立仿真数据管理平台，实现专业化数据管理、人员及任务管理、PBS 集成、PLM 集成、流程规范化管理、全方位产品分析过程的自动化操作系统等，形成中信戴卡的专业化操作和管理系统，打造具有国际竞争优势的核心知识工程，推动 CAE 技术以及整个设计团队业务能力的可持续发展。主要内容包括：仿真数据的有效组织和存储、仿真数据的命名规范、数据上传下载、数据查询和处理、数据谱系追溯和版本管理、数据迭代和对比管理、试验数据对比、数据统计分析、分析项和目标值的管理、仿真任务和数据在个人主页的友好显示等。

●生产+检测联动技术：闭环调整

X 光-压铸机台闭环管控，减少人为干预，模糊控制转变为精细控制，工艺控制区间缩小。

生产+检测联动技术

●X 光无损探伤人工智能识别技术

采用基于人工智能的 X 光识别技术，对铸件缺陷进行准确探测，取消了工厂 X 光检验员岗位，规避了人为因素导致的漏检，通过终端采集+5G+云端识别，实现精准量化评判。

X 光无损探伤人工智能识别技术

●智能设备监测应用

通过多种灵活的方法获取生产现场的实时数据（方法包括：串口连接、网络直通、CAN 总线等方式），利用 TCP/IP 协议、Modbus 协议对设备数据进行采集，并将采集的压力、温度、流量等数据存储于实时数据库以及 SQL 数据库，通过有效的信息传递手段，帮助企业管理层通过反馈信息做出科学、有效的判断。

通过不断提升生产线的自动化与智能化水平，逐步实现了熔炼、铸造、热处理、机加工、涂装等工序和关键设备的智能化，目前智能化装备占生产线所有设备的总数已达79%以上。

智能化装备

●数据采集无线化

河北省首家 5G 通讯技术应用的工业制造企业，完成生产线 5G 信号覆盖，实现 X 光结果云端远程评判及光学尺寸反馈，5G 私有化部署，实现数据不出园区的同时，提高了安全等级。

数据采集无线化

四、项目实施效果

铸造闭环调整，使 X 光-压铸机闭环管控，人为干预减少 60%，模糊控制转变为精细控制，工艺控制区间由40s缩小至 10s 稳定生产过程，废品减少40%。X 光无损探伤人工智能识别技术应用，单机每日通过量提高40%，减少人为干预规避人为不稳定因素导致的漏检，漏检率降低80%以上。总体检验自动化率达到50%，减少10%～20%操作人员，产品周转时间缩短50%。

中信戴卡的铝车轮制造智能工厂项目实施中，用到了MES系统。对于传统铸造企业而言，在生产管理过程中，存在生产信息统计难、产品质量控制难、铸件返修管控难、生产计划追踪难、工装模具管理难等问题，而MES系统就可以解决此类问题。

生产管理-铸造执行系统（MES）

KOCEL MES针对铸造行业生产特点，提供基础数据管理、订单管理、计划排程管理、生产执行管理、工装模具管理、质量管理、库存管理、设备管理、统计分析、报表管理等功能模块。

KOCEL MES基于B/S结构可实现快速部署，通过JS接口可与企业内部ERP、LIMS、智能单元等系统快速集成，为用户提供高效透明的制造环境，帮助企业科学掌控生产动态，提升产品质量、降低生产成本、提高交货速度。