“工業(yè)4.0”一詞泛指旨為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化以及制造環(huán)境數(shù)字化的所有努力。工業(yè)4.0已成為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域關(guān)注的問題，目前人們正努力通過各種途徑來實(shí)現(xiàn)這一愿景。

　　相對(duì)于以前更加側(cè)重于生產(chǎn)的優(yōu)化途徑，現(xiàn)在的工業(yè)4.0途徑考慮的是以人為中心的整個(gè)產(chǎn)品生命周期，以及收集和系統(tǒng)化利用與產(chǎn)品關(guān)系較遠(yuǎn)的各種數(shù)據(jù)，例如關(guān)于產(chǎn)品開發(fā)、制造或使用的數(shù)據(jù)。與其他領(lǐng)域一樣，塑料加工業(yè)正在以多種方式展示工業(yè)4.0帶來的各種可能性。其目標(biāo)是在產(chǎn)品生命周期內(nèi)使數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，最終目標(biāo)是使企業(yè)提高成本效益。

　　ComoNeo：實(shí)現(xiàn)注塑成型效率最大化的流程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　在注塑成型生產(chǎn)環(huán)節(jié)，模內(nèi)傳感器可以監(jiān)測(cè)生產(chǎn)流程，從而提高生產(chǎn)透明度和效率。模腔壓力監(jiān)測(cè)因與零件質(zhì)量之間存在高度的關(guān)聯(lián)性，已被證明對(duì)于零件生產(chǎn)非常有效。基于模腔壓力監(jiān)測(cè)的次品自動(dòng)監(jiān)測(cè)和分離一直是許多精密領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)技術(shù)已幫助企業(yè)大幅節(jié)約了成本。而對(duì)在虛擬生產(chǎn)環(huán)境中獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)則提供了進(jìn)一步的可能性：不僅單個(gè)注塑成型周期，整個(gè)工藝流程都可監(jiān)測(cè)、優(yōu)化。

　　基于模具傳感技術(shù)的流程監(jiān)控

　　基于模腔壓力和溫度來監(jiān)測(cè)注塑成型過程是一種經(jīng)過測(cè)試和檢驗(yàn)的方法，能夠在保證質(zhì)量的同時(shí)降低加工成本。流程偏差直接反映在模腔壓力曲線的曲線圖中。材料和其他干擾變量的偏差可直接反映在曲線圖形狀的變化上。因此，可利用信號(hào)評(píng)估生產(chǎn)零件的優(yōu)劣。如果是次品，零件將被自動(dòng)分離出來。所有評(píng)估結(jié)果將被保存，以便將來評(píng)估之用。曲線圖則可以在中央數(shù)據(jù)庫中統(tǒng)一保存和管理。

　　數(shù)字化模具傳感器

　　目前，模腔壓力只能通過壓電傳感器測(cè)量，因?yàn)閴弘妭鞲衅鳂O具動(dòng)態(tài)性，并且結(jié)合了超負(fù)荷能力和持續(xù)耐用的特點(diǎn)。由于壓電效應(yīng)，測(cè)量元件將產(chǎn)生與壓力或壓強(qiáng)成正比的電荷。然后，電荷必須(通過非常高度絕緣的電纜和插入式連接器)傳輸?shù)诫姾煞糯笃?，將電荷信?hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。通常，電荷放大器或系統(tǒng)監(jiān)視儀被永久性安裝在機(jī)器上，并向機(jī)器控制平臺(tái)提供數(shù)字或模擬信號(hào)，可能是可視化曲線圖、機(jī)器人或廢品門的控制信號(hào)，亦或是生成諸如開關(guān)信號(hào)或控制建議信號(hào)等直接建議信號(hào)。

　　基于網(wǎng)絡(luò)化的流程分析

　　流程數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵因素包括網(wǎng)絡(luò)化和中央數(shù)據(jù)庫保存。奇石樂的注塑成型解決方案ComoDataCenter(CDC)系統(tǒng)會(huì)保存整個(gè)流程和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并按指令排列，尤其是與流程相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括完整的曲線圖表。這意味著用戶可以通過設(shè)置簡單的過濾功能來搜索特定的數(shù)據(jù)集，然后再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析。評(píng)估功能僅用于流程數(shù)據(jù)，以及在少數(shù)情況下用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)。測(cè)量曲線、好/壞結(jié)果和其他生產(chǎn)數(shù)據(jù)等實(shí)際數(shù)據(jù)由各種總線兼容的設(shè)備通過以太網(wǎng)連接提供。由此實(shí)現(xiàn)了公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化，甚至可通過安全的互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)化。例如，在2016年K展上，分布在整個(gè)展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的共12臺(tái)機(jī)器進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)展示了虛擬的網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)環(huán)境。由于可視化也基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以用戶不再被限定于具體位置或設(shè)備;他們可以在任何地方訪問單個(gè)注塑成型流程，以查看流程數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息。

　　流程分析示例

　　以下示例說明了如何使用中央數(shù)據(jù)庫中保存的流程數(shù)據(jù)進(jìn)行更廣泛的分析。這些分析超越了對(duì)單個(gè)注塑成型周期和不良品處理的評(píng)估，更便于對(duì)整個(gè)注塑成型流程進(jìn)行評(píng)估。目前，用戶是基于個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)進(jìn)行評(píng)估。但現(xiàn)在已采用智能算法來識(shí)別錯(cuò)誤并向用戶提供糾正建議。

　　采用ComoDataCenter管理和分析注塑成型流程數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)所有ComoNeo和CoMo注塑成型系統(tǒng)之間的聯(lián)網(wǎng)

　　在帶有包塑的芯片卡生產(chǎn)過程中，監(jiān)測(cè)最大壓力值尤其重要，因?yàn)椴迦氲男酒瑫?huì)由于過大的壓力等原因遭到損壞。該圖右側(cè)顯示的是在遠(yuǎn)離和靠近模具門的2.5mm壓力傳感器的模腔壓力曲線和監(jiān)測(cè)窗口。趨勢(shì)分析會(huì)顯示曲線進(jìn)入監(jiān)測(cè)窗口時(shí)的值。很顯然，注塑成型流程非常恒定和穩(wěn)健。監(jiān)測(cè)壓力值的波動(dòng)范圍僅為幾Bar。這使得過程能力指數(shù)(cpk)值大于5，證明生產(chǎn)非常穩(wěn)定。

　　在8腔連接器模具生產(chǎn)過程中，監(jiān)測(cè)到的最大模腔壓力被視作零件填充不完整(又稱“欠注”)的指標(biāo)。在這一生產(chǎn)過程中，可以看出大部分情況下模腔壓力符合監(jiān)測(cè)限值，僅有少數(shù)幾處例外，卻發(fā)生了多個(gè)故障。模具配備有一個(gè)熱流道，每個(gè)模腔都有一個(gè)遠(yuǎn)離澆口的1mm壓力傳感器用于監(jiān)測(cè)。(為明確起見，該圖僅顯示了一個(gè)模腔。)注塑開始后的正弦振蕩表明熱流道控制器調(diào)整不到位，因此應(yīng)通過優(yōu)化控制參數(shù)來避免該等情況。最大壓力峰值的每個(gè)上下波動(dòng)顯示導(dǎo)致殘品的隨機(jī)故障。低于最低限值的值表示欠注;超出值則表示過度填充。在這種情況下，如果用流道末端相同位置的溫度傳感器監(jiān)測(cè)，則不能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并將零件分離出來。

　　工業(yè)4.0：為未來預(yù)防錯(cuò)誤提供支持

　　總而言之，我們可以說，模腔壓力技術(shù)為注塑成型提供了雙重優(yōu)勢(shì)：有助于可靠地監(jiān)測(cè)每一個(gè)獨(dú)立周期以及流程的長期開發(fā)。該技術(shù)已經(jīng)使處理器能夠獨(dú)立于機(jī)器進(jìn)行流程監(jiān)測(cè)并避免出現(xiàn)殘品。未來開發(fā)也以幫助用戶預(yù)防錯(cuò)誤并識(shí)別典型故障為目標(biāo)。但就目前而言，只對(duì)特定的部分元素實(shí)施全自動(dòng)流程控制可能更有意義。但ComoNeo提供的“助手”系統(tǒng)為用戶指出了正確方向，并幫助用戶啟動(dòng)糾錯(cuò)功能或設(shè)置具有同等復(fù)雜程度的系統(tǒng)。奇石樂將繼續(xù)投入大量資源用于該領(lǐng)域的開發(fā)。