消失模铸造模样成形单元数字化技术要求团体标准编制说明

1、消失模铸造模样成形单元数字化技术要求团体标准编制说明（ 征求意见稿）1、工作简要过程、任务来源、主要参加单位和工作组成员等1） 工作简要过程计划下达后，2018 年 12 月 20 日中铸协智能铸造委员会组织各起草单位成立了起草工作组，由共享智能铸造产业创新中心有限公司为组长单位，负责主要起草工作。工作组对国内外智能制造以及铸造消失模模样成形设备和工艺现状与发展情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料，进行了大量的研究分析、资料查证工作，结合实际应用经验，进行全面总结和归纳，在此基础上编制出消失模铸造模样成形单元通用技术要求 标准草案初稿。经工作组及有关专家研讨后，对标准草案初稿

2、进行了认真的修改，于 2019 年 2 月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件，报中铸协智能铸造委员会秘书处。2）任务来源本项目是依据中国铸造协会2018 45 号文 “关于中国铸造协会智能铸造工作委员会相关团体标准制修订的批复”， 项目编号为T/CFA 031103.13 201X， 项目名称为 “消失模铸造模样成形单元通用技术要求”。本项目是制订项目。主要起草单位:共享智能铸造产业创新中心有限公司、宁夏共享集团股份有限公司、共享装备股份有限公司，计划完成时间为2019 年。3）主要参加单位和工作组成员及其所做的工作本标准由共享智能铸造产业创新中心有限公司、宁夏共享集团股份有限公司、共

3、享装备股份有限公司共同起草。主要成员:杨军、田学智、任悦、乃晓文、黄小东、马振波、常涛，林凯强。所做的工作: 杨军任工作组组长，主持全面协调工作，负责对各阶段标准的审核; 任悦为本标准主要执笔人，负责本标准的具体起草与编制; 黄小东、马振波、常涛负责国内外相关技术文献和资料的收集、分析及资料查证，对产品生产工艺、性能和使用经验进行总结和归纳; 乃晓文负责对国内外产品和技术的现状与发展情况进行全面调研，林凯强负责对各方面的意见及建议进行归纳、整理。2、标准化对象简要情况及制修订标准的原则1） 标准化对象简要情况消失模铸造是用具有和铸件同样形状的塑料泡沫制成的消失模模样代替铸模进行铸造的一种铸造工

4、艺。将消失模模样埋入砂中造型，在不取出模样的情况下直接浇注金属液，使泡沫塑料模具气化从而使金属液占据原来消失模模样的空间，从而获得理想形状的金属铸件。本标准结合智能制造综合标准化体系建设指南（2018 版） ，在铸造数字化工厂 通用技术要求的基础上，对铸造消失模模样成形单元通用技术要求详细展开，将成形单元的数字化、网络化、智能化以及知识库的建设作为标准主要研究工作，提出了集成控制的通用技术要求和相关内容具体化。基于此标准的研究和实践验证，将与其他标准相互支撑、承上启下，构建完整的智能铸造标准体系，能够为行业内企业进行数字化、网络化、智能化建设带来系统化的指导意义，支撑智能制造健康有序发展。2）

5、 制订标准的原则（ 1）制订标准的依据和理由本标准在起草过程中主要按GB/T 1.1-2009标准化工作导则第1 部分 :标准的结构和编写规则的要求编写。在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产企业的能力和用户的利益，寻求最大的经济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和合理性。（ 2）制订标准的原则本标准在制订过程中，遵循 “面向市场、 服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断完善”的原则，注重标准修订与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，本着先进性、科学性、合理性和可操作性以及标准的目标、统一性、协调性、适用性、一致性和规范性的原则来进行本标准的制定工作。3、与国际、国外

6、对比情况本标准没有采用国际标准。本标准制定过程中未查到同类国际、国外标准。本标准水平为国内先进水平。4、标准主要内容1）标准适用范围本标准规定了消失模铸造模样成形单元设备及控制与管理系统在计划管理、过程控制、仓贮管理、设备管理、生产成本管理以及统计分析的通用技术要求。本标准适用于消失模铸造模样发泡成形及板材机械加工成形过程。2）标准内容（ 1）总则本章明确了成形单元主要由相关设备、控制与管理系统（以下简称单元系统）组成。单元设备提供成形单元运行的物质基础；单元系统通过FB 与单元设备集成，通过数据接口（如ESB、 ODBC、 JDBC、 API 等）与其他信息管理系统（如MES、 LIMS 等

7、）集成，主导现场过程执行。成形单元设备及单元系统内容涵盖了成形单元集成控制的基础共性问题，使技术人员在建设与改造的具体实施过程前，有针对性地对比现有的基础条件，进行查漏补缺。同时给出了消失模铸造模样成形单元的总体架构，该架构继承于铸造数字化工厂通用技术要求中的铸造数字化工厂总体架构图，在单元级的实现层面予以具体化，解决消失模铸造模样成形单元在总体架构缺失的问题。在具体实践中，要求遵循数字化、网络化、智能化实施步骤，以智能、协同、绿色、安全发展为突破口，按照总体规划、分步实施、效益驱动、重点突破原则进行建设。实施过程从人、机、料、法、环、测等方面入手，重点关注设备、生产、成本、质量、绿色、人员等

8、维度资源的优化配置，信息上传下达、生产过程可视化监控、质量在线监测、物料自动配送等环节的建设。（ 2）消失模铸造模样成形单元设备本章给出了构建单元的生产设备、检验检测装置仪器、传感器及信息基础设施等硬件，如送料上料设备、发泡设备、熟化设备、成形设备、烘干设备、数控机床、涂料搅拌设备、施涂设备、转运设备、仓储设备等生产设备，测量臂等检测设备，以及电力仪表、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、流量传感器等装置。以 FB与OPC服务器对接，实现设备、生产、质量、成本、EHS 等数据的交互与共享。（ 3）消失模铸造模样成形单元系统单元系统的功能主要分为计划管理、过程控制、设备管理、生产成本管理、计划分

9、析五个模块组成。在单元系统中计划管理主要从ERP、 MES 等管理系统中获取并下达执行生产计划，从工艺系统中获取生产工艺参数，并对生产计划的执行情况进行跟踪监控。过程控制是单元系统的核心内容主要通过对消失模铸造模样生产工序开展。消失模铸造模样的生产工序包括：生产准备、预发泡、 熟化、 模样成形、模样组合、浸涂、 烘干等。传统消失模铸造模样生产工艺，部分工序依赖人工操作，设备数字化、网络化、智能化水平不一。通过智能单元的方案布局，通过数字化设备、传感器、人机交互等将整个生产过程以数据参数的形式集中监测控制，减少人为操作产生的误差，提高过程质量控制，协调各工序间生产活动的配合，使得整个生产过程高效

10、、高质、可控。设备管理是对单元系统中的发泡、成形、 数控机床等关键设备及其耗材零部件的工况、寿命、存量等进行监测与记录，及时发现潜在问题，保障设备的开动率、加工精度和使用寿命，降低设备开动损耗，从而提高生产效率。生产成本管理实时采集记录原辅材料、能源消耗等数据，实时掌握生产成本，便于企业对各种生产消耗和费用进行引导、限制及监督，校实际成本维持在预定的标准成本之内。统计分析对单元系统运行中产生的各种数据，如设备、生产、成本、质量等进行统计分析和可视化展示，作为系统优化、决策的依据。整个单元系统通过上述功能实现整个成形单元数据的相互集成、相互协同，解决了设备层、 车间层以及其他信息系统之间相互孤立

11、的状态，实现了管理层和生产执行层的有效对接，从而促进生产过程高效、高质量运行。5、主要试验（或验证）结果的分析、综述报告、技术经济论证，预期的经济效果等1）验证方法本标准草案主要采用平台验证的方法，辅助采用举证和现场调研的方法进行验证。基于共享装备股份有限公司的数字化工厂消失模模样成形单元的建设实施情况和实际应用 效果，通过搭建多个验证场景，明确验证场景的输入、输出、验证流程、操作步骤等内容， 直接、有效地验证铸造消失模模样成形单元的功能架构和通用技术要求。针对消失模铸造模样成形单元的功能架构和通用技术要求，通过铸造消失模模样成形智能生产试验验证平 台的实际的操作流程进行验证。验证标准的条款及

12、对应的验证方法如下：表1验证标准的条款及验证方法序号标准内容验证方法举证平台验证现场验证1范围V2规范性引用文件V3术语、定义和缩略语-3.1术语和定义V3.2缩略语V4总则-4.1消失模铸造模样成形单元V4.2消失模铸造模样成形工艺流程V5消失模铸造模样成形单元设备-5.1设备组成V5.2集成方式V6消失模铸造模样成形单元控制与管理系统-6.1计划管理-6.1.1生产计划获取V6.1.2工艺文件获取V6.1.3生产计划跟踪V6.2过程控制-6.2.1生产准备V6.2.2预发泡V6.2.3熟化V6.2.4模样成形-6.2.4.1模具发泡成形V6.2.4.2机加工成形V6.2.5模样组成V6.2

13、.6涂层-6.2.6.1涂料检测V6.2.6.2涂层作业V6.2.6.3浸涂检测、转序V6.2.7涂层烘干V6.3仓储管理V6.4设备管理V6.5生厂成本管理V6.6统计分析V7环保要求2）验证情况分析围绕消失模铸造模样成形单元的关键过程集成控制，通过消失模模样成形单元系统 向上与MES、ERP、PLM、LIMS等信息管理系统集成，引入生产计划、维保计划、质量 标准、工艺数据等信息，并反馈设备、生产、成本、质量等维度数据；向下与底层设备及 装置集成，依据标准工艺与参数执行现场作业，同时采集各个维度数据，与工艺数据设定 值实时比对，经质量判异和过程判稳等在线分析处理，形成优化决策后，实现闭环的调

14、整 与控制。（可加入 标准的引言中作为纲领性指导。）根据消失模铸造模样成形单元通用技术要求中要求进行逐条验证，验证情况分析 如下：验证条款4.1 消失模铸造模样成形单元4.2 消失模铸造模样成形工2流程5.1 设备组成5.2 集成方式验证场景消失模铸造模样成形单元验证力不通过消失模铸造模样成形单元现场查看单元设备、单元系统，及相关软硬件集成情况。验证结论1、现场生产设备、物流设备、检测设备、传感设备等硬件条件完备，相关设备的PLG工控系统、网关等具备数字化通信接口。2、现场具备正常使用的单元系统软件。3、相关硬件设备及软件系统的数据通过OPC SERVER ODBC方式，与单兀系统实现设备、生

15、产、成本、质量等维度的数据互访。4、标准要求合理、有效。验证条款6.1计划管理验证场景消失模铸造模样成形智能单元控制系统验证力不通过MES或其他管理系统查看历史运行数据，验证计划管理功能和流程 能否止常应用运行。验证结论1、计划信息完整。2、计划获取功能运行正常，并可显示当前执行状态。3、排产功能可止常使用。4、 标准要求合理、有效。验证条款6.2.1 生产准备6.2.2 预发泡6.2.3 熟化6.2.4 .1模具发泡成形6.2.4.2机加工成形6.2.5 模样组成6.2.6.1 涂料检测6.2.6.2 浸涂作业6.2.6.3 浸涂检测、转运6.2.7涂层烘干6.3仓储验证场景消失模铸造模样成

16、形单元生产设备现场验证力不通过现场验证或系统查看历史运行数据，过程控制功能、流程、参数能否 正常应用运行验证标准的条款是否合理有效。验证结论1、生产准备符合：工作人员生产前检查各生产设备的完好性及生产材料的准备情况后通过智能手机发送巡检情况，单元系统能够自动判断巡检结果。2、预发泡符合：单元系统能根据控制参数调整发泡设备参数并控制发泡设备运行；发泡完成后将预发泡珠转运至熟化设备。3、熟化符合：单元系统能控制熟化设备运行并实时监控熟化环境（如温 度、湿度等）及熟化时间；熟化完成后将熟化珠粒转运至成形设备。4、模具发泡成形符合：单元系统能够设置模样成形设备的参数（射料量、成形温度、成形时间等）并控

17、制模样成形设备的运行。5、机加工成形不符合：未采用机加工成形生产。6、模样组成符合：单兀系统能够获取实际检测尺寸数据，并向三维工艺模型对比，进行合格判定。7、涂料监测符合：单兀系统能够状取涂料波美度测量结果并判断是否合格。8、浸涂作业符合：浸涂作业能够按工艺要求执行。9、浸涂检测、转序部分符合：浸涂检测信息及砂型前序信息能够反馈至单元系统。10、烘干符合：表干作业能够按求执行。11、仓储符合：砂芯的仓储能够符合仓储管理要求。12、OPC数据与数据库数据双向通信正常，数据流符合铸造数字化工厂通用技术要求中的铸造数字化工厂系统集成数据流图示例。13、标准要求合理、有效。验证条款6.4设备管理验证场

18、景消失模铸造模样成形单元验证力不通过系统查看历史运行数据，验证设备管理的功能是否正常应用运行及满 足标准内容要求验证结论1、重点设备运行、报警、故障状态在系统中可视化展示。2、可根据设备运转情况，及设备保养手册，提醒当前需要保养的计划。进行保养的闭环管理；临时故障由操作人员发起报修。3、设备日常运维功能正常使用、并可进行查询与维护管理。4、标准要求合理、有效。验证条款6.5生厂成本管理验证场景消失模铸造模样成形单元验证力不通过系统查看历史运行数据，验证成本核算的功能是否正常应用运行及满 足标准内容要求验证结论1、原辅材料、能源动力数据可视化展示。2、成本统计报表可按日、周、月、年等统计。3、标

19、准要求合理、有效。验证条款6.6统计分析验证场景消失模铸造模样成形单元验证方策通过系统查看历史运行数据，验证统计分析功能是否正常应用运行及满足标准内容要求验证结论1、根据日期、编号、产品名称、产品重量等字段，及过程数据（如物料清单、预发泡检测、熟化检测、涂料检测、表干检测等）、能源消耗等数据，单元系统应进行设备开动率、物料消耗、电能消耗、模样修整记录等数据的统计分析与可视化展示。2、标准要求合理、有效。6、与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准的关系本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准等无冲突。根据中华人民共和国 标准化法的要求，本标准科学、合理、先进、适用，有利于提高生产企业的技术水平和 经济效益，有利于保护消费者的利益，有利于保护环境，有利于合理利用国家资源，推广 科学技术成果，有利于促进对外经济技术合作和对外贸易，并符合技术上先进，经济上合 理的要求，具有合法性、实用性、规范性、协调性。7、对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据本标准制定过程中，无重大分歧意见。8、标准