2021年,由东莞信易电热机械有限公司与东莞市技师学院联合研发的“智能注塑工厂配套装备与系统的关键技术研究及应用” 项目通过广东省机械工程学会鉴定,总体技术达到国际先进水平。项目构建了具有自主知识产权的智能注塑工厂解决方案,为橡塑行业数字化转型提供了核心技术支撑。
破解行业痛点,锚定智能化转型
注塑装备作为我国制造业的重要支柱,广泛应用于消费电子、交通运输等领域,市场规模超500亿元。然而,传统注塑工厂普遍面临数据采集难、设备互联性差、能耗高等瓶颈,人力成本上升与多元化生产需求倒逼行业向智能化升级。为突破“信息孤岛” 与“自动化断层”难题,2017年,东莞信易电热机械有限公司联合东莞市技师学院启动研发攻关,立足智能化改造需求,打造集原料处理、智能供水、自动化机械手及数据管理系统于一体的智能注塑工厂,力求实现生产流程的自感知、自决策与高效协同。
技术标准引领,节能智造突破
项目团队历时四年潜心研发,围绕设备互联、节能增效、精准控制三大核心难题展开技术攻坚。针对塑胶辅机无法统一监控的行业通病,团队首创“标准化通讯协议 + 模块化控制”方案,开发新一代控制器并统一采用RS-485和以太网接口,应用 Modbus通讯协议,实现了除湿干燥机、供料输送机等设备的数据实时采集与集中控制。尤为重要的是,团队主导起草了国家标准《橡胶塑料机械外围设备通信协议》(GB/T38687-2020),填补了国内行业标准空白。
在能效优化方面,团队创新设计的圆形水箱与侧旋进水结构解决了传统方形水箱水温不均问题,配合板式换热器,使冷水机控温精度达±1℃,能耗降低20%;研发的干燥风量自动调节系统,通过热电偶实时监测排风温度,智能调整风量,在保障原料干燥质量的同时,能源利用率提升30%。此外,远程监控3/5轴机械手采用伺服控制模块化结构,支持8轴自由扩展,重复定位精度达±0.014mm,最快模内取件时间仅0.48秒,达到国际一流水平。
构建智能体系,降本增效显著
项目已形成“硬件 + 软件 + 标准”三位一体的创新体系:申请发明专利6项(授权1项)、实用新型专利9项、软件著作权11项,主导起草了一项国家标准;开发的 sDATA 智能工厂系统,支持255台设备联网,响应速度达毫秒级,实现了生产数据实时监控、设备故障智能诊断及排程优化。经威凯检测技术有限公司检测,中央原料处理系统产能达 2127kg/h,输送距离突破300米;模温机最高控温 350.6℃,精度±0.5℃,关键技术指标均优于国内外同类产品。
项目的落地应用为传统注塑工厂带来显著变革:在生产端,通过 SDATA 系统实现订单、设备、物料的全流程数字化管理,显著减少人工干预,产品不良率降低25%;在管理端,实时能耗监测与智能排程系统助力企业实现 “精准生产”,单厂年节约用电超50万千瓦时,契合“双碳”目标要求。
作为国内首个覆盖注塑生产全流程的智能解决方案,项目成果不仅打破了国外企业在高端辅机领域的垄断,更通过“标准化 + 模块化”设计降低了行业智能化门槛。据测算,一套 20台注塑机的智能工厂改造方案投资回收期仅需 5个月,预计未来三年可带动行业新增产值超10亿元,成为推动“中国智造”的典型范例。目前,项目成果已在广东聚石化学、惠州华美特等企业落地,应用数据显示生产效率提升35%,运行成本降低 28%,获用户高度评价。
深化技能与科研融合,培育创新型人才
项目由东莞信易电热机械有限公司集团总经理吴峻睿担任负责人,联合东莞市技师学院正高级讲师缪遇春团队,组成企业技术骨干 + 院校科研力量的研发团队。企业提供生产场景与工程化验证,学院负责关键技术攻关与人才培养,共建“智能装备研发中心”与“技师工作站”,累计培养智能制造领域技能人才200余名,实现了“研发 — 应用 — 育人”闭环。
面对工业 4.0 与“双循环”发展机遇,项目团队计划进一步深化 5G 与 AI 技术在智能工厂中的应用,开发基于数字孪生的生产仿真系统,推动设备互联从“局域网”向“云端”升级。未来,东莞信易电热机械有限公司与东莞市技师学院将携手布局新能源汽车、医疗器械等高端注塑领域,培养更大规模、更高质量的“数字工匠”,助力更多传统制造企业实现“关灯工厂”愿景,为“中国制造”向“中国智造”加速转变贡献力量。