发布日期：2022/8/23

 一、行业、企业存在的痛点问题

热处理是装备制造业中对产品质量具有关键作用的重要基础工艺之一，也是提升机械制造整体水平的核心技术之一，对实现制造强国战略具有重要的支撑作用。热处理工艺主要应用于汽车石化、航天航空、港机、船舶、电力、电子、机械、轨道交通等行业。

我国热处理行业还存在以下问题：

1.工艺稳定性差

热处理过程感知能力不足，温度和碳势分布控制性差，许多加工企业渗碳时不控制碳势，工艺参数无法准确实现，能耗利用率低，工艺稳定性差。

2.产品报废率高

设备和工艺平均水平低，炉内循环程度低、均匀性差，产品质量均匀性差，废品率、返修率高。

3.存在安全生产隐患

加热设备可靠性差，设备事故率高；炉内通入可燃气体，高温密闭，依靠人工巡检查看设备运行情况，易发生安全生产事故，存在重大安全生产隐患。

 二、案例目标

通过提升炉内环境感知能力，提高温度及碳势分布均匀的控制性，提升工艺稳定性；借助VR技术实现炉内温度场分布及产品渗碳过程可视化，更加立体化的观察炉内生产环境；借助VR进行远程巡检，及时调整炉内设定参数，保证产品质量，降低安全事故发生率；构建数字孪生体，实时数据驱动，预测碳势分布，降低产品报废率，提升产品质量，积累过程数据，形成行业专家知识库。

 三、实施过程过程

通过搭建云边端一体化架构，生产现场数据传输至边缘服务器进行数据筛选、数据清洗、模型加载、质量预测、远程运维；数字孪生体、行业专家知识系统、机理模型存储云端，基于海量数据进行机理模型计算、分析及生产优化，并将计算结果返回至终端；在终端通过VR眼镜进行车间3D模型的可视化展示及人机交互操作，实现远程运维的目标。

通过成数量级增加炉内环境探测点，提升生产过程感知能力，提高温度及碳势均匀分布的控制性，提升工艺稳定性；利用VR技术实现炉内温度场分布及产品渗碳过程可视化，更加立体化的观察炉内生产环境，为有经验的专家提供沉浸式的观察体验；借助5G+VR进行远程巡检，及时监控生产状态，保障设备正常运行，降低安全事故发生率及其危害性；构建数字孪生体，实现数据实时驱动，预测碳势分布，降低产品报废率，积累过程数据，形成行业专家知识库。

架构图：

5G组网架构图：

平台图：

数字孪生展示图：

四、效果和成果

航天云网公司将“5G+VR+数字孪生”技术与工业大数据技术深度融合，应用于新兴通用热处理炉的运维优化，让作业人员能远程、实时地对设备进行点检及维护，有效地缩短了人员作业时间，提高设备运维效率25%；通过对工艺数据可视化展现及对产品质量实时分析预测报警，让作业人员能精准控制热处理过程的工艺，提升产品一次检验合格率提升至98%；通过实时监控、远程异常处理，避免炉膛异常爆裂，极大的降低了安全隐患，降低的安全事故发生率95%；通过分析工艺升温曲线，减少不必要保温时间，通过提高产品良率，减少报废率和返修率，能节约能耗，节约金额达5万元/月。

案例荣获第二届工业互联网大赛全国总决赛新锐组一等奖。

六、联系方式和联系人

航天云网科技发展有限责任公司

经营管理部 安冉

010-81135785