智慧工廠之成功應用案例：美的製造技術研究

■ ACMT

序言

智慧工廠是指工廠在設備智慧化、管理現代化、信息電腦化的基礎上達到的新階段，是目前中國國內大部分中小型工廠正在努力實現的目標。而本文要介紹的美的製造技術研究院則是中國國內目前智慧工廠應用較成功的典型案例。

美的集團製造技術研究院為集團下屬一級平臺單位，成立於2019 年11 月，定位於製造領域先進技術創新研究單位，致力於先進製造技術、數位化技術、智慧化技術的中長期技術研究，搭建以企業為主體、市場為導向、政產學研用相結合的製造創新體系，響應集團「兩個全面」戰略的總體轉型，助力集團實現智慧製造。主營業務涵蓋射出、鈑金、電子、焊接、材料、積層製造、表面處理、工業軟體、智慧化等諸多技術領域。

2020 年，美的製造技術研究院購入Moldex3D 並與Moldex3D 建立長期合作計劃，在一鍵分析、免噴塗特殊製程、iSLM 這些創新方向上，能讓美的製造站得更高更遠。同時美的製造技術研究院也與ACMT 協會合作，作為專業在職進修與終身學習的產業社群交流平臺，建立美的&ACMT 合作基地並掛牌展示（圖1）。

美的製造技術研究院

智慧設計製造

在當今模具產業缺工，人才專家養成不易的現况之下，大部分的模流分析工程師都由模具設計工程師兼任。因此美的製造技術研究院已與Moldex3D 合作完成CAE 一鍵分析解決方案，將Moldex3D 與目前美的製造技術研究院所用的NX 平臺相結合。將設計與分析一體化整合流程，在模流分析流程效率上提高了30%。通過CAD/CAE 協同作業，在CAD 環境同步進行CAE 分析，一鍵分析流程並自動產生美的客製報告。

射出生產知識管理

美的製造技術研究院在設計數據管理上引入了iSLM知識管理系統，是目前市面上唯一具有完善功能的射出生產知識管理系統，可將模具設計、DFM 會議、CAE 分析專案、現場試模等一系列射出生產流程的信息進行數據串流（圖3），並且在雲端可隨時查看所有模具的生命周期，為新模具提供最完整的經驗參考，往“T 零”試模方向慢慢靠近。通過數據流串接，可輸出美的製造技術研究院的客製化試模表，方便現場試模人員使用。解決CAE 分析專案管理不易、與現場試模資料對比不易等問題，並能更有效地積累公司的生產經驗。（圖4 為iSLM 界面）

圖1：ACMT 作為致力推廣最新成型技術解決方案並促進產業國際交流合作的產業社群平臺，美的製造技術研究院選擇與ACMT 協會合作成立“T 零量產”示範工廠

免噴塗特殊製程

美的在家用電器上有較多的產品，而在家電產品中如電鍋蓋或洗衣機等外觀結構都會使用免噴塗工藝，直接一次射出成型即可達到噴塗所需要的外觀效果，包含高光、珠光效果、金屬質感等效果，而不需要額外工序對產品進行塗裝。

然而免噴塗工藝對結合線與流痕等問題敏感，容易在產品表面上形成不同光澤痕跡，導致產品外觀不良。而Moldex3D 的免噴塗特殊製程可在軟體上進行免噴塗材料分析，提前預測產品的黑線、結合線位置。下面以實際支架產品案例（圖5）介紹美的製造技術研究院在Moldex3D 免噴塗特殊製程的驗證及應用發展。圖6 為產品的進澆方式，產品採用熱流道單點進澆，進澆位置在產品中部，進澆直徑為3mm，材料為ABS，且經Moldex3D 總部材料實驗室進行材料量測（圖7），從而得到更精準的材料特性，使分析更準確。

在免噴塗製程進行分析後，可通過分析結果（如圖8、圖9(a) 所示）來檢視產品是否有外觀問題。通過模流分析，可直觀的預測在當前設計及成型條件之下，黑線的形成位置與顔色强度。通過現場實物與分析結果對比可驗證分析的準確性。（如圖9(b) 所示）

通過智慧模具設計流程，對美的製造技術研究院可實現以下應用價值：
1. 解決了以往只能通過實際試模試驗確認流道及產品設計的問題；
2. 射出設計分析流程一體化，可減輕工程師負擔，提高設計分析效率；
3. 通過免噴塗特殊製程可預測產品外觀產生黑線的問題，在前期設計上可有效的避免或降低產品產生黑線的風險；
4. 通過iSLM 知識管理系統，將前端設計、模流分析專案、現場試模的信息進行串流。可有效管理及檢視公司內部資料。