轮轴产品数字化研发与设计

马钢股份是国内最大钢铁生产和销售商之一，拥有“优特钢、轮轴、长材、板材“四大产品系列，作为全资子公司，马钢交材2022年获批国家工信部智能制造优秀场景。

马钢交材以PDM系统作为数字化设计业务、数据管理平台，与产销系统进行数据集成和流程贯通。从售前询单开始，询单全流程跟踪，建立了询单订单设计一体化流程，通过流程和任务驱动询单业务和设计业务。以产品三维模型作为源头，创建数字化的、以BOM为核心的产品的物料管理，从物料、产品BOM结构、工艺路线、工艺数据16等多层面、多维度定义产品及其制造过程信息和属性，实现信息的高效利用，满足各阶段对信息的不同需求。

马钢交材PDM系统作为轮轴行业首个全域设计业务数字化的系统，开创了“一键式”设计模型，实现了产品、工艺高度参数化、自动化设计，树立轮轴行业设计业务数字化的标杆。该系统主要适用于产品设计与产品物料管理难度大的企业，配合ERP/MES效果好，且投资较低，对于具有同类管理问题的企业有较好的推广性。

技术创新成焦点三大系统解难题

马钢交材主要产品是轨道交通用车轮、车轴等，其中以车轮、车轴为代表的产品具有典型的批量定置、离散制造特点，产品设计和工艺设计复杂，周期长。

车轮成形工艺自动设计系统：与安徽工业大学合作研究了车轮轧制过程变形和应力应变规律，在已有的生产实践技术总结基础上形成了新的研究成果，并总结数十年工艺模具设计经验，创新工艺设计方法，与上海交通大学开发了还形、模具参数化设计软件和多工步锻压仿真验证系统。形成了车轮锻压、轧制工艺设计与仿真结合的新的设计方法和模式，为建立车轮热轧设计与生产的“李生数字“模型奠定了基础。

车轮热处理工艺”一键式”设计模型：结合车轮热处理工艺多年来的设计成果及工艺知识库，利用多年在热处理方面的沉淀，将知识库、工艺设计成果、研发成果进行了模块化、数字化、标准化设计，在马钢轮轴QMS项目中，完成了热处理专业的工艺智慧生成系统。轧前加热、缓冷自动根据产品自适配工艺，实现工艺生成无人值守的智慧化；在热处理工艺方面，工程师能够通过热处理工艺智慧系统一键式生成数字化工艺，数字化工艺直接服务现场，控制现场操作，实现了真正的数字工艺，为后期的智慧制造提供数字支撑。

参数化车轮三维建模与机加工仿真系统：马钢交材数字化设计项目中，基于车轮产品特点以及绘图、建模方法和技巧，构建了三维建模的参数化模型和可重用的特征库，在车轮设计建模的同时，获得可用于指导现场生产和检验的工程图。基于三维模型的RQQ数控加工车床之上，研发三维数控自动编程和加工仿真系统，实现车轮产品加工数控编程和仿真从二维向三维的转变，可视化的三维人机交互界面，将机床运动部件的干涉、碰撞等灾难性事件的发生几率降为零，极大地缩短数控程序编制时间和现场程序的调试时间，同时为车轮加工工艺设计与制造“数字李生“模型建立和实现MBD/MBE/MBM（基于模型的设计、工程化和制造）奠定了基础。

＂一键式”设计模型数字化设计系统 助力马钢交材设计效率提升约80%

马钢交材的数字化设计系统作为轮轴行业首个全域设计业务数字化的系统，开创了“一键式”设计模型，实现了产品、工艺高度参数化、自动化设计，树立轮轴行业设计业务数字化的标杆，部分模块达到国际先进水平，是马钢交材智慧化建设的重大成果。

产品设计业务流程100％线上运行，数据100％系统管理，设计结果100％数字化，实现流程在线、数据在线，实现设计结果由电子化向数字化转型。设计效率提升约80%,大幅提升了设计效率，通过系统上下游集成，对接产销销售模块、质量模块，实现流程在线、数据在线；通过模板化、参数化和自动化设计，以数据驱动模型、模板生成的方式，取代原先纯手工录入、绘制的模式，产品及工艺设计周期由原先多人7天缩短至2人1天，提高了对销售询单、订单的响应能力，实现设计结果由电子化向数字化转型。

通过智慧制造项目建设，产销系统与数字化设计系统互联互通协同系统，贯彻按合同组织生产的管理模式，实现合同从订单录入、设计、生产、质量、发货、结算环节的全程合同跟踪，实现物料与信息精准匹配，实现管理的可视化，提高生产效率，提升产品质量。马钢交材通过智慧制造项目改造，被评为安徽省智能工厂、马鞍山市智能制造标杆示范企业、国家智能制造优秀场景，改造后，研发周期缩短80%,加工废品率降低5%。