iForge Traceability：掌握追踪每一个锻件的能力

文／Martin Scholles，Axel Rossbach·西马克集团

使用精确的CO₂值检测、记录和验证每一次锻造的碳足迹，可以将质量问题缩减至几个单独的锻件并查明原因，而非大批量召回，识别整个流程和价值链中新的优化潜力，这些是iForge Traceability 在模锻中的关键优势。西马克集团为每个锻件的数字化和智能追踪创建了一个独特的解决方案，锻造厂及其客户可以从中长期受益。

可追溯性模块集成到iForge 中

iForge(图1)是西马克集团的尖端解决方案，它使工厂所有者能够将工艺性能、产品质量、生态化和成本优化提升到一个全新的水平，是连接测量技术、编程、工程、工艺以及控制技术的纽带，能够实现并优化对锻造过程的更好控制。

图1 iForge ——一种用于模锻的创新性数字解决方案

配备先进的传感器技术和高分辨率相机，设备将能够根据相关数据和评估做出智能、独立的决策。正如西马克集团锻造技术经理Axel Rossbach 所说：“iForge 是模锻的未来”。

用于检测裂纹和预测磨损的iForge模块显示了实际应用中的情况。例如，借助裂纹检测功能，iForge可以在影响锻件质量或锻造过程前清楚地识别到模具中开始出现的一个裂纹。磨损预测能力同样具有类似的优势。

借助iForge Traceability，锻造厂现在可以使用另一个强大的工具：每次锻造的实际工艺数据都存储在数据记录中，此数据记录保留在整个过程中。

在组合中创新

由于锻造过程的环境和条件比较恶劣，以前的追踪方法并不成功，激光打码无法承受高温和机械应力。Axel Rossbach 表示：“我们正在申请专利的工艺结合了两种打标技术——点针打标和激光打标(图2)。在锻造过程中，我们使用点针打标机在锻件上打上一个代码，这个代码贯穿所有后续加工步骤。只有当最终的工件表面被生产出来时，点针标记代码才会在加工过程中被去除，并立即标记激光代码。”

图2 点针打标机在锻件上打上代码

汽车制造商要求锻件具有精确的CO₂ 值

iForge Traceability 为锻造公司开辟了全新的视角，这方面最好的例子就是获得每个锻件CO₂值的能力(图3)。汽车制造商需要为自己和其供应商的生产计算碳足迹，同时，OEM 要求其供应商为其组件提供可验证的排放值。

图3 包含CO₂足迹的数字护照被分配给每个锻件

通过iForge Traceability，锻造公司不仅可以满足汽车制造商规定的基本要求，还可以从解决方案提供的其他可能性中受益。“这里一个更重要的方面是公司能够识别出具有高碳排放的组件”，西马克集团模锻技术销售Martin Scholles 解释到。

节省成本并显著减少召回

锻件的质量问题可能有多种原因。典型的锻造缺陷，如未充分填充、叠层和缺口，很难被捕捉和测量到。得益于锻造车间的质量管控水平高，此类缺陷极为罕见。然而，一旦发生，经济损失是相当大的。

Martin Scholles 表示：“有了iForge Traceability，锻造公司现在可以追踪缺陷，看看它是一次性错误还是系统性故障。在大多数情况下，缺陷可以缩小至几个产品，从而大大减少损失。汽车制造商也从中受益，因为只有安装了可识别出部件的车辆才需要特别召回。航空工业中使用的量产产品也是如此，可以使用激光代码直接读取和追踪飞机上的零件信息。”

质量保证和流程优化的起点

内置传感器不断收集工艺数据，将它们存储在数据库中，并在开始时给它们分配一个单独的零件编号，此编号在锻造后立即显示在工件上(图4)。

图4 获得每个锻件的真实工艺数据并存储在数据库中

SMS-METRICS 是一种适用且有效的工具，用于实时获取、存储和评估机器数据以及来自iForge Traceability模块的数据，评估可以在浏览器中轻松创建、动态调整并从全球任何位置检索。

高性价比

除了所描述的间接优势之外，iForge Traceability还直接有助于提高成本效率。例如，有缺陷的部件可以被识别出来，并在此部件产生更大隐患前迅速而急早的移除。通过在制造过程中进行自动校正，可以稳定工艺流程并提高整体设备的效率(OEE)。这样，安全库存可以减少或完全消除。与进行最后检查的光学系统相结合，到目前为止一直是劳动密集型的最终检查过程，可以在很大程度上实现自动化。

过程：两全其美的解决方案

在开发iForge Traceability时，西马克集团的研发专家将两种工艺结合在一个解决方案中，用于高应力工艺部件中代码标记的点针打标和用于成品部件最终轮廓的激光打标(附加信息，例如客户和供应商详细信息)，这确保了每个工件都有自己的完全可追溯的数据记录。

点针打标直接在压机的下游工序中进行。在这里，机器人将工件送入打标站，应用标准化数据矩阵码(ECC200 依据 ISO/IEC 16022:2006 标准)。点针打标代码具有极强的弹性和容错性，即使 25% 的代码区域被破坏，仍然可以读取，应用于最终在加工过程中被去除的区域。

为确保代码信息在工件交付前一直保留，在加工前立即扫描点针标记代码并将其存储在顺序数据记录中，这个独特的数据记录还包含来自使用激光标记系统作为创建最终标签的激光代码的信息。

必备品：用于改造和新设备

在设备和控制技术方面，新系统可以集成到现有设备中。西马克集团模锻和自由锻销售经理Klaus Merkens 说：“作为我们为客户提供数字化战略的一部分，我们已经为所有新设备配备了为未来做好准备并具有扩展能力的基础数字化包。通过iForge，客户可以决定他们希望获取哪些个性化服务和解决方案以满足他们的要求。”

为明天的数字化世界设定好路线

iForge Traceability 是西马克集团数字化战略的一个非常好的例子，它为客户提供了一系列可能性。西马克集团锻造负责人Thomas Winterfeldt博士说：“通过我们的子公司SMS digital，我们拥有将锻造技术领域的许多流程数字化的专业知识、专家和研发能力，可以为工厂所有者创造真正有效的附加值。同时，我们的技术服务团队是覆盖设备整个生命周期的合作伙伴，不仅确保您的锻造设备持续可用，而且还可为现有设备实施新的解决方案并提供创新性的和降低成本的服务理念。通过这种方式，我们实现了成为世界金属行业各方面领先的合作伙伴的目标——我认为这在锻造行业是独一无二的。”

—文章选自：《锻造与冲压》2022年第9期