Aplicación de automatización y digitalización en I + D

El devanado del motor es el componente central de la fabricación del motor, y su calidad de I + D afecta directamente el rendimiento, la eficiencia y la vida del motor. Con el avance de la Industria 4.0, las tecnologías de automatización y digitalización se han utilizado ampliamente en la I + D de devanamiento motor, lo que no solo mejora la eficiencia y la consistencia del producto, sino que también promueve la transformación inteligente de la industria automotriz. Este artículo analizará la aplicación específica de automatización y digitalización en la I + D de devanamiento de motor, y explorará sus ventajas, desafíos y tendencias futuras.

 

1. Aplicación de la automatización en la I + D

La tecnología de automatización ha optimizado significativamente la eficiencia y la precisión de la I + D de devanamiento del motor al introducir equipos avanzados y procesos inteligentes, que se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

 

Equipo de devanado automático

Las máquinas automáticas de devanado son las herramientas centrales en la I + D de devanado, que pueden controlar con precisión la tensión, el número de giros y la disposición del cable esmaltado de acuerdo con los parámetros de diseño. Las máquinas modernas de devanado están equipadas con servomotores y sistemas de control de múltiples eje, lo que puede realizar la rápida prototipos de estructuras complejas de devanado (como devanados de alambre plano y devanados concentrados). Por ejemplo, en la I + D de los nuevos motores de vehículos de energía, el equipo de devanado automático puede aumentar la velocidad de llenado de ranura a más del 90%, lo que mejora significativamente la densidad de potencia del motor.

Operación asistida por robot

Los cobots se utilizan ampliamente en procesos como la configuración del devanado, la instalación del material de aislamiento y la fijación de la bobina. Los robots utilizan el reconocimiento visual y la tecnología de retroalimentación para garantizar la precisión operativa y la consistencia y reducir los errores humanos. Por ejemplo, los robots pueden completar automáticamente la unión final de la bobina, acortando el ciclo de I + D.

Sistema de detección automatizado

La I + D de bobinado requiere pruebas rigurosas de resistencia, rendimiento de aislamiento y resistencia de voltaje. Los equipos de detección automatizados (como los analizadores de devanado) pueden completar rápidamente las mediciones de parámetros múltiples y generar informes detallados. Por ejemplo, la tecnología de escaneo láser puede detectar ligeras desviaciones en la disposición de la bobina para garantizar la calidad de las muestras de I + D.

Ventajas: la tecnología de automatización mejora enormemente la eficiencia de producción y reduce los errores causados por la intervención manual. Es particularmente adecuado para las necesidades de I + D de devisión de alta precisión y alta consistencia. Al mismo tiempo, el equipo de automatización puede funcionar las 24 horas del día, acortando el ciclo de I + D.

 

2. Aplicación de digitalización en I + D

La tecnología digital inyecta una nueva vitalidad en la I + D sinuosa a través de un análisis inteligente basado en datos, principalmente incluyendo las siguientes aplicaciones:

Tecnología gemela digital

Los gemelos digitales simulan todo el proceso de devanado, conformación y operación mediante la construcción de un modelo virtual del devanado. Los investigadores pueden usar gemelos digitales para optimizar el diseño del devanado y predecir el rendimiento electromagnético y la distribución de calor. Por ejemplo, en el desarrollo de nuevos motores de vehículos de energía, los gemelos digitales pueden simular el impacto de los diferentes diseños de devanado en la eficiencia y reducir el costo de las pruebas de prototipo físico.

Big data y optimización de IA

El análisis de Big Data puede integrar datos históricos de I + D e identificar problemas potenciales en el diseño de devanado. Los algoritmos de IA pueden optimizar los parámetros de devanado, como la distribución de la bobina y la distribución de giros, para maximizar la eficiencia. Por ejemplo, las herramientas de diseño de bobinado basado en el aprendizaje automático pueden recomendar la mejor solución de devanado basada en el tipo de motor, acortando el ciclo de diseño en aproximadamente un 20%.

Plataforma en la nube y diseño colaborativo

La plataforma de nube digital admite la colaboración en tiempo real entre múltiples equipos, y los investigadores pueden compartir datos de diseño y probar los resultados a nivel mundial. Por ejemplo, un equipo de I + D de motor utilizó herramientas FEA basadas en la nube (análisis de elementos finitos) para verificar rápidamente el rendimiento electromagnético de los devanados y mejorar la eficiencia de colaboración interregional.

Monitoreo inteligente y trazabilidad de calidad

El sistema digital utiliza sensores y tecnología IoT para monitorear el estado de tensión, temperatura y aislamiento del proceso de devanado en tiempo real. Todos los datos se almacenan en una cadena de bloques o una base de datos para lograr una trazabilidad de calidad completa. Por ejemplo, si falla un devanado, el equipo de I + D puede localizar rápidamente el proceso del problema y optimizar el diseño posterior.

Ventajas: la tecnología digital mejora el nivel de inteligencia de I + D, reduce el costo de prueba y error y proporciona una base científica para el diseño innovador a través del análisis de datos.

3. Sinergia entre automatización y digitalización

La combinación de automatización y digitalización ha formado una poderosa sinergia en la I + D de inquietud. Por ejemplo, la máquina de devanado automático se puede vincular con el modelo gemelo digital para ajustar los parámetros de devanado en tiempo real para que coincida con los resultados de la simulación; El algoritmo de optimización de IA puede guiar el equipo de automatización para realizar diseños de devanado complejos y mejorar la precisión de la producción. Además, la plataforma digital puede integrar y analizar los datos del equipo de automatización, proporcionar comentarios de circuito cerrado para I + D y acelerar la iteración del diseño a la verificación.

 

4. Desafíos

Aunque las perspectivas de aplicaciones de automatización y digitalización son amplias, todavía hay algunos desafíos:

Inversión de alto costo: la inversión inicial en equipos de automatización y sistemas digitales es grande, lo que puede ser difícil para las pequeñas y medianas empresas.

Dificultad de integración técnica: puede haber problemas de compatibilidad entre los equipos de automatización y las plataformas digitales de diferentes fabricantes, y se requiere desarrollo personalizado.

Demanda de talento: el equipo de I + D debe tener capacidades de operación de automatización y análisis de datos, y el costo de la capacitación en talento es alto.

Seguridad de datos: una gran cantidad de datos de diseño participan en el proceso de digitalización, y la protección de seguridad de la red debe fortalecerse.

 

5. Tendencias futuras

Actualización inteligente: en el futuro, los equipos de automatización serán más inteligentes y tendrán capacidades de ajuste adaptativas, como optimizar la tensión del devanado basada en la retroalimentación en tiempo real.

Digitalización completa del proceso: desde el diseño hasta la fabricación, la investigación y el desarrollo de la devanada lograrán digitalización de cadena completa y utilizará la computación 6G y Edge para mejorar la velocidad de procesamiento de datos.

La I + D verde: la automatización y la digitalización ayudarán a desarrollar procesos de devanado de baja energía, reducir el desperdicio de materiales y cumplir con los objetivos de desarrollo sostenible.

Diseño modular: la plataforma digital promoverá la investigación y el desarrollo modular del devanado y acortará el tiempo de adaptación de diferentes tipos de motor.