在智能制造浪潮的推動下，精密注塑行業(yè)正加速從依賴經(jīng)驗的傳統(tǒng)模式，向依托數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能模式轉(zhuǎn)變。借助物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、人工智能（AI）、

數(shù)字孿生等先進技術(shù)，精密注塑智能化生產(chǎn)方案能夠有效解決傳統(tǒng)生產(chǎn)中參數(shù)難以精準控制、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差、生產(chǎn)效率提升困難等痛點，助

力企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量、高效能、低成本的生產(chǎn)制造目標。以下將從智能感知、工藝優(yōu)化、設(shè)備協(xié)同、質(zhì)量管控四大關(guān)鍵維度，系統(tǒng)拆解精密注塑智

能化生產(chǎn)的核心方案與實踐路徑。

一、智能感知：數(shù)據(jù)采集與設(shè)備互聯(lián)

（一）全流程數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)

構(gòu)建覆蓋注塑機、模具、周邊輔助設(shè)備的全方位感知體系，是實現(xiàn)精密注塑智能化生產(chǎn)的基礎(chǔ)支撐：

注塑機：利用工業(yè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，可實時獲取溫度、壓力、射速、螺桿位置等核心運行參數(shù)（采集頻率可達 50ms 級別）。該網(wǎng)關(guān)能夠兼容住友、

海天、發(fā)那科等市場主流注塑機設(shè)備的通信協(xié)議，無需人工繁瑣配置 “點表”，即可快速完成設(shè)備接入，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

模具：在模具上部署壓力傳感器、溫度傳感器、應(yīng)變片等傳感設(shè)備，可對開合模力、模腔壓力、熱流道溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。當(dāng)單次開模力

超過額定值的 15% 時，系統(tǒng)可自動觸發(fā)停機預(yù)警，提前防范模具因異常受力出現(xiàn)磨損等問題。

周邊設(shè)備：干燥機、機械手、供料系統(tǒng)等周邊設(shè)備的數(shù)據(jù)實現(xiàn)聯(lián)動互通。例如，原料含水率數(shù)據(jù)可與注塑工藝參數(shù)實時關(guān)聯(lián)，根據(jù)原料實際含水

率自動調(diào)整注塑工藝，保障熔體質(zhì)量的穩(wěn)定性，避免因原料差異影響產(chǎn)品品質(zhì)。

（二）設(shè)備互聯(lián)與邊緣計算

基于OPC - UA、MQTT等工業(yè)通信協(xié)議，打通注塑機與制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP）之間的數(shù)據(jù)鏈路，達成以下應(yīng)用效果：

邊緣側(cè)實時決策：在注塑機本地部署邊緣計算模塊，該模塊可實時比對采集到的工藝參數(shù)與預(yù)設(shè)標準值。當(dāng)熔體溫度偏差超過 ±1℃時，能夠自

動進行校準調(diào)整，響應(yīng)時間小于 30ms，有效避免因依賴云端處理帶來的延遲風(fēng)險，確保生產(chǎn)過程的及時調(diào)控。

設(shè)備健康預(yù)測：借助振動傳感器對注塑機運行時的振動數(shù)據(jù)監(jiān)測，以及電流傳感器對設(shè)備電流數(shù)據(jù)的采集，運用數(shù)據(jù)分析算法可預(yù)判注塑機液壓

系統(tǒng)、伺服電機等關(guān)鍵部件的故障。通過提前預(yù)警，能夠?qū)⒃O(shè)備平均故障響應(yīng)時間縮短至 2 小時以內(nèi)，減少設(shè)備突發(fā)故障對生產(chǎn)的影響。

二、AI 驅(qū)動：工藝優(yōu)化與質(zhì)量提升

（一）動態(tài)工藝參數(shù)優(yōu)化

依托深度學(xué)習(xí)模型，構(gòu)建 “數(shù)據(jù) - 模型 - 決策” 的閉環(huán)優(yōu)化體系：

參數(shù)自尋優(yōu)：將歷史生產(chǎn)中良品的工藝數(shù)據(jù)（涵蓋百萬級注塑周期參數(shù)）導(dǎo)入深度學(xué)習(xí)模型進行訓(xùn)練，模型可依據(jù)實時生產(chǎn)條件，實時推薦最優(yōu)

的工藝參數(shù)組合，包括保壓時間可精確調(diào)整至 ±0.1s、射膠速度調(diào)整至 ±1mm/s 等，助力產(chǎn)品良率從傳統(tǒng)的 95% 提升至 99.5% 。

多變量協(xié)同控制：平衡溫度、壓力、時間等多變量之間的耦合關(guān)系，有效解決薄壁件填充不足、厚壁件縮水等生產(chǎn)難題。以手機中框注塑生產(chǎn)為

例，通過 AI 優(yōu)化工藝參數(shù)，能夠使成型周期縮短 12%，同時將產(chǎn)品不良率降至 0.5% 。

（二）模具全生命周期管理

融合數(shù)字孿生技術(shù)與物理傳感器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)模具 “健康度可視化” 管理：

異常預(yù)警：綜合模具溫度、開合次數(shù)、受力峰值等多維度數(shù)據(jù)，構(gòu)建模具健康度評估模型。當(dāng)模型監(jiān)測到模具存在異常情況時，如模具溫度超過

 200℃且持續(xù) 5 分鐘，可自動觸發(fā)冷卻干預(yù)機制，裂紋預(yù)警準確率可達 90%，及時發(fā)現(xiàn)模具潛在問題。

壽命優(yōu)化：采用智能潤滑控制策略，根據(jù)模具實際使用頻率自動加注潤滑劑，可降低模具磨損率 40% 。對于性能劣化的模具，制定 “降級使用”

 策略，例如從生產(chǎn)高精度要求產(chǎn)品轉(zhuǎn)為生產(chǎn)低精度要求的輔助配件，能夠延長模具服役周期 25%，每年可節(jié)省模具更換成本 30% 。

三、柔性生產(chǎn)：設(shè)備協(xié)同與產(chǎn)線重構(gòu)

（一）多機協(xié)同與混線生產(chǎn)

通過中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)多臺注塑機、機械手、檢測設(shè)備之間的柔性聯(lián)動生產(chǎn)：

快速換型：針對多品種、小批量的生產(chǎn)訂單，中央控制系統(tǒng)可自動調(diào)用對應(yīng)模具參數(shù)和工藝曲線。以醫(yī)療耗材生產(chǎn)為例，切換模具時，工藝參數(shù)能

夠在 10 秒內(nèi)完成匹配，使換線效率提升 40% ，快速響應(yīng)市場多樣化需求。

產(chǎn)能動態(tài)調(diào)配：依據(jù)訂單優(yōu)先級（如緊急醫(yī)療部件訂單），中央控制系統(tǒng)可智能分配注塑機生產(chǎn)資源，將注塑機產(chǎn)能利用率從傳統(tǒng)的 80% 提升至 

95% ，確保生產(chǎn)資源的高效利用，保障緊急訂單的及時交付。

（二）智能化供料與物流

搭建中央集中供料系統(tǒng)，解決精密注塑生產(chǎn)中原料管控的痛點問題：

精準供料：針對 PBT、LCP 等不同特性的原材料，定制專屬輸送方案。以 LCP 材料為例，采用閉環(huán)輸送系統(tǒng)，可使輸送過程中的粉塵含量控制在

＜3mg/m3 ，含水率控制在≤0.02% ，有效消除因原料問題導(dǎo)致的內(nèi)飾件縮水、透鏡霧化等產(chǎn)品缺陷。

無人化物流：運用自動導(dǎo)引車（AGV）實現(xiàn)原料自動補料，配合機械手完成產(chǎn)品上下料作業(yè)，可減少產(chǎn)線人工干預(yù)崗位 15 人 / 線，降低人力成本 

30% ，同時提升生產(chǎn)過程的自動化程度和穩(wěn)定性。

四、質(zhì)量管控：全流程追溯與閉環(huán)改進

（一）數(shù)字化質(zhì)量追溯體系

建立產(chǎn)品 - 工藝 - 設(shè)備的全流程數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量的可追溯管理：

批次級追溯：從原料烘干（濕度數(shù)據(jù)記錄）、熔膠（溫度數(shù)據(jù)記錄）到射膠（壓力數(shù)據(jù)記錄），全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的參數(shù)自動與產(chǎn)品批次號相關(guān)聯(lián)。當(dāng)出現(xiàn)

產(chǎn)品質(zhì)量問題時，支持 “一鍵追溯” 功能，能夠在 5 分鐘內(nèi)定位到具體工藝參數(shù)，快速查找質(zhì)量問題根源。

實時質(zhì)量看板：通過 PC 端、移動端展示產(chǎn)品縮水率、飛邊率等關(guān)鍵質(zhì)量指標，質(zhì)量問題響應(yīng)時間從傳統(tǒng)的 3 小時縮短至 10 分鐘，便于生產(chǎn)管理

人員及時掌握質(zhì)量動態(tài)，快速響應(yīng)質(zhì)量異常情況。

（二）閉環(huán)質(zhì)量改進

結(jié)合統(tǒng)計過程控制（SPC）與 AI 分析技術(shù)，構(gòu)建質(zhì)量改進閉環(huán)：

缺陷根因分析：對飛邊、短射等產(chǎn)品缺陷進行聚類分析，運用 AI 算法識別與缺陷高頻關(guān)聯(lián)的工藝參數(shù)（如飛邊缺陷與模具溫度、保壓時間強相關(guān)），

基于分析結(jié)果制定預(yù)防性質(zhì)量管控措施，從源頭減少缺陷產(chǎn)生。

持續(xù)迭代優(yōu)化：將生產(chǎn)過程中良品數(shù)據(jù)反向輸入工藝模型，不斷優(yōu)化模型參數(shù)，實現(xiàn) “生產(chǎn) - 分析 - 優(yōu)化” 的閉環(huán)管理。通過持續(xù)改進，可將客戶

退貨率從 3% 降至 0.2% ，顯著提升產(chǎn)品市場競爭力。

五、實踐路徑與案例驗證

（一）實施三步法

設(shè)備數(shù)字化（1 - 2 周）：部署工業(yè)數(shù)采網(wǎng)關(guān)，完成注塑機、模具、傳感器等設(shè)備的接入工作，建立數(shù)據(jù)標簽體系和參數(shù)閾值規(guī)則，為后續(xù)智能化應(yīng)

用奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

工藝智能化（2 - 4 周）：導(dǎo)入歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練 AI 模型，上線實時工藝參數(shù)推薦系統(tǒng)和質(zhì)量追溯看板，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的智能優(yōu)化和質(zhì)量數(shù)據(jù)的可視

化管理。

產(chǎn)線協(xié)同化（4 周以上）：擴展模具健康管理、能耗優(yōu)化等功能模塊，對接企業(yè) MES/ERP 系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)全域數(shù)據(jù)的打通與協(xié)同，構(gòu)建完整的智能

化生產(chǎn)體系。

（二）行業(yè)價值體現(xiàn)

在醫(yī)療、汽車、電子等對產(chǎn)品精度和質(zhì)量要求較高的高端領(lǐng)域需求驅(qū)動下，融合數(shù)字孿生、碳足跡追蹤等技術(shù)的新一代精密注塑智能化方案已逐步

嶄露頭角。未來，隨著技術(shù)的持續(xù)演進，精密注塑智能化生產(chǎn)將向 “全流程自主決策” 方向發(fā)展，助力行業(yè)邁向 “高精度、高效率、低能耗” 的

智能制造新形態(tài)，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益，推動精密注塑行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展變革。

通過構(gòu)建智能感知體系實現(xiàn)數(shù)據(jù)精準采集與設(shè)備互聯(lián)，依托 AI 技術(shù)驅(qū)動工藝優(yōu)化和質(zhì)量提升，借助柔性生產(chǎn)模式實現(xiàn)設(shè)備協(xié)同與產(chǎn)線重構(gòu)，運用

數(shù)字化質(zhì)量管控達成全流程追溯與閉環(huán)改進，精密注塑智能化生產(chǎn)方案能夠幫助企業(yè)打破傳統(tǒng) “經(jīng)驗依賴” 的生產(chǎn)慣性，提升生產(chǎn)制造的智能化

水平和核心競爭力，在激烈的市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢地位。