共享智能铸造——全流程虚拟铸造:质量↑30%,一次成功率↑20%,周期缩短1/3

三维仿真验证 · 行业知识库(标准库/工艺库/缺陷库) · 数据流驱动参数化协同设计 · 铸件工艺数据全生命周期管理

🔬 精益智能工厂案例库 · 2026年8月 · 思派工业技术(深圳)有限公司
#虚拟铸造 #三维仿真 #工业软件 #知识库 #参数化协同设计
📖 导读

共享智能铸造(安徽)打造全流程虚拟铸造系统——集成三维仿真验证与行业知识库(标准库/工艺库/缺陷库),以数据流驱动专业化参数化协同设计。在计算机里"先铸造一遍",找到最优方案再实际投产:铸件质量↑30%+、一次投产成功率↑20%+、设计效率↑30%+、生产周期缩短1/3,实现铸件工艺数据全生命周期管理。

全流程虚拟铸造 · 三维仿真验证 · 标准库/工艺库/缺陷库三位一体 · 参数化协同设计 · 数据全生命周期

基本信息

项目内容
企业名称共享智能铸造产业创新中心(安徽)有限公司
行业铸造 / 工业软件
所在地安徽省
核心能力全流程虚拟铸造系统、三维仿真验证、铸造行业知识库、参数化协同设计平台
核心数据质量↑30%+,一次投产成功率↑20%+,设计效率↑30%+,生产周期缩短1/3
关键技术充型/凝固/应力三维仿真、标准库+工艺库+缺陷库、数据流驱动参数化协同

企业背景

共享智能铸造产业创新中心位于安徽,是共享集团旗下专注于铸造行业数字化转型的创新平台。中国是全球最大的铸件生产国,年产量超5000万吨,占全球产量的40%以上,但传统铸造行业长期面临"试错成本高、工艺传承难、质量波动大"三大顽疾。

共享集团深耕铸造行业30余年,拥有从材料研发到铸件生产的完整产业链经验。2010年代起,集团将数十年积累的铸造工艺Know-How系统化、数字化,打造了全流程虚拟铸造系统——核心思路是在计算机里完成充型、凝固、应力分析的全过程仿真,用数据替代经验、用仿真替代试错,让每一次实际投产都建立在充分验证的基础上。

核心痛点

痛点传统现状影响
试错成本极高传统"试制-试错-修改"模式,一套模具十几万到上百万,试模3-5次很正常新产品开发成本中,试错费用占比常超30%,且延误交付周期
工艺经验依赖个人老师傅的"手感"无法量化传承——浇注温度、冒口位置、冷铁布置全凭经验关键人员离职导致工艺断层,同一产品不同批次质量波动大
设计制造脱节产品设计人员不懂铸造工艺,铸件结构常需反复修改才能投产设计-工艺-制造多轮迭代,周期拉长50%以上
缺陷根因难追溯缩孔、缩松、裂纹等缺陷出现后,原因定位依赖人工经验判断,同一问题反复出现质量损失重复发生,缺乏系统性预防机制

转型/改善方案

技术架构(五层模型)

层级内容关键技术
知识层铸造行业知识库标准库(材料标准/工艺标准)、工艺库(典型方案)、缺陷库(图谱+根因+对策)
仿真层三维铸造过程仿真充型过程仿真、凝固过程仿真、应力场分析、微观组织预测
协同层参数化协同设计平台数据流驱动、设计-工艺-仿真一体化、版本管理
数据层铸件工艺数据管理工艺参数数据库、质量追溯链、全生命周期数据闭环
应用层全流程虚拟铸造成套工艺设计→仿真验证→优化迭代→投产跟踪→经验回流

核心模块

🔮三维仿真验证引擎——在电脑里"先铸造一遍"

覆盖充型→凝固→应力→微观组织全维度仿真。充型仿真预测铁水流动路径和卷气风险,凝固仿真定位缩孔缩松位置,应力仿真预防热裂和变形。传统模式试模3-5次才能找到合理工艺参数,虚拟铸造在屏幕上迭代10-20次,找到最优方案后再实际投产。仿真精度经数百个铸件验证,与实际结果吻合度90%+

🧠行业知识库——把老师傅的经验数字化

建成标准库+工艺库+缺陷库三位一体的铸造知识体系。标准库收录材料标准、工艺标准、检测标准3000+条;工艺库沉淀典型铸件工艺方案5000+套,覆盖铸铁、铸钢、有色合金等材质;缺陷库包含100+种典型缺陷图谱,每种缺陷关联根因分析和标准化对策。新工程师上手周期从2年缩短至6个月

🔗参数化协同设计——数据流驱动打破部门墙

设计工程师、铸造工艺师、仿真工程师在同一数据平台上协同工作。产品设计完成后,系统自动匹配知识库中的类似工艺方案,生成初始浇注系统设计;仿真结果实时反馈给设计端——如果某个壁厚导致缩孔风险,设计端同步收到提示并修改。工作模式从"串行接力"变成"并行协同",设计效率↑30%+,设计-投产周期缩短1/3。

建设成效

指标改善前改善后提升幅度
铸件质量基准提升30%+↑30%+
一次投产成功率基准提升20%+↑20%+
设计效率基准提升30%+↑30%+
生产周期基准缩短1/3↓33%
试模次数3-5次1-2次↓60%+
新工程师上手~2年~6个月↓75%

数据来源:共享智能铸造公开资料、工信部智能制造示范项目公示、行业媒体报道

建设特点总结

  1. "先虚拟后现实"——仿真不是炫技,是省钱。一套铸造模具十几万起步,试模一次几千块,仿真验证省下来的试模费远超过软件投入。虚拟铸造的核心价值不是"让屏幕变好看",而是在实际投产前就把缩孔、缩松、裂纹、变形全部暴露出来——在电脑里修改参数的成本接近于零,在车间里修改模具的成本是几万起步。
  2. 知识库是虚拟铸造的"燃料",不是"装饰"。没有行业知识库支撑的仿真只是动画。共享的竞争力在于标准库+工艺库+缺陷库三位一体:标准库告诉你要做成什么样,工艺库告诉你怎么做,缺陷库告诉你做错了是什么样子以及怎么改。三库联动,仿真结果才能转化为可执行对策。
  3. 参数化协同设计打破"设计-工艺-制造"三座孤岛。传统模式下设计师画好图扔给工艺,工艺改完扔给车间,车间出问题了倒推。全流程虚拟铸造让三方在同一数据平台上工作——设计师改一个壁厚,仿真结果同步刷新,不需要等车间试模回来再改图
  4. 数据全生命周期管理——每一个铸件都是一次知识积累。从产品设计→工艺方案→仿真结果→实际质量→缺陷处理,每个铸件的完整工艺数据链都被记录和归档。下次遇到类似铸件,系统自动推荐最优方案。时间越长,知识库越厚,仿真越准。
  5. 铸造行业"工业软件自主化"的破冰之举。长期以来铸造CAE仿真被国外软件(MAGMA、ProCAST)垄断。共享的虚拟铸造系统不仅是应用创新,更是基于中国铸造场景的自主工业软件——知识库里的5000+套工艺方案是中国铸造企业自己的经验,不是翻译过来的。

行业启示

1. 铸造行业数字化不是"机器换人",而是"软件换脑"。铸造的核心瓶颈不在加工精度——CNC加工中心已经很成熟——而在"浇之前的决策"。虚拟铸造用仿真+知识库把决策从"拍脑袋"变成"看数据",这比任何自动化设备都更触及铸造的根本痛点。

2. 仿真验证的投资回报比远超自动化设备。一套自动化造型线投资动辄数百万,但解决的是"怎么做"的问题。虚拟铸造解决的是"做之前怎么想"的问题——一次仿真省下一次试模,一年下来软件投入就回本了。对利润微薄的中小铸造厂,先投资"决策能力"比先投资"执行能力"划算得多

3. 行业知识库是离散制造企业的核心数据资产。铸造、锻造、冲压、注塑、焊接——这些工艺的共同特点是"知道怎么做的人越来越少"。共享的模式证明:把经验变成可检索、可复用、可进化的数字知识库,是解决"工艺断层"的唯一办法。

思派视角

⭐ 思派视角

对中小制造企业意味着什么?

1. 不需要全流程,从"最常出问题的那个环节"切入。中小铸造厂可能买不起全套仿真系统,但可以从缩孔缩松仿真这一个点开始——这是铸造最高频的缺陷类型。找一个开源的或低成本的仿真工具,先把你家最常出问题的3种铸件跑一遍,哪怕只用仿真来验证冒口位置对不对,效果也立竿见影。

2. "先虚后实"的理念适用于所有离散制造工艺。冲压模具的拉裂、注塑的翘曲变形、焊接的热影响区、热处理的变形——这些都有对应的仿真工具(哪怕是Excel级的简化计算)。关键不是软件多高级,而是养成"先在纸上算一遍再去车间做"的习惯。这个习惯本身就是一次成功率提升20%的来源。

3. 知识库建设要"从缺陷库开始",不是从标准库开始。标准库宏大但离一线远——工人最关心的是"出了问题怎么办"。先把你们过去3年所有废品缺陷拍照、写原因、记对策,攒够100个案例,你就有了一个最实用的知识库原型。别追求完美分类,先追求"能查到、能看懂、能用上"。

老K点评

💬 老K点评

这个案例让我想起以前跑铸造厂的日子——车间里老师傅拿着手电筒照砂型,嘴里念叨"这里再加个冒口,那边再放块冷铁"。整个铸造车间的核心竞争力就在那么两三个老师傅的脑子里。共享这套虚拟铸造系统,本质上就是把老师傅的经验全部数字化了——充型怎么走、缩孔在哪里、应力会集中在哪,全部用仿真算出来。30%的质量提升,不是设备精度提高了,是"在电脑里把错都犯完了"再上生产线。

但我最想说的是:中小企业别被"虚拟铸造"这四个字吓住。你可能买不起全套仿真软件,但你能做三件事:第一,把你家典型缺陷拍照片存档,写上原因和对策——这就是你的缺陷库1.0;第二,新铸件投产前让工艺员花半小时在纸上画一画铁水流向——这就是你的仿真0.1;第三,把每次试模的数据记下来——这就是你的知识库种子。等你攒够100个缺陷案例和50次试模数据,你就知道该往哪个方向投钱了。共享铸造成熟的今天,也是从三五个数据点开始的。

荣誉认证

类别荣誉
🏅 国家工信部智能制造试点示范项目
🏅 国家国家高新技术企业
🏅 行业中国铸造行业智能制造标杆企业
🏅 行业中国铸造协会科学技术奖
🏅 标准参与制定铸造行业数字化相关国家标准多项
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📝 录入时间: 2026年8月
📝 信息来源: 共享智能铸造公开资料、工信部智能制造示范项目公示、行业媒体报道
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