ECM技术公司是一家生产模块化低压渗碳电炉的业界先驱。通过使用Rockwell自动化技术公司的3D仿真软件取得了重大的成就。在数字孪生技术的帮助下，软件用户能够轻松地克服热处理设备开发设计和测试中的障碍、减少安装和调试中遇到的困难和挑战。

ECM技术公司研发生产的模块化ICBP Flex型电炉

复杂性和尺寸规模是大型热处理设备必须应对的一个挑战。时至今日，这些设备往往只能由专业公司来完成设计、生产制造和安装调试。在精益管理和准时化生产的时代，例如在汽车工业领域中，汽车生产企业常常都想将汽车零件的热处理工艺也纳入自己的生产领域里。

ECM技术公司通过将数字化生产过程控制与数字孪生技术相结合实现了这一愿景。这种方法使热处理设备在安装调试之前就能识别可能存在的潜在风险、排除许多传统风险。这就使在企业内部引入热处理设备、提高热处理生产能力不再是一句空话、而且风险更低、效率更高。

热处理包括了几个复杂的工艺步骤。在整个热处理过程中必须仔细的监控各种工艺参数，以确保始终如一的高质量。ECM技术公司是一家专门从事低压渗碳设备的生产企业。低压渗碳热处理工艺可以提高钢铁产品的耐磨性和疲劳强度。该公司开发的真空热处理技术可以准确的控制扩散到钢铁材料中的碳元素量。它是通过准确控制渗碳量来实现的，尤其是控制各个渗碳阶段的时间长短和真空压力。该方法能够在热处理过程中实现很高的控制精度、有着很高的重复精度。

ECM公司的自动化技术专家Christian Dugit-Pinat在介绍这一工艺过程时说道：“首先，在热处理之前要清洗零件，并将清洗后的零件放入真空炉中渗碳、加热。随后是在气体或者油液中冷却淬火。总体而言，诸如经典的汽车变速器零件的渗碳热处理时间需要大约10～13 h。”他介绍说：这种渗碳电热系统被设计为多腔室的电力加热系统。他还说：“这就允许几个具有相同热处理方案或者不同热处理工艺的零件依次通过热处理生产线，每一热处理工艺方案可以处理50～80批次的零件。这些批次中的每一批次都可以单独控制和管理，以确保最高的热处理质量水平。”

优化热处理设备的钥匙

当前的自动化技术允许在预设的工作参数内精准的控制这些复杂的热处理系统，但这些热处理设备遇到的真正挑战是设计、安装和调试。这些阶段被证明是非常重要的关键阶段；因为在这些阶段中蕴含有许多可以优化改进的潜力和可能性。而这些潜力和可能性只有在热处理设备的调试过程中才能被发现、有效地使用和落实这些优化改进的意见和措施才是真正的挑战。因为只有贯彻落实了热处理设备安装调试过程中优化改进的措施才能最大限度地提高热处理设备的性能和可靠性。

ECM技术公司的项目经理Philippe Reymond先生说：“我们收到了墨西哥一家大型汽车生产厂订购我们ICBP Jumbo真空渗碳炉的订单。同时，我们也认识到我们面临着许许多多不同的挑战：我们不仅要尽快的开展这一项目而且还必须重新编写适合用户使用的全部控制代码。考虑到合同的时间要求和复杂性，我们也知道自己有许多工作要做。因此我们开始寻找简化项目并加快项目实施速度的方法。”

为了满足这些要求，ECM公司考虑利用数字孪生技术作为可能的解决方案。因此，ECM公司决定使用Rockwell自动化技术公司的Emullate-3D软件作为实施该项目的工具。Reymond先生说：“当我们在墨西哥安装这套热处理设备时，我们决定用Rockwell公司的Emulate-3D软件系统进行模拟。这个项目规模巨大，重写和测试原有的PLC可编程序控制代码在时间上是完全不可能的。因此，虚拟模型是非常可行的解决方案。”

虚拟技术提供了许多优点。众多优点之一的就是能够与其他软件相互交流数据。Reymond先生继续说道：“除了机械技术领域中的模拟之外，我们还必须考虑热力学、物理过程和不同的工艺流程。为此，我们使用了Matlab软件。因为它能够直接生成数字孪生的结果。”

设备调试时间缩短了一半

Emulate-3D软件的使用对ECM公司非常有利。与热处理设备安装后调试的传统方法相比较，ECM通过在设备安装调试阶段同时优化控制代码而节约大量的时间。该公司预估ICBP Jumbo项目的实施时间可以缩短5个月。

Reymond先生补充说道：“7年前我们也有一个类似的项目。但当时我们没有使用Rockwell公司的自动化解决方案或者类似Emula 3D的软件系统。尽管我们当时使用了自己设计的软件，但项目执行得仍然非常艰难。相比之下，新项目订购的热处理设备不仅能够按时交付，而且安装调试时间也缩短了50%。即便订单规定了使用客户要求的代码，项目进展的也非常迅速。另外，需要在安装调试现场召开的现场会也更少了。”

事实也证明该项目的成功为ECM技术公司带来了丰厚的回报：后续的订单、合同数量大增。Reymond先生说：“用户也知道我们从头至尾编写了所有的控制代码。同时，设备安装调试的速度也给他们留下了深刻的印象。”