普基鋁業工程公司（PAE）屬諾貝麗斯鋁業公司，所研發的全自動化工業4.0鋁合金錠半連續直接水冷鑄造（DC Castig）系統AUTOPAK已在全世界一些鋁廠獲得實際應用，效果良好，達到了預期目標。使用企業有：法國敦刻爾克鋁廠（Aluminum Dunkerque）、肯聯鋁業公司紐布利薩克鋁業公司（Constellium Neuf Brisach），德國阿盧諾夫鋁業公司（Alunorf）、海德魯鋁業公司諾伊斯（Hygdro Neuss）鋁廠等。
AUTOPAK是諾貝麗斯普基鋁業工程公司（Novelis PAE）積40餘年的研發成果，經過多次改進，導入了多項自動控制系統，採用多種傳感器、控制器、執行器，熔體水平全自動操控，操作起來既靈活又可靠，安全性大大提高，達到了工業4.0各項要求。這套自動控制系統，既適於新建企業，又適於已建成的鑄錠系統的改擴建項目。
緊湊式設計
鋁合金錠半連續鑄造廠地並不寬裕，所以鑄造系統裝備應盡可能地緊湊些，現有鑄造流槽中有一些不足之處，比如，一部分電線電纜直接安於流槽的上方，處於熱場和苛刻環境中，有一些企業在鑄造旁建有小亭，將控制系統安於其中，必須用靈敏的信號電纜，在安裝更換流槽時會被破壞，有些鑄造車間爲避免這類事情發生，將控制亭直接建在流槽上方，佔用了一定的空間，造成混亂。
爲避免這些欠妥措施，設計人員把自動控制器金屬驅動系統（AUTOPAK Metal Drive System）設計得相當緊湊，同時傳感器和執行器都含於其中，爲了連接傳感器、執行器與PLC（可編程序邏輯控制器）僅用了標準控制器網絡母線(CAN bus, Controller area network)與電源連接線。這種緊湊式設計，一方面大大減輕了熔體的熱與環境對自動化器件的不良影響，而且留有安裝其它裝備的足夠空間。
靈活的界面(interface)
由於採用了控制器母線(CAN bus),使用名爲AUTOPAK界面的數字化控制軟件就可以自動調定與控制傳感器和執行器,同時利用調定片(web server)就可以將軟件與整個系統接通，操作人員可立馬檢查與調定系統的全部數據。
公司爲便於操作掌控自動鑄造系統，可提供一塊將流槽上方的CAN bus與標準操作網絡系統集於一體的操控牌,可將集中鑄造區的所有中間參數立即傳給主監控系統。執行工業4.0裝備的所有功能，預測一些主要裝備的運轉情況，包括是否需要更換與修理，還可以通過數據的自動化分析，對工藝參數進行調整。
新電容式傳感器
新電容式傳感器由兩個電極組成。形成一個電容式熔體水平傳感器，它的作用就是通過測定兩個電極之間的電場以及電極與熔體之間的電場確定熔體金屬水平。
由於傳感器與熔體靠得近，因此必須精準地控制環境溫度。普基鋁業工程公司採用了新的電容式傳感器CS-F240，對傳感器零件作了可靠的熱保護。由於在設計方面作了這此改進，同時採用了兩次測量法，因此鑄造車間的環境條件對電容式傳感器的工作沒有影響，能確保熔體水平測量精準，通常誤差小於1mm。此外,爲了達到更精準的測量，採用了磁線性編碼器，淘汰了敏感電位計。
爲了保證在更高溫度下能長期工作，試用了新的比熱阻抗連接器(specific heat resistant connector)。這種能在嚴峻工作條件下工作的電氣元件，能在高達70℃的高溫下穩定可靠地工作，因此環境溫度上升對傳感器控制模塊(sensor control module)工作沒有影響，也不影響它們的使用期限。
公司對每個電容式傳感器在發貨前都進行了全方位的校準試驗，能確保其精準性與使用性能。由於新的CS-F 240電容式傳感器的機械連接界面與以前生產的傳感性界面相同，因此可方便地替換。
流量控制器
由於對電容式傳感器在機械方面作了相應的改進，流量控制器的尺寸減小了，質量也下降到小於7kg，因此便於機械集成與組裝。控制系統熔體流量始終保持在所需的範圍內，一旦發生意外事件,如停電或發生緊急停車事故，耐用堅固的磁性塞釺可立即自動切斷熔體流。鑄造開始時，塞釺會按程序自動打開，並放出所需要的熔體流量。塞釺還能按指令前進或後退，精準控制流量大小。
可視管理
可以在鑄造井內安裝一臺照相系統，幫助操作人員隨時了解井內情況，還可以在控制室內裝上警鈴，一旦有事就會報警。AUTOPAK Metal Drive System(AUTOPAK 金屬驅動系統)有維護記憶功能，新的CS-F240電容式傳感器與FC-F100 熔體流量控制器都集成在數字控制插電板內，不管對用戶還是對維護人員都能提供更好的工效學（ergonomic)服務。傳感器與流量控制器都利用常規耐用的機械零件，好維護，成本也低。在系統包內還附有裝備與零件質量規格代碼(QR code)，可以追溯它們的來龍去脈，大大方便了維護。
2020年年初，德國阿盧諾夫鋁廠(Alunorf）鑄造線拆下了原來的人工控制設備，換上了新的AUTOPAK Metal Drive System。鋁錠鑄造生產線真正大規模地用上了新的傳感器與控制器。
結束語
2019年，中國原鋁產量3593萬噸，消費量3655萬噸，再生鋁產量約700萬噸，鋁的總消費量4355萬噸，其中約34%用於生產壓鑄件與鑄件，另外的66%，即約2874萬噸鋁（原鋁與再生鋁之和)用於生產加工材。在生產的加工材中,約有500萬噸是用雙輥式鑄軋帶坯軋制的，所以用扁錠軋制與圓錠擠壓的加工材約2400萬噸，如果綜合成品率按68%匡算，則需要鑄造約3600萬噸扁錠與圓錠。
筆者向鋁工業界介紹工業4.0全自動化鑄錠技術的原因有兩個：一是鑄錠鑄造技術發展如何，到了哪一步與哪個階段，我們怎麼辦，是否應緊跟與超過；二是AUTOPAK Metal Drive System是一套鋁合金鑄錠全自動化生產線控制系統，不需要人工去操作，操作人員可遠離鑄造線，只在控制室看看顯示屏，全生產線的運轉情況就會盡收眼底，可謂是鋁工業實現智能制造的一大步，希望國內的鋁企可以關注並引進。
