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王惠云 陕西建工金牛集团股份有限公司 CIO

2019/1/21    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:CIO评选  e-works年度盘点  智能制造  王惠云  
本文为“2018年度中国制造业杰出暨优秀CIO”参评材料。本次将评选出在企业成功规划和实施大中型两化融合或者智能制造项目,带领各方积极推进项目实施并达到预期效果,为企业带来实际效益的制造业企业的优秀CIO。

一、企业简介

    陕西建工金牛集团股份有限公司是在原陕西省工业锅炉厂的基础上整体改制的国有控股股份制企业,是国家技术监督局定点生产锅炉的骨干企业及中国工业锅炉行业协会副理事长单位。公司具有A级锅炉设计制造许可证、一级锅炉安装许可证及三类压力容器设计制造资格,年生产能力达8亿元,可为用户提供从锅炉房施工、产品设计、制造、到安装调试、运行维护的交钥匙工程整套服务。公司通过了ISO9001国际质量体系认证、ISO14001环保体系认证、OHSAS18001职业健康安全管理体系认证。公司2008年研发生产的4台“奥运项目”160t/h燃气锅炉,已在北京成功运行。10t/h-160t/h全自动燃气锅炉被授予“国家级新产品”证书,WNS系列燃油、燃气锅炉获得了“陕西省科技进步一等奖”。2013年金牛锅炉被评为中国工业锅炉行业最具影响力品牌,2014年入选工信部《节能机电产品推荐目录》并被工信部评为“能效之星产品”、“陕西省国有企业重点采购推荐产品”。2015年第四次被评为“陕西省名牌产品”,被列为“陕西省西气东输及重点工程推荐产品”。

    金牛锅炉以其“安全、节能、环保”的特点为包括北京奥运会、中国石油、大唐电力、北京城建集团、郑州热力总公司在内的广大客户所接受,产品畅销全国,并出口到泰国、越南、阿根廷等地。

二、CIO个人简介

    王惠云,毕业于西安交通大学热能工程专业,2013年至今担任陕西建工金牛集团股份有限公司总工程师兼CIO。主持设计多种产品被认定为陕西省重点新产品、首台重大装备、入选国家“能效之星”和“节能机电设备推荐目录”;主导建设国家、省市多个重大项目,参加多项国家标准起草;目前是:国家注册“ISO9001、ISO14001、GB/T18001”三标审核员;陕西省“特种设备(承压类)行政许可鉴定评审专家”陕西省评标专家库专家国家注册“压力管道设计评审员”“陕西省首席质量官”省工信厅聘任“陕西省智能制造专家”“西安交通大学城市学院兼职教授”“全国能源基础与管理标准化技术委员会特种设备节能分技术委员会委员”“中国锅炉与锅炉水处理协会委员”。

陕西建工金牛集团股份有限公司 总工程师兼CIO 王惠云

图1 陕西建工金牛集团股份有限公司 总工程师兼CIO 王惠云

三、个人信息化从业经历及主要业绩

    王惠云同志现任公司总工程师、首席质量官、兼任公司CIO。主要负责技术、质量、科研、对标管理、品牌建设、信息化建设、智能制造、绿色制造工作。

    2016年建立了首席信息官制度,明确了首席信息官的职责和工作内容,工作重点是全面开展信息化建设。公司投入巨资建立数字化车间,并利用工业云实现远程运维,信息化不断加强,目前企业OA、ERP、MES、PLM、CAPP、CAE等系统已建设完成,不断调整优化。

    在锅炉行业首家建设智能产线,应用10种工业软件、8种以上核心装备、突破6种行业关键智能制造短板,其中OA、ERP、MES、PLM、CAPP、CAE等多种系统集成工作取得重大突破,具有行业推广示范作用。

四、近2年在企业主要推进的智能制造相关项目

    高效节能环保锅炉绿色关键工艺系统集成项目

    1.项目总体目标

    针对锅炉行业设计、制造及服务中技术、过程及环境资源绿色化不足的瓶颈问题,通过产学研用形成协作式联合体,突破3项高效节能环保装备绿色工艺与装备关键应用技术,构建集绿色设计、绿色制造工艺、绿色制造关键技术装备创新和应用、智慧能源管理深度融合的高效节能环保装备绿色制造车间,实现制造技术绿色化率提高20个百分点或达到90%以上。

    建立陕建金牛锅炉绿色制造新模式,形成4项绿色制造企业标准,引领行业先进绿色关键工艺技术的推广应用。

    通过项目实施,尽快提升锅炉行业的绿色制造水平,从而有效的提升产品质量、降低能耗等,推动锅炉行业向国际化、智能化、绿色化、品牌化的绿色制造领域服务型制造转型升级。

    2.项目主要内容

    重点围绕锅炉蛇形管、膜式壁、弯管、锅筒、管板及电控柜制造进行全流程、全工序绿色化生产,开展绿色制造关键工艺技术装备的创新突破、集成应用和体系化推广,解决关键工艺流程或工序环节绿色化程度不高问题,实现系统化、集成化绿色升级。绿色关键工艺突破路线图如图2所示。

绿色关键工艺突破路线图

图2 绿色关键工艺突破路线图

    项目总体技术路线如图3所示。

项目技术路线图

图3 项目技术路线图

    锅炉企业绿色制造业务中包括绿色数字化虚拟产品设计、参数化计算、绿色工艺设计、绿色生产管理、绿色供应链管理、设备运行状态管理、智慧能源管理、锅炉绿色制造过程、绿色锅炉、锅炉试验、产品质量全生命周期管理、智能决策支持、面向行业的锅炉绿色智能云服务等部分,具体如下:

锅炉设备生产制造数字化工厂业务活动模型

图4 锅炉设备生产制造数字化工厂业务活动模型

    (1)绿色数字化虚拟产品设计

    构建产品设计参数库和知识库,依据参数库和知识库设计基于模型的数字化虚拟产品设计新模式。以产品全生命周期管理(Product Lifecycle Management,简称“PLM”)系统为基础平台,集成整合三维计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称“CAD”)、三维计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,简称“CAE”)等技术,并与绿色供应链系统系统进行无缝集成,实现对产品设计过程,产品设计规范、标准、经验等产品设计知识进行统一管理,对设计过程进行一体化管理。对图文档的发放进行标准化管理,同时对产品设计项目进行协同管理,使得知识的调用更为容易。建立起一个支撑锅炉研发设计的文档管理、产品设计研发过程管理的三维数字化虚拟管理平台,直至产品全生命周期的管理,固化锅炉设计过程。实现产品设计过程的数字化、绿色化,提升产品设计及工程化效率。在产品设计过程中全面进行三维温度场、结构、强度、疲劳、抗震、流体的有限元分析,形成“设计——分析——设计”的良性循环,实现设计分析一体化运作。

    (2)参数化计算

    锅炉科学计算平台

    锅炉热力计算是锅炉设计中最重要、最复杂的计算,其功能是在指定结构尺寸、负荷、燃料和环境条件下确定锅炉各受热面的吸热分配、各边界处的流体介质状态量等参数,从而计算出锅炉的效率、燃料消耗量等。进行热力计算是为了保障锅炉机组的经济性及安全性,寻找改善结构的措施,并为选择辅助设备和进行热力力计算、水动力计算、强度计算和其它可靠性计算提供初始资料。实际设计中,经常采用校核计算的方法:各部件的受热面先加以布置,然后计算部件的吸热量,并达到一定的精确范围,这样逐个计算,最后满足总的平衡。

    锅炉专家系统知识库

    以工程项目的方式对知识库进行编排,将该项目相关技术资料和设计中使用到的相关法规,如《锅炉机组热力计算标准》、《工业锅炉设计计算标准方法》,以及相关设计者的知识经验和现场质量问题及其解决方案进行整合,形成一个了庞大锅炉知识数据库——“锅炉专家系统知识库”;该数据库不仅支持以项目分类方式进行查阅,还支持以具体设备进行查阅,调出相关项目,还可以查阅相关设备的制造标准、方法,显著提高了设计人员获取相关数据、知识的效率和能力,有效降低了员工流动导致公司技术丢失的风险。

    (3)绿色工艺设计

    在工艺设计过程中,综合考虑产品生产过程的环境、资源属性,通过三维工艺设计与优化工具与PLM平台的集成构建绿色工艺环境。

    基于三维模型和知识库实现锅炉关键绿色制造工艺编制过程三维可视化,在此基础上进行工艺仿真与优化,编制冷作、焊接和装配等工艺的三维可视化制造操作手册。

    通过对工艺文件、制造资源、生产环境信息进行管理构建工艺知识库和制造资源数据库,为制造三维工艺设计与优化工具提供数据支持。

    (4)绿色生产管理

    绿色生产管理实现生产计划与作业计划的自动排程,并与制造执行系统进行集成应用,实现管理信息与制造系统的有效衔接。利用虚拟制造技术对整个制造过程建模,应用生产过程与物流仿真技术,对生产线工艺布局、物料配送等过程的仿真等,以达到锅炉生产与物流配送方案的优化,通过可视化技术实现生产过程的透明化。生产信息管理总体涵盖了企业级生产管理、生产与物流仿真、虚拟车间可视化监控、制造执行过程管理等环节。

    (5)绿色供应链管理

    通过高效绿色供应链信息管理,打通供应链上下游信息通道,及时发布物料需求信息,获取客户需求和现场安装信息。建立高效的内外部物料配送机制,与供应链上下游建立协同工作的质量控制机制,实现供应商评价与分级。供应链管理总体涵盖了采购、仓储与物流及安装与交付等环节。

    (6)设备运行状态管理

    通过对公司所有底层绿色化装备的集中化监测与控制,采集所有底层绿色化装备的核心运转数据,如设备运行数据、质量检测数据、物料识别数据、工艺加工数据等,实现对所有设备运行情况可视化监测、报警实时提示与处理、智能设备的互联互通,实时采集生产现场的各类数据,实现基于设备控制的柔性制造,并实现部分设备的远程操作与控制。同时未来将构建起陕建金牛的底层控制数据层,实现对异构业务数据与控制数据的统一规范化、标准化管理,实现异构设备的统一管控,并为未来的数据分析提供可靠的数据支撑。

    (7)智慧能源管理

    通过在设备端搭建计量仪表、传感器等智能部件,构建物理传感网络,对设备进行能耗监控,包括能源监控、能源调度、能源分析等。通过监控系统及生产系统获取各个能源介质的消耗和库存数据,实现能源消耗动态过程的信息化、可视化、可控化。对能源消耗的过程及要素进行自动化和定期计量实现能源调度和使用的优化分析。

    (8)锅炉绿色数字化制造过程

    陕建金牛现有产线整体自动化水平不高,特别是焊接、检测、装配等工序,大量依赖手工作业,是企业制造能力提升的瓶颈。通过对产线进行数字化改造,引进绿色数字化制造装备,提升关键车间与工序的数字化制造能力;建立以条形码或射频识别(Radio Frequency Identification,简称“RFID”)为基础的物流自动识别系统,以在制品物流线路为中心,配合机械手、立体仓库、AGV小车、传统输送链/带等轨道输送装置,建立数字化智能柔性生产线的物流环境,实现物料自动识别与全程追溯、基于自动化立体仓库的物料自动存取和分拣、物料配送优化调度及物料库存数量的优化管理;通过在关键工序引进数字化检测装备,实现锅炉关键工序的检测与数据的传输与存储,方便进行质量分析和信息追溯,可以全面提升企业制造水平,充分发挥自动化设备的能力,提高生产效率,缩短产品生产周期,有效降低产品成本,提升产品质量水平。

    (9)绿色锅炉

    进行锅炉智能绿色监控装置的研发,使锅炉具有监控、保护系统的功能,装备先进适用、经济节能环保、支持调控一体等绿色智能化特点,使锅炉具有智能“大脑”,具备自采集、自分析、自判断、自处理等人工智能特点。再通过产品运行在线监测、故障诊断与预警系统的研究,实现锅炉状态的多参数综合监测分析,实时反映锅炉的运行状态,提高锅炉的绿色化水平。

    (10)锅炉数字化试验管理

    锅炉试验是对锅炉装备进行性能试验的业务活动,包括制造过程试验、安装过程试验及新品能效试验等,以确定产品能满足客户和国家标准的要求。在锅炉装备数字化车间中试验管理业务主要涵盖试验资源的数字化管理、试验数据的自动化采集、试验数据与研发仿真数据的集成等内容。通过锅炉数字化试验管理实现锅炉制造过程试验、安装试验、新品能效试验及水压试验数据的管理及分析,建立满足绿色制造产品检测条件的试验管理平台,实现产品在试验过程中的数字化控制、监测和信息采集,建立数字化试验平台,提高试验系统的运行可靠性和绿色化水平,从而缩短试验周期、提高试验效率。

    (11)产品质量全生命周期管理

    建立质量全生命周期管理系统,对采购、制造过程、试验检测、安装与交付、运行服务等相关环节质量信息进行统一集中管理,通过质量设备集成,条码、二维码及RFID技术应用,实现产品全生命周期内的全面质量管理与追溯。

    (12)智能决策支持

    智能决策支持定义为一系列业务分析与绩效汇报以及下达决策指令的业务活动,包括工厂内各个业务板块的绩效与决策管理,如生产运行的调度指挥中心等,这些分析和决策可以帮助工厂更加合理地制定生产计划。在锅炉装备数字化车间中智能决策支持是应用生产指挥调度中心、决策支持及大数据技术构建起业务分析体系,生产各类业务报表和绩效数据。

    (13)面向行业的锅炉绿色智能云服务

    借助物联网与服务互联网,基于锅炉在线绿色定制选型服务、面向行业的绿色设计与工艺仿真服务、区域在网设备能耗与排放监测、锅炉绿色远程在线监测与故障诊断服务系统,进行主动服务,实现客户、行业和产品使用过程的数字化与绿色化服务。

    以上业务活动构成了锅炉装备企业绿色制造的核心业务管理模型。

高效节能环保锅炉绿色关键工艺系统集成功能架构

图5 高效节能环保锅炉绿色关键工艺系统集成功能架构

    在绿色工厂的功能框架中,由于业务关联,各个系统之间存在复杂的集成关系,如图6所示:

锅炉装备绿色制造关键工艺系统集成模型

图6 锅炉装备绿色制造关键工艺系统集成模型

    综上所述,通过主数据管理解决各系统、制造装备、锅炉间的数据不一致性和系统集成接口的不一致性,在此基础上,实现各个业务系统、制造装备、锅炉之间的数据集成,实现绿色工厂各个数字化虚体和物理实体之间的互联互通和信息融合。

五、个人在智能制造工作中的体会或观点

    未来的制造业不仅仅是制造业,而是制造业和服务业完美结合,未来的制造业竞争力不只在于制造本身,而是制造背后的服务与体验。所以,陕建金牛开始大力重视制造产业化、齐套化,从之前单一的制造开始扩大业务,集工程设计、施工、安装,锅炉设计、制造、安装、运营、运维一体化经营,以用户需求为中心,以为用户提供最满意服务为目标,这一战略性的变化,让金牛锅炉迎来了迅速发展。

    当然,在好的服务前提要有一流的产品。所以,打造数字化工厂刻不容缓。纵观当时制造业的发展趋势,全球兴起了以智能制造为代表的新一轮产业变革,数字化、网络化、智能化日益成为未来制造业发展的主要趋势。

    智能化建设依然任重道远,在人才培养、精益管理、大数据应用、工业互联网、人工智能技术应用方面依然存在着很大的不足,尤其是在大数据应用方面要继续挖掘,发挥出数据的价值。未来,是属于数据、属于人工智能的时代,我们锅炉行业也一定会面临巨大的变革,所以,我们要有忧患意识,坚定不移的推进智能化,培养优秀技术人才,加大研发投入,努力创新,为客户提供更好的产品,一流的服务。

责任编辑:程玥
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