e-works数字化企业网  »  文章频道  »  管理信息化  »  管理信息化综合

大国重器的智造之路

—— 记装备制造业智能制造与智能服务标杆企业深度考察之旅

2020/10/28    来源:e-works    作者:e-works  胡中扬  李璐      
关键字:装备制造业  智能制造  智能服务  
2020年10月14-16日,e-works数字化企业网组织了装备制造业智能制造与智能服务标杆企业深度考察。本次考察,我们深入考察了七家典型的装备制造企业,一窥大国重器背后的智造之路。

    2020年10月14-16日,e-works数字化企业网组织了装备制造业智能制造与智能服务标杆企业深度考察。此次考察前往了长沙和株洲,3天共走访了三一重工、中国铁建重工集团、山河智能装备集团、中车时代电动汽车股份有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车株洲电力机车研究所和株洲中车时代电气有限公司七家装备制造企业。

    装备制造业是制造业的核心组成部分,也是国民经济发展特别是工业发展的基础。装备制造业的转型升级,对于我国整个工业体系的优化提升具有基础性、决定性作用,是国民经济效率提升、供给侧结构优化的关键性行业。近年来,湖南省高端装备制造业发展迅速,已成为中国最大的工程机械产业制造基地。本次考察,我们深入考察了七家典型的装备制造企业,一窥大国重器背后的智造之路。

考察团参观三一重工

考察团参观三一重工

1.业务流程驱动,兼顾自动化与柔性化

    此次参观的装备制造企业产品多为个性化定制产品,具有多品种、小批量特点,部分产品的批量甚至只有1件。如何既能极大限度地实现自动化,又兼顾柔性化,这是摆在各个企业面前的一道难题。本次考察的企业在生产实践中,结合自身生产模式,给出了优异的答卷。

    铁建重工以智能焊接系统技术为基础,将深熔焊技术、离线编程技术、多层多道焊技术等关键技术与工业机器人技术相结合,极大地提升了焊接工序的柔性化,相比人工焊接,效率提升了50%。时代电气打造了单件-混流柔性生产线,在人工操作的环节,给予智能提示,提升柔性能力。比如,在螺钉拣选环节,借助DPS快速拣选系统及电子标签提示,可以实现按工位的多频次、小批量物料配送。

考察团参观铁建重工

考察团参观铁建重工

2.以产品研发数字化为抓手,降本增效

    设计阶段决定了制造业80%的成本。对于大型机械装备企业来说,在研发阶段做好管控,能够大幅优化成本。本次考察的几家企业都非常重视研发信息化,不仅体现在运用了CAD、CAE、PLM等多款研发软件,更是将研发管理的先进理念融入血液,实行产品模块化、标准化,并建立标准件库,以少量的产品零部件满足个性化定制的多样化要求。同时,在产品设计阶段就将产品加工工艺过程纳入可行性分析。

    铁建重工建立了零件标准件库,有效降低了零件成本。还对产品进行三维装配工艺设计仿真,实现数字化产品的预装配及工艺验证,从而在产品实际生产前发现问题并改善工艺,避免将问题延后而造成更大损失。铁建重工的三维智能套料系统,能够直接读取零件三维模型及工艺信息,依托智能套料引擎和专用知识库进行自动套料,既保证满足加工工艺需求,也提升了生产效率。山河智能模块化设计系统将产品系列化、模块化,形成结构和配置管理,建设了标准件库、通用件库和知识库管理,提高了设计质量和效率。山河智能还应用了工艺仿真软件,对制造工艺进行分析与优化。

3.以精益生产为基础,推进智能制造

    精益生产是对于系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面进行的变革,使生产系统能很快响应用户不断变化的需求,同时生产过程中一切无用、多余的“浪费”被消除,通过不断优化实现更高效的生产和更低成本的运营。由于装备制造业“多品种”、“小批量”的生产特点,精益生产是装备制造业追求的思想与模式,使企业既具有在大批量流水线生产模式下的高效率、低成本的优势,又具有单件小批量生产灵活多变的能力。

    本次考察的企业都特别注重精益思想的贯彻执行。三一重工强调“三现”原则——“现场、现实、现物”。“三现”是对丰田生产系统的精益生产的“现地现物”核心思想的总结。三一重工将“三现”与视频识别技术相结合,通过视频对“三现”进行实时监测,实现对生产流程、设备、人员的深度分析,满足车间管理透明化的需求,对于工人未带安全帽的行为,自动统计和处罚。通过分析采集到的设备数据,可找出作业率低的异常设备,指导生产人员查明原因,通过优化排产等方式,从源头解决问题。时代电气持续推进精益理念,将精益管理落实到业务流程细节中。针对自身的产品特点,时代电气采用了集配模式+拉动式配送相结合的物料配送,以减少缺料造成的停线风险。在整个拉动式配送的环节中,处处体现着精益理念。如采用DPS快速拣配系统拣选螺钉的过程中,在每个货位下方设置电子标签辅助拣料,领料员拣选完成一项零件后,手动关闭对应的电子标签,以实现防呆防错。拣料托盘则是按台套/工位定制的,每一颗螺钉都对应物料盘上一个存放孔,只有符合规格的螺钉才能被放入孔中,杜绝错料。并且,托盘上的螺钉孔都是整齐排列的,方便整理及计算,是否缺料及缺什么料,都能一目了然。

4.积极探索前沿技术,务实推进应用落地

    制造企业的持续发展离不开对前沿科技的探索,紧随科技的步伐,不断探索,才能在竞争中处于不败之地。在考察中我们发现,这些龙头装备制造企业在其发展过程中一直在探究新兴技术,如人工智能、机器视觉、数字孪生、5G等。

    三一重工在焊接场景应用了工业AI一体机,能够对焊接过程中的数据进行实时分析,提前预测偏焊、虚焊、过焊等品质异常,并提醒操作人员对设备进行预测性维护。三一重工将机器视觉应用到人员管理方面,通过视频监控自动识别人员未穿戴安全帽、怠工等各种不规范行为,并进行抓拍,对加强人员管理提供了有效手段。三一重工还通过在视频图像上叠加显示设备的参数信息,如机器的坐标、关节角度、开机率等信息,对于生产现场实时监控,为管理者提供决策参考。铁建重工实现了盾构机产品的数字孪生应用。时代电气在电路板插装、螺钉紧固、导热硅脂涂覆等工序应用视觉检测技术,替代人工。山河智能积极探索5G应用场景,实现了基于5G的机器人程序下发,还应用5G技术遥控挖掘机远程作业。

基于5G网络的智能远程遥控挖掘机

基于5G网络的智能远程遥控挖掘机

5.打造以制造为基石的工业互联网平台

    西门子的Mindsphere平台、GE的Predix工业互联网平台都是从制造企业衍生出来的优秀工业互联网平台。老牌制造企业从行业经验入手,结合自身长期积累的工业知识打造工业互联网平台,是工业互联网平台的一个重要趋势。

    作为老牌的装备制造企业,三一重工积累了20多年的行业经验,于2016年打造了树根互联工业互联网平台,该平台是首批通过工业互联网平台可信服务评估认证的企业,也是首家入选Gartner IIoT魔力象限的中国工业互联网平台,今年再次入选。树根互联的设备互联项目完成了全场景的端到端接入,其自研产品覆盖物联设备、数据传输设备、PAAS平台以及多种工业应用软件。

    山河智能推进工业互联网建设,实现设备与设备之间的互联,建立了工厂网络,充分考虑设备与设备之间通讯协议、接口方式以及数据处理方式,实现了对设备的远程监控,实现SCADA应用,通过MES与SCADA的集成管理,实现生产过程中的产量、过程的全追溯。

6.重视智能服务,提供更优体验

    作为装备制造企业,产品在运行期间的实时数据无论是对于生产商、运营商还是使用者,都极其重要。对生产商来说,这些数据可以对产品质量改进提供决策支持,并能用于优化产品设计;对运营商来说,则可以实时掌握产品开关机状态和运行状态,通过可预测性维护降低维修成本和最大化产品的作业时间;对于使用者来说,健康的设备才能保证工作正常开展,保障工程建设周期。因此装备制造企业将业务拓展至后服务市场,构建智能服务平台。

    三一重工ECC控制中心可以对销往世界各地的设备进行实时监测,采集设备的运行位置、累计工作时间、累计油耗、月度或年度的忙闲程度等信息,从而提升客户服务水准和更好地控制资金风险。铁建重工构建集团数字化指挥监控中心,实现生产实时监控、设备远程监控、远程指导施工。中车时代电动汽车安装了IBOX智能终端盒子,通过传感技术,收集电机、电池、电控以及里程、油耗等数据。这些数据传输到中车的云智通平台,通过搭建不同的数据模型,探索使能源损耗最低的方式。同时,还能采集驾驶员行驶行为数据,通过规范驾驶员行为实现降低能耗。此外,通过“云智通”系统,用户能在调度、线路布局、车辆保养安排等方面全面实现智能化。“云智通”系统除了可以互联到中车电动售后服务端、公交公司管理端,甚至可以互联到政府监管平台以及更多相关管理平台。在大数据分析中,“云智通”还可以智能采集不同路况信息,从而生产出适合客户所在地区的新能源车辆。中车时代电动汽车通过中车云控系统、4G/5G通讯技术实现人、车、云的互联,驾驶员可对自己的车辆远程一键诊断、远程控制车辆。

7.注重科技创新,打造核心知识产权产品

    当今,科技创新能力成为国家实力的关键体现。在经济全球化时代,一个国家具有较强的科技创新能力,就能在世界产业分工链条中处于高端位置,就能创造激活国家经济的新产业。虽然我国的装备制造业比起世界领先的高端装备制造业还存在一定差距,但是通过考察,我们发现,我国的装备制造企业坚持科技创新,逐步打造具有自主知识产权的核心产品。因为无论在制造环节运用多少先进的技术手段,客户更看重的还是产品的优秀性能和其独创性,只有在产品研发上不断投入,掌握更多的核心技术,产品才能更有竞争力。

    三一重工的环保智能纯电动自卸车,装配TRUCK LINK1.0车联网平台,能实现实时监控作业效率分析、远程诊断、社群互动等功能。拖泵配置了智能控制系统CAN总线抗干扰能力强,故障率降低80%,故障自诊断缩短70%的排故时间。铁建重工自主研发的一系列盾构机产品,填补了国内外空白,打破了西方发达国家在盾构机市场的垄断。中车时代电动汽车的线控化平台车,具有环境感知功能,多传感器,融合障碍物识别及跟踪交通标识识别,可满足L3级以上的自动驾驶功能的开发。山河智能的5G无人遥控挖掘机配置有5G通讯模组、高清摄像头、云台及各类传感器,借助5G技术的大带宽、低延时特点,可以通过远程操控,实现跨区域施工作业。山河智能的智能遥控挖掘机已广泛应用在应急救援、抢险救灾、智能矿山、污染治理等危险作业环境。

后记

    在这次考察交流中,我们深刻感受到领先的装备制造业已经走在行业最前沿,已然形成了自身的特点与优势,通过持续创新,打造核心知识产权产品,加速迈向价值链高端,为打造大国重器奠定坚实基础。

    在三天密集的企业考察过程中,来自国内装备制造企业、软件厂商、高校的37名考察团成员通过工厂参观、技术分享、沙龙讨论等方式,享受了一场视觉和知识的盛宴。本次考察涵盖从智能制造的顶层规划到智能工厂的建设实践,以及智能制造相关新技术的务实应用,不一而足。特别是与企业智能制造专家面对面的深入探讨,给考察团成员留下深刻的印象和无限的启发。

    e-works还将举办各种智能制造考察活动,让更多同道者获益,与广大企业共赢!

责任编辑:程玥
本文为e-works原创投稿文章,未经e-works书面许可,任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如已是e-works授权合作伙伴,应在授权范围内使用。e-works内容合作伙伴申请热线:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐