美的鲲禹磁悬浮离心机打造行业智能制造黑灯车间

一、企业简介

       重庆美的通用制冷设备有限公司（以下简称“我司”）成立于 2004年，由美的集团股份有限公司、美的电器（BVI）有限公司Midea Electric Investment（BVI）Limited联合投资组建而成。公司现拥有5个厂房，10.6万平方米生产车间，20条生产线，主要生产包括离心机和螺杆机在内的大型冷水机组。重庆测试中心占地5000平方米，共有21个测试台，拥有目前亚洲领先的AHRI认证离心机实验室和离心压缩机制造车间。

       我司于2008年建立博士后科研工作站，11年获得高新技术企业称号，12年被认定为国家企业技术中心，成立至今，共获得200余项授权专利，其中超过100项发明专利，拥有美国硅谷、意大利、顺德、合肥和重庆五大研发平台，重庆本地拥有百余人的专业研发团队，大型中央空调产品和技术处于全球领先水平。近年来，我司接连中标俄罗斯世界杯场馆、廊曼国际机场、奔驰南非工厂、广州白云机场、北京大兴机场、合肥地铁六号线、中国移动数据中心等海内外大型项目，2022年全球市场份额在国产品牌中排名第一位。

       同时，我司先后荣获中国专利奖、国家知识产权示范企业、国家专精特新小巨人、国家级绿色供应链、全国百佳质量诚信标杆示范、全国产品和服务质量诚信示范、国家工信部2023年智能制造试点示范工厂，重庆市绿色工厂、重庆市隐形冠军、重庆市科技进步二等奖、重庆市创新示范智能工厂、重庆市数字化车间等荣誉
二、企业在智能制造方面的现状

       我司投入大量资金进行生产线智能改造，引入美的集团智能制造体系，拉通数字工艺DPM、数字品质QMS、专业MES、智能物流MLS、能源管理、DMS、EAM等系统，打造了具有TOB业务特色的工业大数据IBD管理平台，对工厂实时运行数据进行可视化、数据化管理，同时对老旧设备进行了联机改造，建立了车间级的设备物联网，也投入大量机器人和自动化设备，努力打造绿色节能高效的智慧工厂。先后被评为“国家工信部智能制造制造示范工厂”、“国家绿色供应链”、“重庆市智能制造标杆工厂”、“重庆市数字化车间”等荣誉称号。
       工厂整体围绕智能装配、智能感知、智能执行、智能决策以及数据中心的建设方案如上图所示，基于底层设备的数据采集，能够实时与排程系统、制造执行系统以及仓储管理系统实时交互并通过大数据中心，对数据进行分析并将分析预测结果推送到对应终端和响应决策人员，实现整个五智管理的闭环管理。将不同场景的数据进行打通和整合，实现数据的充分共享和互通，通过采用智能化的决策支持系统，可以对不同场景的数据进行分析和挖掘，为决策者提供更加准确、及时的数据支持。
        基于各个业务系统和美的智能工厂数字化架构，各场景实现了和其他系统的交互，同时部分系统在业务场景下实现集成应用，围绕集团五智管理和五个驱动建设，工厂从产品设计到供应链服务，对工厂实时运行数据进行可视化、数据化管理，搭建了离心机智能选型、DPM工艺管理平台、水机一码溯源等13个环节的13个典型场景，通过多个场景实例之间的集成协同促进不同场景之间的数据共享和互通，提高生产效率、产品质量、设备可靠性和降低成本，提升企业的整体竞争力。为全面建成智能工厂打下坚实的基础，也为公司经营助力和赋能。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1.项目背景介绍
 

• 项目背景

        (1)企业发展需求: 围绕公司3年规模倍增，传统壳体生产模式满足不了效率需求，亟需结合自动化和信息化打造高效、高质的智能制造生产线；

        (2)EHS改善需求：壳体生产各个工序断点靠行车调度，而且涉及到打磨、清根工序粉尘和噪音污染严重，对于员工有可能造成伤害，亟需改善作业生产环境；

        (3)品质提升需求：人工打标，易出错，影响产品质量追溯性，过程工艺数据无任务管控和记录，无法支撑质量改善的数据分析需求。

        (4)敏捷交付需求：随着市场竞争和客户需求的变化，定制产品交期需求越来越短，工厂效率要求不断提高，传统生产模式和信息传递无法支撑。
 

• 项目目标

       (1)打造水机行业首创智能制造壳体黑灯区，实现全流程100%数据可追溯，核心工序100%无人化流转；

       (2)围绕企业核心KPI，提升壳体生产效率70%，质量一次合格率提升95%，交期缩短50%；

       (3)改善作业环境，取消打磨、气刨工序。
 

• 规划思路

       以工艺数智化为主轴，实现从壳体设计到现场生产执行全流程数智化管理。研产阶段以工艺设计数智化为基础，通过智能设计软件实现系统自动输出的工艺图纸、关键参数、特征属性等信息智能管理。现场生产执行围绕下料、抛丸、卷圆、焊接、探伤五个核心工序，以实现各个工序连线、智能流转为目标，并结合工艺革新，取消打磨、气刨等工序，再结合数字化技术，实现壳体一码追溯和工艺参数智能管理。


2. 项目实施与应用情况详细介绍

       壳体黑灯区的规划主要围绕壳体的一个流生产，过程多采用输送线、RGV及AGV的转运方式，实现物料不落地，同时对高技能要求岗位进行自动化升级，自动化率达到80%以上，并对设备均提出了易损件自动提醒更换，电路通路自动检测等功能，而在设备运行过程中大量应用视觉识别及激光扫描技术，进一步实现防错防呆，除了采用自动化手段提升产品产出一致性及稳定性以外，还规划了从原材料库存管理到标记移植，激光打码等手段，有效实现一码溯源，进一步提升制程零件管理的规范性及售后质量的可追溯性。壳体焊接质量提升80%以上，产能提升90%，综合满足厂区年产3000台的目标。
       壳体智造黑灯区打造了十一大核心突破点、六个行业首创场景、一个全球首创应用：

       1）壳体智能设计：（行业首创）

       ①选择可参照的标准机模板，输入定制参数，自动检索查重，若系统无相同图纸则自动生成三维模型并导出二维图纸；

       ②将设计标准和可制造性标准拉通嵌入DFM智能评审系统，进行容器自动评审；

        ③将原材料信息赋予三维模型，并内置定额计算公式，PLM系统自动分析三维模型结构树，并抓取定额信息，自动生成EBOM；

       ④内置壳体分段规则、纵焊缝位置判定规则，以及壳体直径、长度与焊接坡口对应关系，进行壳体自动展平并导出二维下料图纸。

       2）智能套料排程系统：（行业首创）

       ①下料展开图DPM系统管理，提升图文受控性

       ②APS系统与MES系统交互确定零件生产计划

       ③开发套料编程系统打通APS、MES、DPM系统

       ④自动编程，自动套料排版

        ⑤自动计算板材回货需求，指引采购回货，降库存

       3）钢板原材料上料智能指引（行业首创）

       ①切割程序自动传输，附带零件属性，无需人员拷贝传输，记录

       ②钢板上料自动检测，确定原材料调用正确性，防错防呆

       4）智能切割（行业首创）

       ①切割平台自动交互上下料，双平台设计设备利用率提至80%

       ②切割自动调参，无人值守、控制

       ③切割机自动启停，自动寻边

       ④无需人员干预，校正钢板

       5）智能分拣（行业首创）
       ①自动扫描切割零件，识别零件信息

       ②单双臂自动转换，保障分拣安全

       ③根据零件属性，智慧分流

       6）智能打磨（行业首创）

       ①自动扫描识别零件，获取零件信息

       ②自动生成打磨轨迹，免示教编程

       ③设计立体磨料库，自动更换磨料，减少人员干预

       ④烟尘、粉尘封闭回收，保证现场环境，同时降低噪音及其他EHS风险

       7）智能除锈（行业首创）

       ①表面激光除锈系统与打磨系统联通，同步获取零件尺寸规格信息，无需二次识别，提升设备效率

       ②一个流自动传输，旋转，无需人员干预

       ③自动计算激光除锈行走轨迹，无需人员示教及控制

       8）智能立库
       ①信息流自动传递，自动打标，提升质量追随性

       ②自动出入库，控制库存水位

       ③智能排程，平衡后工序节拍

       9）自动卷圆

       ①实现自动卷圆

       ②卷制板幅覆盖4.3米以下壳体，取消部分环缝

       ③实现板材自动进出料

       ④降低卷圆棱角度，提升质量

       10）壳体工艺参数管控

       ①通过对抛丸、卷圆、焊接关键参数建模分析，实现根据不同型号产品实现参数智能推优

       ②实现关键工序质量AI检测，壳体质量报告一键生成，缺陷问题知识库打造

       11）智能焊接(全球首创)

       ①壳体焊接零件自动扫描，参数对比智能防呆

       ②取消气刨工序，一次焊接完成

       ③自动上下料、调参，焊接，无人值守

       ④焊材、易损件耗用自动提醒

       ⑤与智研院合作落地项目，实现熔池在线监控，设备预测性维护

       ⑥焊接质量预测，参数推优

       3. 效益分析

       显性收益：

• 产出提升：产出提升幅度75%；
• 效率提升：生产效率提升80%；
• 品质提升：壳体一次探伤合格率改善95%；
• 周期缩短：制造周期缩短58%；
• EHS： 取消打磨、气刨工序，改善车间作业环境； 取消吊装作业。 

       隐形收益：
 

• 客户体验：打造行业第一条壳体智造黑灯区，提升了客户现场参观的体验，同时也提升了公司口碑；
• 产品竞争力：取消人工作业，保障了产品质量稳定性，从而提升了离心机整体竞争力。