
圖為東方汽輪機綠色高效焊接數字化車間。 賈偉明攝(人民視覺)
高端裝備,大國重器,產量少卻要求高,多須根據客戶要求定制化生產,且不同零部件常常由不同產線離散制造,最終組裝在一起。它們的生產是否需要智能化,智能化又能否實現?
帶著問題,記者走進四川德陽東方汽輪機有限公司,國內首臺F級50兆瓦重型燃機G50、“華龍一號”核電汽輪機等大國重器誕生于此。
汽輪機是一種旋轉式蒸汽動力裝置。葉片是汽輪機的關鍵零件,也是最精細的零件之一。在汽輪機葉片加工“黑燈產線”,智能物流設備快速移動,將葉片毛坯交到機器人“手中”。一夾一放,葉片毛坯進入夾具,開始進行數控加工。
不遠處,焊接數字化車間,智能焊接機器人不僅能自動焊接上萬個焊接點,還能“看到”焊接情況,實時自動檢測電壓電流……
在這里,9個數字化車間、5G全連接數字化工廠正涌現源源不斷的生產力。
“近年來,客戶對產品的需求不斷提高,亟須通過智能化改造,提高生產效率。”東方汽輪機數字化與智能制造部副部長易泰勛說,汽輪機等高端重型裝備制造精密度要求高,傳統設備不夠“聰明”,對焊接、葉片加工等崗位的技術人員提出了很高的要求。2018年前后,東方汽輪機嘗試打造汽輪機葉片加工數字化車間。到2021年,全面推進數字化轉型,投入大量資金實施智能化改造。
但改造第一步就遇到了困難——缺少相關技術解決方案供應商。“我們沒有成熟的經驗可以借鑒,需要自己梳理需求,與生產部門溝通,向專業技術團隊反饋改造思路。”易泰勛和團隊重新梳理生產工藝,調整車間布局,并利用專業軟件模擬改造后的車間和產線,估算生產效率,引入智能機器人等設備。
但僅添設備,還遠談不上數字化轉型。高端裝備生產涉及原材料采購、研發設計、生產制造、供應鏈管理、產品營銷和用戶服務等方面。“重要的是解決系統性建設難題,搭建新的生產管理系統,由內而外全面轉型。”易泰勛說。
東方汽輪機一方面設計全新的工藝流程,確定生產、銷售每個環節的數據輸入來源和輸出方式,逐漸搭起數字化生產管理系統;另一方面,對生產人員進行數字化培訓,幫他們適應數字化生產模式,不斷提升技能水平。
“從系統搭建開始,生產人員就深度參與數字化改造,很多操作功能都由他們提需求,改造團隊來想辦法實現。”易泰勛記得,葉片加工過去需要人工存取部件,耗時耗力。生產人員提出自動倉儲物流的想法后,智能機器人很快被引入。
2022年葉片加工“黑燈產線”建成,葉片質量合格率達99%,人均效率提升650%;在焊接數字化車間,依托智能機器人,一次焊接合格率接近100%。
“在數字化轉型之初,很多人擔心會被機器取代。”易泰勛說,后來生產人員發現,不僅勞動強度降低,大家還掌握了更多數字化知識,適應了新型生產需要,“不少人轉崗到工藝、研發等部門,獲得了更多發展空間。”
對于高端裝備而言,只提高加工精度還不夠。由于高度定制化,每一臺裝備的構造、設計、工序、工藝都不同。以汽輪機為例,“上萬個零部件里,哪怕單個部件無法匹配,或者任一環節出現問題,都會導致裝配時出現巨大誤差。”易泰勛說,“過去,裝配葉片時要試錯,發現有誤差,就需要拆開修正,再重新裝配。”
每一個裝備、每一次組裝,如果都要試錯,效率就會低下,怎么辦?工廠自主開發軟件系統,先行數字裝配,“模擬”組裝,快速發現可能存在的測量誤差和變形等問題,有針對性地提前解決,生產效率提高了:在冷端部件數字化車間,燃機輪盤疊裝無需二次拆開;產品總裝時間較過去縮短一半,汽輪機在離散制造中實現了柔性協同。
來源:人民日報
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