燃汽轮机

东方汽轮机数字化转型助推企业高质量发展

发布时间:2022/11/5 15:09:21   
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东方电气集团东方汽轮机有限公司(以下简称“东方汽轮机”)是国内三大汽轮机制造基地之一,是大型发电设备制造企业。“5·12”汶川特大地震后整体搬迁,建成占地亩、拥有19个加工制造中心和科研设施的德阳八角新基地。东方汽轮机紧密围绕科技创新,先后荣获国家科技进步奖14项、省部级科技进步奖80余项。

东方汽轮机贯彻落实东方电气集团“”发展战略,以数字化转型作为企业转型发展重要内容,推动公司“”发展战略,发挥数字化引擎作用。立足企业主业,聚焦核心产品、核心工序,推动5G、大数据、人工智能等数字信息技术与制造业的深度融合。

抓住制造型企业根本,聚焦制造核心做到有的放矢

按照价值/成本、技术保密性、卡脖子(技术、涨价)、技术难度/成熟度、质量风险、项目特殊需求、自动化程度、社会资源8个维度,对公司生产业务进行综合性评判,贯彻绿色、低碳、高效、数字的转型建设理念,形成企业核心业务产品清单。

积极响应国家“双碳”目标,坚持煤电“压舱石”,锚定燃机、核电、储能等清洁能源,立足公司制造产能瓶颈实际现状,应对产出高峰,针对转子、叶片、阀门、高压汽缸等几类关键零部件核算产出能力,进一步完善企业核心业务产品清单,使之与产出需求相匹配,做到数字转型促高效产能提升,夯实数据基础支撑。

依托核心业务产品清单,开展从工序对象模式向产品对象模式转变,坚持清理低效业务与产业深度重构双原则,完成公司核心制造分厂的工艺布局调整规划,融入绿色、低碳、安全、高效目标,补齐自动化短板,开拓数字化转型道路,助力高质量发展建设。

激发高效智慧技术新活力,构筑绿色低碳新底座

开发自主智慧产品系统平台为机组注入智慧芯,基于AI大数据算法实现机组一键智慧启停、健康状态监控、故障自主预警、远程诊断服务功能,构建电厂本地+网络平台双部署模式,提供智慧电厂解决方案;运用三维设计一体化平台,构建设计、标准、工艺、设备数据库,形成产品设计新模式,提供全流程三维产品数据链;重构园区5G+WIFI信息网络,建设集能源、安防、人员、会议管控的智慧园区平台,信息数据推动园区管理;上线客户关系管理系统,将营销过程数字化,形成统一的客户信息档案,明晰营销目标;构建数字化供应链系统,运用电商采购模式,简化非产品类物资采购。

立足企业生产装备现状,改造升级关键设备,补齐自动化短板。针对汽缸阀门、大厚板拼板零件的高强度焊接着手,改变传统焊接方式,探索焊接机器人、熔池视觉技术与现有设备集成;基于数控车床、检测平台与机器人集成,将销钉加工线适度集中,缩短产线流程,人机协同连续生产;机器人自动喷丸单元的建成改变传统人工喷丸操作模式,机器手臂带动喷丸枪,按轨迹程序自动完成喷丸工序,操作人员不再需要手动完成,极大改善工作环境。

集中优势资源建设无人制造产线,弥补技能人才缺口。叶片分厂压气机叶片黑灯产线为国内首个叶片加工黑灯产线,在全数控加工设备基础之上,创新融合数字孪生技术应用,掌握加工制造过程实时状态,产线内集成在线检测单元,将自感应设备、自动转运机器人与设备机器手有机融合形成闭环,运用中央集控平台使各单元协同运行;燃机轮盘加工少人值守产线,突破大型高精度加工设备多人值守的技术困境,将自适应技术与视觉监测应用于加工状态判定,可对异常情况进行自动判定预警,依据判定结果更换刀具、修正程序以及停机处理。

试点绿色高效的焊接方式,践行车间绿色无纸化。立足机器人焊接模式,坚持以人为本,推广应用TIG、激光焊接、电子束焊接方式,替代高污染焊接方式,改善焊接工作环境,同步开展技术人员及操作人员培训70余人次,巩固技术改革成果与应用;推广车间绿色无纸化记录技术,采用数字化测量工具、数字记录手段,实现总装车间、焊接车间、大件加工车间的过程记录无纸化,提升综合记录效率,减少了纸张消耗和存储成本,助力车间低碳运行迈出坚实步伐。

引入先进通信技术,探索数字驱动生产模式

探索数字化生产管理道路。在叶片和焊接分厂示范应用企业制造执行系统(MES)与高级计划排程系统(APS),贯穿生产制造全流程,优化取消低效生产管理要求,填补管理盲区,发掘生产数据价值,并以此为驱动引擎,带动过程透明化,管理精益化改进;构建了全公司的设备数据采集与监视系统(SCADA),实现数控机床、焊接设备、机器人、热处理设备、物流设备互联,抓取底层真实数据,为生产计划分配、制造进程管理以及设备维保的开展提供数据分析支撑;质量信息管理系统(QIS)的引入建设,助力质量管理流程重构,将质量信息数字化,减少过程记录、传递的人工参与。

高精度测量技术与尺寸匹配决策软件融合,快速扫描汽轮机零部件,自动录入汽轮机各部件关键尺寸,生产三维尺寸数据模型,并自动匹配决策总装处理方案,有效替代现有总装过程中频繁的实物装配,实现汽轮机虚拟总装,无需占据总装台位进行人工尺寸测量,缩短总装周期。

构建基于5G物联网的焊接数字化车间,针对非数字焊机和无法开放协议的数字焊机,采用增加传感器方式实现升级改造,针对具备开发协议的数字化焊机,采用协议对接方式进行联网,定制开发焊接数据采集平台,采用5G内部专网高速传输,实现从人、设备、任务等对焊接时间、设备利用率、焊材消耗、电能消耗、员工绩效等数据连接。

数字化转型取得丰厚的阶段性成果

梳理核心业务、核心工序、核心设备,梳理核心业务51项、非核心业务45项,得到了企业核心业务清单,掌握企业生产能力短板,共谋划28项产线升级建设蓝图,为后续针对性工作开展提供了真实可靠的依据。

自动化单元升级和自动化产线集成,提高生产效率,稳定质量。如压气机叶片黑灯产线,设备利用率提高40%,产能提高60%,质量合格率提升至98%;自动焊接工艺及装备,产品合格率95%以上,生产效率提高20%以上,年成本节约万以上;销钉柔性加工单元实现销钉零件加工效率提升35%,有效工作时间延长6小时;喷丸自动化单元实现喷丸过程无人操作,工作效率提升%。

依托设备数据采集分析,科学调度能源使用,自动化产线建设应用,提高设备开机利用率,减少无效能耗,使车间综合能源利用率提升10%;绿色焊接技术推广应用,将来可有效减少有害烟尘排放约15%以上;绿色无纸化记录系统应用,每年节约各类生产过程记录和机组信息记录约10万张标准A4纸张。

信息技术多元融合应用,发掘了生产管理创新价值。MES与APS为核心的数字化管理系统平台应用,改变现有生产管理模式,优化传统管理手段,调整取消低效过程控制14项,优化生产管理流程21项,进一步释放活力;SCADA系统连接余关键设备,设备运行状态数据实时收集,控制程序远程下达;虚拟总装的开创性应用缩短实物总转周期8天/台份,减少工时/台份,可成本节约万/年以上。



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