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智能制造:系统解决电机行业痛点

内容来源:中国工业报      浏览次数:398      更新时间:2018-11-14

电机是工业的心脏,怎样才能使这个心脏更加强劲?在11月1日举行的2018中国智能制造系统解决方案大会电力装备行业解决方案分论坛上,上海电器科学研究所(集团)有限公司智能制造事业部总经理、国家中小型电机及系统节能工程中心高级工程师刘憬奇对我国电机行业智能化的现状、电机行业智能制造系统解决方案,以及电机行业未来的发展趋势进行了深度探讨。

 

离散型制造导致痛点频现

  刘憬奇介绍道,电机行业在我国属于典型的离散型制造模式。目前,该行业80%以上为多品种、小批量生产模式,实际的供应链规模超过千亿元。在历史上,我国电机行业系统繁多,系统间无数据接口,信息孤岛林立,信息共享困难;此外,电机行业还存在功能过于单一,系统集成工作量大,导致反复投资问题的出现。目前,我国电机行业运维难度越来越大,系统维护费用高、收益低、风险大。

  总体来看,目前,电机行业智能化水平不尽如人意,主要表现在:高端设备投入不足,工艺水平存在较大差距;缺乏高端人才和技术团队,行业创新能力欠佳;行业研发平台作用发挥不充分,基础技术研究薄弱。这些潜在原因导致我国电机行业企业的盈利能力普遍不强,大部分制造技术处于工业2.0阶段,数字化车间、智能物流体系很少。

  此外,我国电机行业还存在着几个痛点,主要包括:缺乏精益生产管理理念,信息化水平低、数字化能力欠缺;产品需求个性化,电机制造趋向柔性生产,但规划技术落后;生产装备落后,机械化、自动化水平较低;劳动力年龄结构不合理,偏老年化;劳动力整体素质低下,劳动力成本居高不下。刘憬奇认为,这些问题的存在,桎梏了行业的进一步发展。为了行业向更高层次发展,需要对电机行业进行一个整体梳理,从各个薄弱环节击破,从而促进行业的新发展。

 

脚踏实地 从工艺到算法持续推进

  刘憬奇详细介绍了我国电机行业在构建智能制造系统解决方案方面所做的努力和尝试。并分别以浙江卧龙电气———家用电机、新能源汽车电机和大中型防爆电机智能制造商,中车株洲电机———牵引电机和永磁直驱风力发电的智能制造,以及江苏大中电气———中小型高效电机的智能制造新模式为例子,详细介绍了目前我国电机行业已经构建的智能制造系统解决方案。我国电机行业的系统解决方案主要包括电机智能制造平台和总体架构设计。电机智能制造平台包括数字化生产线和信息化系统两方面。数字化生产线主要有总装、嵌线、金加工、冲压这几大版块。信息化系统则包括远程维护、效能管理、WMS、ERP、MES、PLM等各个方面。

  刘憬奇认为,目前我国电机行业智能制造系统解决方案的总体架构设计由智能电机远程运维平台、综合管理平台、电子商务平台以及数字化冲剪车间、数字化电工车间、数字化金加工车间、数字化装配车间和数字化实验车间等组成。以江苏大中电气为例,其数字化车间包括了冲压数字化生产线、有绕组铁心数字化生产线、金加工数字化生产线、整机总装数字化生产线这四块。其中,冲压数字化生产线研发了包括自动码垛理片机、自动扣片机、送收理一体化机械手、级进模高速冲压自动加工系统等一系列装备。在金加工数字化生产线中,大中电机与机床厂家就大中产品特点及加工习惯,专门定制自动化加工中心及自动化加工单元,以满足大中金加工生产需求,提高生产效率。在整机总装数字化生产线方面,大中电机经过对多家供应商方案探讨及论证,确定了结合六轴机器人、自动加工专机、AGV、自动化流水线、自动喷涂机器人为一体的智能化柔性总装生产线方案。

  从具体实施步骤方面,刘憬奇也进行了详细的介绍。目前,我国电机行业的具体实施步骤从工艺模型研究与确定入手、开展产品工艺规划与验证、数字化工厂建模与运行仿真,做好包括决策支持、业务应用、协同办公、网络安全、基础支撑等在内的信息化建设整体规划,并以PLM系统建设和流程管理为基础,细化以MES为核心的业务流程,从而构建可追溯的质量解决方案。此外,还包括对制造资源进行配置与优化、以单元化为手段开展数字化产线模型研究与仿真等步骤。在对制造资源进行配置优化方面,刘憬奇详细介绍了包括从ABC分类法到约束条件(质量约束、时间约束、成本约束)到算法(包括线性规划、遗传算法)到建立算法模型从而达到最优资源配置的完整过程。

 

未来展望 智能、远程和供应链集成成为三驾马车

  刘憬奇认为,电机行业未来发展主要包括如下几个方面:一为人工智能、远程运维等技术在电机行业中的应用。将通过对图像识别、语音识别、智能机器人等智能技术的应用提升创新能力和服务能力。实现信息共享,以提高劳动生产率、提升产品质量。

  二为供应链协同在电机行业的应用。主要包括企业内部纵向集成,企业外部横向集成两大块。在企业外部横向集成方面,包括了物料配送协同、质检入库、供应商送货等几大方面。

  智能制造是基于新一代信息技术,贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式。以智能工厂为载体,以关键制造环节智能化为核心,以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑,可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。虽然我国目前的电机智能制造相比世界发达国家还存在着一定差距,但是结合我国的国情来看,如果电机企业能够针对大批量生产的电机型号使用自动绕线、自动嵌线等设备,不仅可以降低人工成本,提高产品质量,还可以显著提高企业效益,对于大部分电机企业是一个不错的选择。总体而言,智能制造将加速促进电机向智能化、轻量化、小型化、一体化、集成化、定制化、高性能等方向飞跃发展。

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