上海電氣集團自動化工程有限公司 上海 201615

1 上海電氣概況

上海電氣集團是我國最大的能源裝備、工業(yè)裝備制造企業(yè)集團之一,是先進(jìn)制造業(yè)、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的代表性企業(yè),也是當(dāng)前國內(nèi)同行業(yè)中規(guī)模、經(jīng)濟效益排在前列的企業(yè)。在過去60多年的發(fā)展歷程中,上海電氣有許多輝煌業(yè)績,創(chuàng)造了多項上海乃至全國第一的記錄。上海電氣的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)聚焦能源裝備、工業(yè)裝備、集成服務(wù)三大領(lǐng)域。當(dāng)前,上海電氣正處于非常重要的發(fā)展關(guān)鍵時期,致力于實現(xiàn)三個轉(zhuǎn)型:傳統(tǒng)能源裝備向高效清潔能源裝備轉(zhuǎn)型,傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型,單一制造向制造+服務(wù)模式轉(zhuǎn)型。在工業(yè)裝備領(lǐng)域,上海電氣積極推進(jìn)向智能制造轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)高端裝備業(yè)的自動化、數(shù)字化、智能化。

2 實施智能制造的能力與基礎(chǔ)

上海電氣與智能制造相關(guān)的裝備和系統(tǒng)主要有四個領(lǐng)域:① 智能系統(tǒng),包括智能單元、柔性生產(chǎn)線、無人化工廠、智能物流系統(tǒng)等;② 智能裝備,包括特種機器人、服務(wù)機器人、智能機床、智能電梯、智能壓縮機等;③ 智能基礎(chǔ)部件,包括伺服系統(tǒng)、智能控制器、智能測控部件等;④ 自動化系統(tǒng),包括節(jié)能自動化、環(huán)保自動化、過程自動化、自動化智能交通等。這些裝備和系統(tǒng)組成了智能制造的基礎(chǔ),可以組建面向不同行業(yè)的智能制造整體解決方案。上海電氣智能制造構(gòu)架如圖1所示。

圖1 上海電氣智能制造構(gòu)架

上海電氣旗下上海發(fā)那科公司著力于推進(jìn)由單機器人自動化應(yīng)用到柔性自動化生產(chǎn)線應(yīng)用的轉(zhuǎn)變,以及由智能機器人柔性自動化生產(chǎn)線應(yīng)用到無人化工廠應(yīng)用的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)由點到線、由線到面的轉(zhuǎn)變,使發(fā)那科機器人及自動化系統(tǒng)廣泛服務(wù)于汽車整車、汽車零部件、消費電子品、電子儀表、醫(yī)藥、金屬加工、重工、機床加工、食品包裝等各個領(lǐng)域,滿足焊接、打磨、拋光、涂膠、測量、搬運、碼垛、上下料等不同場合的需要。

上海電氣自動化集團是上海市智能制造產(chǎn)業(yè)協(xié)會的發(fā)起單位之一,是上海電氣核心產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,是集團長期以來列入重點發(fā)展、加以支持扶植的新興產(chǎn)業(yè),也是上海電氣推進(jìn)智能制造的重要實施單位。自動化集團下屬多家企業(yè)與智能制造密切相關(guān):上海電氣自動化設(shè)計研究所有限公司是國內(nèi)專業(yè)從事自動化系統(tǒng)設(shè)計、集成、產(chǎn)品開發(fā)、電氣自動化工程承包和技術(shù)咨詢等工作的多專業(yè)企業(yè);上海開通數(shù)控有限公司是國內(nèi)最早從事數(shù)控系統(tǒng)和交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)開發(fā)、生產(chǎn)的單位之一,是國內(nèi)少數(shù)幾家掌握數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)核心技術(shù)的企業(yè)之一;上海探真激光技術(shù)有限公司致力于金屬三維打印機設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售、技術(shù)服務(wù),以及面向行業(yè)應(yīng)用的專業(yè)金屬三維打印服務(wù)。

2016年,上海電氣全資收購德國寶爾捷自動化公司,并參股德國曼茲公司。寶爾捷是一家全球領(lǐng)先的航空航天裝備制造領(lǐng)域設(shè)備和解決方案供應(yīng)商,主要產(chǎn)品包括自動鉆鉚緊固設(shè)備、自動化裝配生產(chǎn)線和工裝夾具、自動傳輸設(shè)備、復(fù)合材料部件加工設(shè)備等,業(yè)務(wù)覆蓋航空航天裝備結(jié)構(gòu)制造的全價值鏈。曼茲是德國的一家高科技工程、裝備制造集成公司,主要業(yè)務(wù)是為消費電子、太陽能和儲能領(lǐng)域提供激光劃線、真空鍍膜、電極印制、化學(xué)濕制程、自動化、檢測等方面的智能設(shè)備、生產(chǎn)線,以及整體解決方案。

2018年,上海電氣成立了數(shù)字科技有限公司,啟動了集團互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè),計劃將風(fēng)云平臺升級成為集團工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。平臺存在大量的共性技術(shù),如設(shè)備連接,數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲,數(shù)據(jù)安全等,保證集團有限資源的集中投入,快速支撐產(chǎn)業(yè)需求。平臺可以在三個層面創(chuàng)造價值:① 在企業(yè)層面縮短交貨期,應(yīng)用智能設(shè)計、智能制造來提高生產(chǎn)的柔性,達(dá)到快速滿足用戶個性化需求的能力;② 在客戶層面創(chuàng)造新的價值,提供智能化的產(chǎn)品和服務(wù);③ 在行業(yè)層面擴大影響力,創(chuàng)新商業(yè)模式,形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。

3 智能制造實踐

在智能制造項目實施方面,上海電氣有很多成功案例。上海電氣通過不斷探索,建立了適合企業(yè)自身發(fā)展需要的智能制造工廠和車間,各產(chǎn)業(yè)板塊都在努力推進(jìn)從傳統(tǒng)制造向智能制造的轉(zhuǎn)型。

上海電氣旗下海立集團的智能制造項目列入了國家智能制造專項,旨在突破空調(diào)壓縮機智能柔性裝配工藝關(guān)鍵技術(shù),打造國內(nèi)首創(chuàng)的空調(diào)壓縮機智能柔性生產(chǎn)線,形成具有規(guī)模化生產(chǎn)能力的空調(diào)壓縮機示范基地,改變空調(diào)壓縮機的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式,滿足上海制造行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的需求。項目分三部分實施:① 調(diào)整現(xiàn)有生產(chǎn)線布局,實現(xiàn)機器人智能柔性化壓縮機裝配模式;② 配合裝配線智能化改造,對現(xiàn)有的壓縮機手工裝配專用機具進(jìn)行升級更新;③ 提升生產(chǎn)線的信息化、數(shù)字化管理水平。海立空調(diào)壓縮機鈑金自動化生產(chǎn)線如圖2所示。

上海電氣旗下三菱電梯在研發(fā)方面已經(jīng)實現(xiàn)設(shè)計仿真工藝的數(shù)字化,在生產(chǎn)方面通過制造執(zhí)行系統(tǒng)打通生產(chǎn)設(shè)備的連接。經(jīng)過多年的發(fā)展,三菱電梯建立了適用對象包括電梯轎廂壁、轎門、廳門在內(nèi)的整套電梯智能化制造單元,由后門板四角點焊及搬運機器人、電梯下梁框架焊接及搬運機器人、厚板折彎機器人工作站、桁架機器人焊接工作站、曳引輪鉆孔自動上下料工作站、安全鉗下梁弧焊機器人工作站、電梯曳引機立臥兩用加工中心、臥式加工中心柔性制造系統(tǒng)、電梯電氣控制用印板制造車間等組成。三菱電梯焊接及搬運機器人如圖3所示。

圖2 海立空調(diào)壓縮機鈑金自動化生產(chǎn)線

上海電站設(shè)備有限公司在臨港建立了數(shù)字化工廠,主要生產(chǎn)大型電站主機設(shè)備,是上海電氣與西門子合資的企業(yè),也是上海電氣8+1世界級工廠建設(shè)的企業(yè)之一。作為工業(yè)和信息化部兩化融合的示范基地,臨港數(shù)字化工廠從成立之初就采用國際化管理理念和先進(jìn)加工設(shè)備,以數(shù)字化手段、精益化生產(chǎn)、精細(xì)化管理為指引,向世界級企業(yè)的目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。臨港數(shù)字化工廠的信息系統(tǒng)如圖4所示。

圖3 三菱電梯焊接及搬運機器人

圖4 臨港數(shù)字化工廠信息系統(tǒng)

上海發(fā)電機廠承擔(dān)的大型汽輪發(fā)電機智能工廠項目被列入工業(yè)和信息化部的智能制造試點示范專項,這一項目聚焦三大板塊、十大技術(shù)攻關(guān),包括關(guān)鍵工藝智能化、智能檢測技術(shù)開發(fā)、機器人崗位替代等。目前,十大技術(shù)攻關(guān)進(jìn)展順利,其中,定子鐵心自動疊裝系統(tǒng)如圖5所示,主要包括工業(yè)機器人、機器人控制器、手爪系統(tǒng)、疊裝工作臺、堆料小車、廢料堆放臺、安全圍欄等。未來,隨著上海發(fā)電機廠更多新產(chǎn)品的推出和產(chǎn)能的進(jìn)一步擴大,工廠內(nèi)將會安裝更多的自動疊裝系統(tǒng)來滿足生產(chǎn)需求。

圖5 定子鐵心自動疊裝系統(tǒng)

4 發(fā)展智能制造的新模式與新機制

上海電氣作為上海制造品牌的代言人,致力于以智能制造為特征的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。上海電氣內(nèi)部豐富的工業(yè)門類為自動化產(chǎn)業(yè)的能力積累和提升創(chuàng)造了先天優(yōu)勢,以高質(zhì)量的制造產(chǎn)業(yè)為用戶創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益和更大的全生命周期價值。2018年,上海電氣發(fā)布了集團智能制造三年行動計劃,制定了示范帶動應(yīng)用、應(yīng)用帶動集成、集成帶動裝備的路線圖,聚焦智能工廠、智能運維、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三大應(yīng)用場景,形成對外輸出能力。目前,上海電氣在長三角地區(qū)推進(jìn)智能制造業(yè)務(wù),取得了良好效果。

4.1 建立新組織架構(gòu)

自動化集團作為上海電氣發(fā)展智能制造業(yè)務(wù)的核心產(chǎn)業(yè)板塊,以產(chǎn)品為基礎(chǔ),以技術(shù)集成為方向,以提供系統(tǒng)解決方案為商業(yè)模式,重點打造智能交通、航空航天、新能源、3C電子、汽車零部件、汽車動力總成、白色家電等領(lǐng)域的智能制造整體解決方案。根據(jù)上海電氣智能制造業(yè)務(wù)整體布局和轉(zhuǎn)型發(fā)展需要,2019年,自動化集團建立了新的組織架構(gòu)。第一,組建成立了上海電氣集團自動化工程有限公司,作為上海電氣智能制造業(yè)務(wù)的重要承接平臺和實施主體,聯(lián)合上海電氣內(nèi)部與智能制造相關(guān)的兄弟企業(yè),為上海電氣外部用戶的自動化、數(shù)字化、智能化升級提供更加完整的智能企業(yè)解決方案。第二,上海機床廠、上海沃迪智能裝備公司劃轉(zhuǎn)至上海電氣自動化集團管理,以進(jìn)一步推進(jìn)上海電氣智能制造領(lǐng)域資源整合,加快提升系統(tǒng)集成能力。其中,上海機床廠在非標(biāo)專機設(shè)備方面具有十分豐富的經(jīng)驗,上海沃迪智能裝備公司專注于食品果蔬加工智能裝備和工業(yè)機器人的研發(fā)與制造。第三,收購昂華(上海)自動化工程股份有限公司,這是一家專注于提供工廠自動化解決方案的高新技術(shù)企業(yè),以汽車動力總成自動化生產(chǎn)系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)起家,目前已成為新能源動力電池、電控、電機系統(tǒng),以及碳纖維車身部件國內(nèi)領(lǐng)先的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)集成企業(yè)。昂華的加入,將進(jìn)一步擴大上海電氣智能制造的業(yè)務(wù)范圍。

4.2 明確新發(fā)展線路圖

根據(jù)上海電氣制定的集團智能制造三年行動計劃,以及以示范帶動應(yīng)用、應(yīng)用帶動集成、集成帶動裝備的路線圖,自動化集團確定了三個階段推進(jìn)的計劃。第一階段為2018年至2019年,為示范應(yīng)用階段,選擇典型場景試點,集各方優(yōu)勢能力,打造示范項目,并進(jìn)行推廣應(yīng)用,將核心經(jīng)驗?zāi)芰δK化,打造核心團隊。第二階段為2019年至2020年,為集成帶動階段,并購合適集成商,形成對外輸出智能制造解決方案的能力,并通過集成,拓展市場渠道,帶動智能裝備的銷售。第三階段為2020年至2022年,為生態(tài)打造階段,以集成和裝備為基礎(chǔ),形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài),形成創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈的良性互動。

4.3 形成新核心能力

自動化集團的整體定位是國內(nèi)領(lǐng)先的自動化設(shè)備及智能制造系統(tǒng)解決方案提供商,通過聯(lián)合上海電氣內(nèi)外部優(yōu)質(zhì)資源,建設(shè)若干個高端智能制造示范項目,提升整體業(yè)務(wù)水平,形成對外輸出能力,為上海電氣智能制造業(yè)務(wù)提供項目承接、產(chǎn)線集成、總體方案制定,形成航空裝配、新能源、食品加工、3C電子、汽車零部件、汽車動力總成、白色家電等領(lǐng)域的智能制造整體解決方案。

4.4 突破卡脖子技術(shù)

上海電氣全資收購的德國寶爾捷公司在航空裝備領(lǐng)域擁有先進(jìn)的裝備產(chǎn)品技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù),與中國市場對接將產(chǎn)生良好的溢出效應(yīng),并在一些卡脖子技術(shù)方面形成突破。定位器是飛機裝配生產(chǎn)線中的核心裝備,實現(xiàn)數(shù)字化定位器的國產(chǎn)化,制訂本地化制造、本地化設(shè)計和本地化研發(fā)的分步實施計劃,結(jié)合C929客機項目逐步推進(jìn)定位器的本地化設(shè)計與制造工作。與寶爾捷合作開發(fā)復(fù)合材料三維自動鋪絲機,實現(xiàn)復(fù)合材料裝備技術(shù)的國產(chǎn)化,拓展自動鋪絲機在航空航天、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。引進(jìn)寶爾捷全球領(lǐng)先的鉆鉚裝備、高精度高剛度機器人等技術(shù)與產(chǎn)品,通過消化吸收,突破原有的技術(shù)瓶頸。

5 結(jié)束語

裝備制造業(yè)是制造業(yè)的核心和支柱,高度發(fā)達(dá)的裝備制造業(yè)是實現(xiàn)工業(yè)智能化的必要條件,也是一個國家技術(shù)水平和綜合國力的集中體現(xiàn)。以智能制造帶動裝備制造業(yè)智能化升級,再以裝備制造業(yè)智能改造推動智能制造在全行業(yè)普及,可以更好地實現(xiàn)制造強國夢。當(dāng)前,上海電氣正處在重要期、關(guān)鍵期、轉(zhuǎn)折期,只有敢于去打破思維定勢,敢于積極采取行動,才能在新一輪工業(yè)革命的浪潮中有機會抓住機遇,打造出屬于上海電氣的工業(yè)智能,實現(xiàn)戰(zhàn)略跨越,完成三步走的戰(zhàn)略目標(biāo)。在實施智能制造的過程中,上海電氣正在運用各種先進(jìn)制造理念和手段持續(xù)改進(jìn),同時也不斷為中國制造注入各種先進(jìn)元素。