編者按

《上海市建設100+智能工廠專項行動方案（2020-2022年）》已于去年9月發(fā)布，計劃三年推動建設100家智能工廠，打造10家標桿性智能工廠，培育10家行業(yè)一流水平的智能制造系統(tǒng)集成商，搭建10個垂直行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，即“10030”工程。上期，我們介紹了上海市智能工廠——上海凱寶藥業(yè)智能工廠案例。本期，我們摘編介紹上海電氣電站設備有限公司上海發(fā)電機廠大型汽輪發(fā)電機智能工廠案例。

一、項目簡介

上海發(fā)電機廠（以下簡稱“上發(fā)廠”）大型汽輪發(fā)電機智能工廠，是上海電氣首個開展智能化建設的離散型制造工廠，也是國內(nèi)首次開展電力裝備領(lǐng)域智能制造新模式研究，2019年3月驗收通過并正式運營。工廠集數(shù)字化設計、智能制造和智能服務于一體，通過18個課題42個子項的深入研究，具備了離散型制造智能化應用的能力，形成智能化技術(shù)，提升了產(chǎn)品開發(fā)和制造效率，降低了工藝分散性、提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了人工工時和制造成本，使產(chǎn)品和服務更具競爭力。

二、項目亮點

1.數(shù)字化設計：全流程數(shù)字化應用助力效率提升

上發(fā)廠離散型智能工廠采用基于模型設計的數(shù)字化技術(shù)，打造全三維工作環(huán)境，創(chuàng)建數(shù)字化樣機。以三維模型為基礎，電磁、通風、機械等計算分析實現(xiàn)在線協(xié)同。關(guān)鍵零部件以系列化、模塊化、標準化、數(shù)字化設計為基礎，實施工藝路徑規(guī)劃、三維工藝仿真、文件電子化等，實現(xiàn)新產(chǎn)品設計開發(fā)全面數(shù)字化，開發(fā)效率和質(zhì)量大幅提高。通過數(shù)字化設計，集中開發(fā)了世界首創(chuàng)的300MVar雙水內(nèi)冷調(diào)相機、1200MW級水氫氫發(fā)電機等新產(chǎn)品。

2.智能制造：先進智能裝備打破制造瓶頸

工廠針對工藝流程中的制造瓶頸，重點研究了3類9項智能設備。例如：轉(zhuǎn)子槽加工刀具智能檢測系統(tǒng)等5項課題針對關(guān)鍵工序，采用自動化設備進行升級；端部形狀測量等2項課題應用激光掃描等先進測量技術(shù)；機器人焊接等2項課題采用先進機器人替代手工作業(yè)。轉(zhuǎn)子線圈銅排自動生產(chǎn)線為世界首創(chuàng)，定子鐵心自動生產(chǎn)線和定子線圈端部自動彎形設備等5項課題達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。

3.智能服務：在線監(jiān)測實現(xiàn)遠程診斷和無人值守

工廠打造了發(fā)電機遠程監(jiān)測與診斷平臺，可實時采集和回傳發(fā)電機運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，通過平臺知識模型診斷，綜合專家評估，實現(xiàn)發(fā)電機遠程監(jiān)測。平臺可實現(xiàn)全三維、全景仿真主機、油水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及周圍環(huán)境，動態(tài)融合展示設備與環(huán)境的所有傳感數(shù)據(jù)，遠程監(jiān)測與診斷平臺的實施實現(xiàn)了電廠無人值守的目標。

三、項目成效

智能工廠專項延續(xù)和深化了上發(fā)廠智能化建設，通過對設計、工藝、制造、物流進行全流程分析評估，對產(chǎn)品開發(fā)、核心零部件加工制造、產(chǎn)品服務等重點領(lǐng)域立項攻關(guān)，解決核心技術(shù)難題，突破瓶頸，縮短研發(fā)制造周期、提升效率、提高質(zhì)量，降低成本。

在數(shù)字化設計方面，基于模型的設計開發(fā)，實現(xiàn)多專業(yè)、全三維的在線協(xié)同。模塊化設計實現(xiàn)數(shù)據(jù)重用，三維工藝仿真實現(xiàn)虛擬裝配、制造人因工程，數(shù)字化模型實現(xiàn)檢修過程仿真，提高設計開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期。

在智能制造方面，打通了研發(fā)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)制造系統(tǒng)之間的瓶頸，通過MBOM（制造物料清單）優(yōu)化，在產(chǎn)品設計、制造中全面應用BOM結(jié)構(gòu)，提高了數(shù)據(jù)管理信息化水平；通過智能裝備開發(fā)和應用，大幅提升了生產(chǎn)效率。轉(zhuǎn)子線圈銅排流水線配置了輸送機、高速銑床、視覺檢測等設備，從工廠MES系統(tǒng)中獲取訂單信息，自動調(diào)度、加工和檢測，實現(xiàn)了無人化生產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量可靠性高，生產(chǎn)效率提高25%以上。定子鐵心柔性生產(chǎn)平臺包括智能立體堆料庫、激光導航AGV、自動傳輸線系統(tǒng)及沖片自動疊裝機器人系統(tǒng)，四個模塊間無縫對接、協(xié)同工作，實現(xiàn)了定子鐵心段智能柔性生產(chǎn)。

在智能服務方面，遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)為客戶提供現(xiàn)場集成、離線診斷和遠程監(jiān)測服務，提高機組運行安全性和經(jīng)濟性。通過自主開發(fā)膛內(nèi)檢測機器人，集成了膛內(nèi)可視化檢測、定子鐵心絕緣檢測和定子槽楔緊度檢測，可實現(xiàn)不抽轉(zhuǎn)子而評估發(fā)電機健康狀態(tài)，可縮短檢修周期20天以上，風險小、成本低。

智能工廠建設實際投資額近7000萬，涉及領(lǐng)域范圍廣，多學科深度交叉。建設成果顯著，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品不良品率降低31%，工廠運營成本降低25%，生產(chǎn)效率提升21%，能源利用率提高9%。

經(jīng)中科院上?？萍疾樵冏稍冎行恼J定，上發(fā)廠離散型智能工廠項目具有新穎性，綜合技術(shù)達到國際先進水平。智能工廠解決方案推進了智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程，為先進制造技術(shù)提供關(guān)鍵技術(shù)支持，對離散型制造企業(yè)具有顯著示范作用。