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数字化转型提升车间综合经营质效定子冲片绿色“无人”车间建设

1、成果简介

东方电机通过数字化转型的探索、实践,来促进企业提质增效管理,建成多个智能制造单元和数字化生产线。本例以定子冲片绿色“无人”车间为代表,总结数字化转型建设取得的成果。

该车间建设结合工业4.0和工业互联网的智能制造发展框架,通过“四部曲”开展实施:1)产品技术标准化。优化冲片技术要素,开展结构、工艺、绝缘的标准化活动,并基于标准化进行流程的精益化重构,找到最优实现路径。2)作业流程高效化。通过数字仿真调整工艺布局、模拟生产节拍,划分出制造单元和功能模块,优化资源配置,实行多工序设备互联,有效穿插物流搬运作业,打造连线作业、独立作业、互换作业的高柔性化生产线。3)数据采集准时化。采用先进的数据采集系统,集成工控、MOM、供应链、仓储等多个数据系统,贯通生产信息和数据,实现多维数据自主分析和可视化呈现,用数据驱动指导业务。3)制造过程绿色化。全面升级定子冲片涂漆工艺生产线,采用水溶性漆涂刷、天然热循环风加热、机器人打磨等环保作业,节约材料、能源消耗,降低噪音、粉尘、有害气体等污染物扩散,有效降低碳排放。

通过不断的优化与迭代,数字化车间在成本压降、效率提升、质量改善等方面的效果,车间综合运营成本降低31.9%。

2、主要创新点

定子冲片数字车间作为发电装备行业首个核心零部件制造的“无人”化车间,其建设中攻克了多项行业难点和痛点,形成了十余项关键的技术成果,主要包括“产线成组冲片平面高效旋转技术、基于机器人的冲片生产多工位融合技术、冲片全自动产线下料缓冲与托盘快换技术、基于产线连续生产的冲片高效分张技术、产线工艺流程重构及物流仿真、重载AGV卷料配送自动物流技术、面向智能工厂的5G应用关键技术、工业控制与信息业务系统集成技术、基于数字孪生的三维可视化技术、发电设备典型部件自动化涂装技术”等。此外,作为行业首个数字化“无人车间”,其在生产模式、制造理念及关键技术上拥有的主要创新点概括如下。

(1)生产现场“无人化”

定子冲片“无人车间”从原料上料,冲压成型、到清洗去毛刺、刷漆烘干,再到成品下料入库,所有工作都由自动化设备完成。工序之间的交互由系统协调完成,传统在生产设备及生产线上需要配备的大量繁重工作均由自动化的产线进行完成,一线的操作工人则转变成了“指挥员”和“监督员”。

(2)作业数据驱动化

定子冲片“无人车间”将生产线所有设备统一联网管理,可以实时掌握设备和生产情况,跟踪追溯改进产品质量和生产工艺。整个工厂生产情况一目了然,所有流程和数据都能在系统中显示,通过这些大数据,工程师不仅能够分析各个生产流程,也能实时监控生产异常,进行生产可视化、数据化管理。

(3)生产管理智能化

定子冲片“无人车间”生产过程集成先进的数采系统、工控系统和制造运营管理系统,可在制造过程实现自动排产调度、自动报工、自动跟踪预警、故障自动推送等。集成系统可将生产各环节的数据进行存储、分析、转化,再服务于生产,可满足7种柔性生产模式的切换,实现了管理模式扁平化。生产前后端集成上下游供应链管理系统和仓储系统,实现内外物流可视化、物料交接零时间,进一步降低了库存积压。

(4)制造过程绿色化

定子冲片“无人车间”节能环保与车间建设同步规划,环保技术与生产工艺同步实施,率先在行业内规划大型发电设备典型部件自动化涂装技术的应用,开发定子通风槽板自动化涂装技术,通过采用机器人、自动喷漆、视觉识别、自动化物流等先进技术,全面使用水溶性漆代替涂漆工艺中传统的二甲苯溶剂型涂料,改善人员作业环境,降低劳动强度,提高生产效率,减少了对环境的污染,降低了人体健康的危害,逐步形成低消耗、低排放和高效率的定子冲片生产方式。