传统装备制造业正加速向数字化转型迈进。其中,特变电工京津冀智能科技有限公司作为变压器行业的代表企业,凭借其超过30年的深厚底蕴,成功打造出基于5G工业网络的节能型配电变压器智能制造标杆工厂。该工厂实现了全方位数字化覆盖,集成了十大智能产线系统、十大核心信息集成系统以及五大智能物流系统,不仅运行流畅、高效节能,而且产品一致率高达100%,赢得了行业的高度赞誉,为变压器行业的数字化转型树立了样板。
在ENI经济和信息化网的CIO直播间,特变电工新疆变压器厂副总经理兼智能制造总监顾总理阐述了该公司的数字化战略:“数字化是通往智能化的必经之路。我们致力于全面建设数字化工厂,推动数字化运营,为智能化转型奠定坚实基础,从而显著提升经营效益。”
规划先行,智能工厂建设的起点
规划先行,是特变电工智能化工厂建设的核心理念。顾总理介绍,公司的数字化蓝图涵盖了从底层自动化装备到平台支撑,再到数字化基础保障、业务数字化转型的全链条规划,包括工业互联网平台、数字化管理平台以及组织管控、人力资源、财务管理等关键要素。在此基础上,公司着力构建新研发、新制造、新供应链、新服务、新营销和新管控六大数字化运营能力,旨在实现精益化、自动化、平台化、智能化、透明化、移动化和敏捷化的七大目标,最终实现智造强基与服务引领的双重飞跃。
针对配电变压器市场环境的深刻变化,如交货周期缩短、品质要求提升以及新能源行业的快速发展,特变电工敏锐捕捉到新兴信息技术为传统变压器制造带来的新机遇。为应对市场高速发展的挑战,公司在京津冀地区建立了示范工厂,以高质量交付和创新协同为核心,推动生产方式变革。
在工厂总体架构上,特变电工实现了从客户订单到产销协同计划、研发设计、生产制造、质量检验、产品交付的全链条信息集成。为此,公司精心规划了十大信息集成系统,并依据变压器工艺特点,布局了10条智能产线。作为一座原生的数字化工厂,公司大量部署传感器,以10千伏配电变压器为例,集成了传感器、PLC、工业机器人及视觉系统等先进技术,实现了生产过程的实时、精准监控与管理,进一步提升了生产效率和产品质量。
数字化转型始于基础设施的坚实构建
“我们的数字化转型之旅始于基础设施的坚实构建。”顾总理介绍到,特变电工京津冀智能科技建立了模块化的机房和全面的数据中心,这些设施不仅与全球网络实现了无缝对接,还确保了办公网、工控网和生产网之间的严格分离,为智能化进程奠定了稳固的网络基础。此外,整个园区已经全面覆盖5G专网,从园区到车间的每一个角落都能享受到高速、稳定的网络连接。同时,在信息安全方面,特变电工始终坚守发展与安全并重的原则,通过一系列严密的安全措施,确保信息资产的安全无虞。
在平台保障层面,特变电工京津冀公司精心构建了产业链数字化协同管理平台,该平台涵盖了大数据平台、应用开发平台以及IOT智慧物联平台。作为国家二级节点标识解析单位,特变电工已全面打通了基于该平台之上的SaaS层服务,为产业链的数字化协同提供了强有力的支持。
在产线保障方面,特变电工京津冀公司实现了信息系统的全面整合,并绘制了跨系统的流程图,清晰展示了基于工艺产线的产品制造全过程。通过深入分析整个工艺流程,特变电工京津冀工厂融合了智能化、自动化、物联网技术和机器感知技术,成功构建了10大智能产线系统。这些系统已经实现了60%工站的无人化操作,近50%的工站生产效率更是实现了翻倍提升。特变电工京津冀工厂已部署了近6000套传感器,机器代人比例接近60%,成功实现了减员、降本、增效的目标,生产力得到了显著提升。
场景实践,智能工厂的价值落地
特变电工京津冀智能化工厂覆盖了多个应用场景,首先是变压器研发设计协同平台。顾总理介绍到,特变电工开发了变压器智慧设计平台,该平台采用云原生技术实现了全在线设计。无需本地安装工具,用户即可通过TDP平台快速在线设计。同时,它还能实现知识的固化,复用专家经验,助力新设计师快速上手并保证产品质量。
特变电工京津冀园区的制造运营系统,以西门子技术架构为基础,经过深度二次开发,实现了对计划、工艺、物流、质量、设备及能源管理等关键环节的全面覆盖与高效管理。该系统能够无缝集成自动化设备、SCADA、MES以及上下游系统,为运营决策提供精准、有力的支持。其中,APS自动排程系统凭借对资源实际情况的精准把握,实现了排程的自动化与智能化,成功替代了传统的EXCEL排程方式。此外,基于MOM的智能配送系统的建立,更是将配送效率提升了50%,实现了货物的自动搬运与智能仓储。
基于对检测环节的重视,特变电工独创性地融合了5G技术与外形检测AGV,通过5G网络即时将3D视觉相机捕捉的图像传送至边缘服务器进行比对,并可以妥善保存检测结果数据。顾总理表示,这一创新方案不仅显著提升了检测的精确度、速度和准确性,还成功攻克了异形曲面尺寸和粗糙度测量的技术难题,为全生产流程的质量分析奠定了坚实的数据基础,进而增强了产品质量的稳定性和一致性。
线圈自动配平与机器人压装系统,集成了桁架机械手、视觉识别技术,以及MES智能拣选配平算法,能够精确筛选出最优三相组合以供后续压装使用,实现了全自动化无人操作。然而,经过两三年的实际运行,鉴于电阻高度一致性的出色表现,该系统中的自动配平功能已被优化取消。这一变革不仅标志着特变电工在数字化转型道路上取得了一个阶段性成就,更深刻体现了特变电工持续探索工业基础创新的不懈追求。
在设备管理领域,特变电工从传统的事后处理模式迈向设备健康管理的新阶段。该系统能够实时监控设备状态、关键参数及工作负荷。结合管理驾驶舱的实时监控与预警预防功能,极大地提升了管理效率,确保了设备的稳定运行。这一转变不仅使特变电工能够快速响应设备问题,还有效地维持了生产的连续性和高效性。
依托工业互联网标识解析平台,特变电工构建了全要素集成平台,实现了人、机、料、法、环、测六大要素的标识统一,并与MES、SCM、WMS、MDM等系统深度对接,创建了电力变压器制造领域的产业链协同新场景。此平台为数据互联互通和企业协同提供了坚实基础,实现了生产协同、一码追溯,促进了产业链内的高效生产,并与上下游实现了制造协同、质量追溯及全过程数据协同服务。
针对变压器运维等场景中存在的专家无法实地指导的问题,特变电工采用了5G+AR/VR平台,实现了远程工艺指导、辅助维修等功能。前端人员操作时,后端专家可实时观看并提供指导,操作全程在线记录,后续形成知识库。
数字化转型是一个持续的过程
“数字化转型是一个持续的过程。”顾总理介绍道,我们的路径是从静态的手工制造工厂起步,不断推进精益化与自动化。精益化涉及工厂布局、专用设备、工艺路线与参数、监测设备以及安全环保等多个方面的全面优化。通过精益化与自动化的不断推进,我们进一步迈向信息化,实现业务系统的广泛覆盖与数据主线的无缝连接。随后,我们将步入数字化与互联化的新阶段,即数字化与网络化的深度融合。最终,我们将迎来智能化时代,这个时代以机器的自主运行与智能分析决策能力为标志。而未来的工厂,将是机器自主运行的“黑灯工厂”。
在组织保障层面,特变电工深刻认识到人才团队的核心价值,为此精心构建了多层级组织架构,以确保各项工作的顺利推进。在全公司范围内,成立了由最高领导挂帅的三化管理委员会。为加速五化建设的步伐,特变电工京津冀公司特别设立了智能制造中心和智慧能源公司两大核心组织,并辅以专注于高端化发展的研究院。
在OT与IT的深度融合进程中,特变电工始终秉持“存量调优,增量引领”的核心策略。顾总理表示,对于既有的工厂设施,特变电工坚持每年依据最新的行业标准进行迭代升级与综合评估,确保其持续保持领先地位。同时,对于新增项目,特变电工要求必须具备行业引领性,通过持续不断的迭代优化,特变电工正稳步向“未来工厂”迈进。