《中國(guó)工業(yè)和信息化》：聚焦“雙碳”目標(biāo)，徐工綠色智能制造邁向新里程
導(dǎo)讀：近年來(lái)，用“智能制造”支撐綠色發(fā)展成為國(guó)內(nèi)制造業(yè)加快碳減排的重要手段之一。以“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能制造”發(fā)展為主線，徐工不但制定“智造4.0”戰(zhàn)略，還聚焦“雙碳”目標(biāo)蹚出了一條新路。《中國(guó)工業(yè)和信息化》雜志近日就對(duì)徐工裝載機(jī)的數(shù)字工廠建設(shè)、信息技術(shù)開(kāi)發(fā)、大數(shù)據(jù)場(chǎng)景應(yīng)用等進(jìn)行深度報(bào)道。
應(yīng)對(duì)氣候變化是全球性課題，推進(jìn)綠色低碳是時(shí)代的強(qiáng)音。
今年以來(lái)，碳中和、碳達(dá)峰“雙碳”目標(biāo)相繼寫入了政府工作報(bào)告和“十四五”規(guī)劃，強(qiáng)有力推動(dòng)各行各業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型，新一輪綠色低碳革命的大幕正式拉開(kāi)。
數(shù)字化+綠色工藝讓制造低碳
對(duì)于全球氣候變暖，徐工有著深入思考和清晰戰(zhàn)略，并不斷融合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)與制造技術(shù)，推進(jìn)綠色智能制造穩(wěn)步邁向新里程。
早在2012年，徐工裝載機(jī)便在行業(yè)內(nèi)先推行全流程機(jī)器人自動(dòng)化焊接、結(jié)構(gòu)件粉末自動(dòng)噴涂等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售和服務(wù)5個(gè)環(huán)節(jié)的智能制造。
與此同時(shí)，應(yīng)用綠色制造工藝，對(duì)焊接、涂裝等作業(yè)過(guò)程產(chǎn)生的焊接煙塵和揮發(fā)性有機(jī)物VOCs進(jìn)行科學(xué)化治理。利用智能聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，分區(qū)域?qū)崟r(shí)監(jiān)控?zé)焿m濃度，采用發(fā)生源捕捉辦法，實(shí)現(xiàn)焊接區(qū)域總粉塵濃度在3 mg/m3以下，達(dá)標(biāo)排放；在VOCs排放治理上，克服產(chǎn)線多，空間小難題，采用分區(qū)控制、集中節(jié)能治理的原則，實(shí)現(xiàn)源頭治理、末端捕捉的天羅地網(wǎng)式收集治理，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)排放。
在徐工智能制造總體規(guī)劃下，徐工裝載機(jī)利用MES系統(tǒng)和IOT平臺(tái)實(shí)現(xiàn)85%以上生產(chǎn)類設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)覆蓋。設(shè)備的健康狀態(tài)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、故障信息、維修保養(yǎng)、質(zhì)量管理等信息在電子屏幕上一目了然。
同時(shí)，采用sysweld焊接仿真軟件對(duì)結(jié)構(gòu)件焊接順序進(jìn)行仿真，利用離線編程軟件對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行焊接工藝性審查，通過(guò)優(yōu)化裝載機(jī)結(jié)構(gòu)件拼焊工藝、改進(jìn)結(jié)構(gòu)焊接工藝，實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)結(jié)構(gòu)件整體焊達(dá)率大于90%。
大數(shù)據(jù)+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)讓數(shù)據(jù)變資產(chǎn)
隨著智能制造的深入推進(jìn)，數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)要素已成為重要資產(chǎn)。徐工裝載機(jī)作為徐工工業(yè)大數(shù)據(jù)在關(guān)鍵制造過(guò)程應(yīng)用的試點(diǎn)單位，已初步形成“通過(guò)大數(shù)據(jù)分析過(guò)程瓶頸并提出解決方案—聚焦主要矛盾攻關(guān)改善—評(píng)價(jià)改善效果并固化經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?rdquo;互促提升模式。
基于CRISP-DM模型實(shí)現(xiàn)軟件定義制造。該模型基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)采集焊接參數(shù)、TCP坐標(biāo)等主要工藝信息，準(zhǔn)確識(shí)別焊接缺陷，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)按照重要告警和緊急告警，向機(jī)器人發(fā)出控制指令，讓機(jī)器人停機(jī)處理，并通過(guò)聲光預(yù)警提醒操作工進(jìn)行異常處置。
基于圖知識(shí)庫(kù)架構(gòu)搭建全系列設(shè)備告警知識(shí)庫(kù)。設(shè)備告警分為緊急且重要、緊急、重要、微小四類，均按照?qǐng)D知識(shí)庫(kù)架構(gòu)進(jìn)行分類存儲(chǔ)。利用故障信息數(shù)據(jù)源，建立部件退化分析與壽命預(yù)測(cè)模型，對(duì)相關(guān)部件的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行分析診斷，進(jìn)而推測(cè)出其壽命，便于進(jìn)行預(yù)測(cè)性維修或保養(yǎng)，降低設(shè)備維修成本，提高設(shè)備利用率。
基于大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的互促提升。圍繞設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、質(zhì)量、效率、能源、維保等維度，建立自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)報(bào)表，符合不同業(yè)務(wù)人群對(duì)數(shù)據(jù)的快速檢索及分析決策。
以效率提升為例，先橫向比較同類設(shè)備的開(kāi)機(jī)利用率，選取開(kāi)機(jī)利用率低的設(shè)備作為改進(jìn)目標(biāo)；其次通過(guò)故障分析報(bào)表或待機(jī)原因報(bào)表快速診斷該設(shè)備的主要問(wèn)題，然后通過(guò)會(huì)診提出解決方案；然后對(duì)改善效果進(jìn)行評(píng)估，依次往復(fù)循環(huán)。
信息化+場(chǎng)景應(yīng)用讓經(jīng)營(yíng)質(zhì)量高
大數(shù)據(jù)價(jià)值創(chuàng)造的關(guān)鍵在于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。截至目前，徐工裝載機(jī)已總結(jié)輸出20余項(xiàng)工業(yè)大數(shù)據(jù)典型應(yīng)用案例，設(shè)備OEE水平提升60%以上。
盡管焊接機(jī)器人國(guó)產(chǎn)焊絲的價(jià)格只有進(jìn)口焊絲的80%，但由于沒(méi)有成熟有用的信息采集和分析工具，不能準(zhǔn)確識(shí)別和檢驗(yàn)焊絲質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題，因此，為了保障生產(chǎn)質(zhì)量和效率，一直使用進(jìn)口焊絲。
在SCADA信息系統(tǒng)上線后，工藝團(tuán)隊(duì)對(duì)送絲機(jī)的送絲馬達(dá)電流、焊接工藝參數(shù)及設(shè)備故障信息進(jìn)行了采集，分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)焊絲較進(jìn)口焊絲，故障率及送絲馬達(dá)電流顯著增加，焊粉脫落重量是進(jìn)口焊絲的3倍。
徐工裝載機(jī)以大數(shù)據(jù)分析報(bào)告為依據(jù)，一方面與耗材生產(chǎn)廠家聯(lián)合開(kāi)發(fā)耐磨耗材，提升鍍層均勻度，另一方面對(duì)焊接過(guò)程異常點(diǎn)進(jìn)行追溯，準(zhǔn)確識(shí)別并優(yōu)化焊接工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了焊絲的國(guó)產(chǎn)化替代，年采購(gòu)成本降低130萬(wàn)元。
通過(guò)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，在能源降耗方面同樣成果顯著。利用智能電表對(duì)高耗能設(shè)備實(shí)現(xiàn)了電量的秒級(jí)數(shù)據(jù)采集，并將能源消耗數(shù)據(jù)與設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)聯(lián)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)設(shè)備能源消耗。分析發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人待機(jī)狀態(tài)下的瞬時(shí)功率為3.13kW，能源消耗占設(shè)備總能源消耗的15%。通過(guò)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，機(jī)器人待機(jī)狀態(tài)下的瞬時(shí)功率降為0.83kW，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)能源消耗降低10%，年經(jīng)濟(jì)效益超300萬(wàn)元。
以徐工智能制造4.0戰(zhàn)略為指引，徐工裝載機(jī)持續(xù)深耕大數(shù)據(jù)應(yīng)用，不斷摸索適于企業(yè)的應(yīng)用規(guī)范，在智能技術(shù)、智能制造、智能產(chǎn)品、智能服務(wù)等方面，一直進(jìn)行著完善與升級(jí)，沒(méi)有停步。
以上為《中國(guó)工業(yè)和信息化》雜志2021年9月刊總第38期報(bào)道選摘。
