智能化工廠助力武漢騰飛工業(yè)4.0時代

武漢的智能工廠長什么樣?長長的工作臂伸展、彎曲、取料、裁切,每道工序精準無誤,智能小車穿梭不?!诉@些標配,還有更多黑科技。2019年,武漢率先實施智能化改造三年行動計劃,目前已累計完成診斷服務(wù)2158次(家),改造765家數(shù)字化生產(chǎn)線。接下來,武漢將力爭再利用三年時間,建100家智能工廠。目前,武漢已有9家企業(yè)項目獲評智能制造試點示范項目,在全國副省級城市中排名第二;此外,還涌現(xiàn)出了一批全國、全球領(lǐng)先的智能工廠。近日記者兵分多路深入武漢各企業(yè)智能化車間,探秘大城重器的智造流程。

52秒將180個零件組成座椅

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一套汽車座椅有180余個零部件,組裝僅需約52秒。近日,記者來到武漢江夏經(jīng)濟開發(fā)區(qū)金港新區(qū)的延鋒座椅公司。這家全球領(lǐng)先的汽車座椅供應(yīng)商,在全球多個城市有制造工廠,武漢工廠成立于2013年,主要產(chǎn)品為座椅總成及其零部件,涵蓋了上汽通用多款車型。走進南廠生產(chǎn)線,無人AGV料車沿著設(shè)定的路線在車間來回穿梭。生產(chǎn)線上,一臺不知疲倦的機器正在不斷轉(zhuǎn)動,“這是座靠連接機器人。”延鋒座椅武漢工廠智能化改造負責(zé)人龍凱介紹,這臺機器人主要任務(wù)是擰緊靠背與坐墊間的關(guān)鍵螺釘?!斑@道工序?qū)β葆數(shù)慕嵌扰c力矩有嚴格的精度要求,不能過大也不能過小?!饼垊P說。

記者觀察到,機器人會先給座椅拍一張照,確定該款座椅所需的螺釘類型和大小。自動取相應(yīng)的螺釘后,根據(jù)設(shè)定好的力矩閾值用扭矩槍完成擰緊工作。另外,在座椅成品發(fā)運線上,還會有智能相機系統(tǒng)對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢測。從靠人跑到智能流水線上跑,延鋒座椅武漢工廠運用先進制造系統(tǒng)、機器人、成品和原材料混合立庫等多種自動化設(shè)施,對生產(chǎn)全流程進行了智能化改造。2019年,延鋒座椅武漢工廠運營費率做到在全球109家工廠中優(yōu)。龍凱告訴記者,運營費率是工廠生產(chǎn)效益和競爭力的重要指標,它反映的是同效率下經(jīng)營成本的控制成效。運營費率優(yōu)的背后,主要源于企業(yè)加大智能化改造投入。記者在車間中控室看到,訂單數(shù)據(jù)實時更新在制造執(zhí)行系統(tǒng)MES里,座椅要求電動、加熱等配置一目了然。根據(jù)需求,系統(tǒng)會將訂單分配到不同生產(chǎn)線上。這保證完全JIT(Just in time)供貨方式和客戶拉動生產(chǎn)方式,實現(xiàn)零庫存。”龍凱說,通過智能系統(tǒng),讓企業(yè)效益大化。

牛奶生產(chǎn)車間里幾乎不見工人

一口香醇的牛奶,來到餐桌前需要經(jīng)過冷卻、殺菌等多道程序,這其中經(jīng)歷了怎樣的“72變”?記者來到位于武漢市東西湖新溝鎮(zhèn)的蒙牛高科乳制品武漢有限公司工廠,這里是蒙牛在武漢投資的全球較大低溫單體工廠,牛奶原料在這里通過智能化設(shè)備制作成為各式各樣的乳制品。走進廠區(qū),黑白斑點的大罐子吸引了記者的眼球,這里存放著從奶牛廠運送來的源奶。在預(yù)處理車間,錯落有致的管道與不同的罐子相連,閥門處有綠色和黃色的指示燈?!斑@些指示燈表示管道的工作狀態(tài),在中控室可以全面檢測到整個預(yù)處理車間的機械工作流程?!泵膳8呖迫橹破肺錆h有限公司工廠酸奶生產(chǎn)車間負責(zé)人王玉紅介紹。

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中控室是整個車間的大腦,何時輸入源奶,何時進行發(fā)酵,何時進行打冷,一條龍的操作流程全部通過中控室的電腦進行設(shè)定。“車間內(nèi),工人不會與牛奶有直接的接觸,全部在真空環(huán)境內(nèi)進行制作?!庇浾咴谲囬g現(xiàn)場幾乎看不到工人,包括需要人力的搬貨等工作,也全部交由機器人完成。目前,該工廠已經(jīng)實現(xiàn)了乳制品從奶源直消費終端的智能平臺全鏈條控制和追溯,讓所有環(huán)節(jié)實現(xiàn)環(huán)環(huán)相扣、實時監(jiān)測,完成了對產(chǎn)品質(zhì)量的精準把控?!?025年,我們將實現(xiàn)數(shù)智化為主導(dǎo)的工廠?!痹撈髽I(yè)生產(chǎn)制造部經(jīng)理陳鵬介紹。

一條生產(chǎn)線能造出6種車型

年產(chǎn)85萬輛的車企——東風(fēng)本田,象征著武漢蓬勃的工業(yè)實力。東風(fēng)本田第三工廠于2016年12月啟動建設(shè),2019年4月正式投產(chǎn),目前具備年產(chǎn)24萬輛整車的生產(chǎn)能力。走進工廠,極目新聞記者看到,柔性化“5+1”生產(chǎn)線正在緊張地進行生產(chǎn)。所謂“5+1”,即一條生產(chǎn)線能滿足5種常規(guī)量產(chǎn)車型和1種試制新車型的生產(chǎn)。“與傳統(tǒng)的整車工廠不同,我們的生產(chǎn)線可對長、寬、高進行不同設(shè)定,以適應(yīng)不同車型的生產(chǎn)。”東風(fēng)本田第三工廠企劃推進系系長楊進榮介紹,目前,在同一生產(chǎn)線上,公司已經(jīng)實現(xiàn)轎車、SUV,新能源車輛等多種車型的混線生產(chǎn)。1小時,就有70輛整車駛出東風(fēng)本田第三工廠。楊進榮告訴記者,行業(yè)內(nèi)的大多數(shù)車企,都是每小時生產(chǎn)60輛整車,而他們因有了智能化生產(chǎn)線的加持,生產(chǎn)節(jié)拍達到了國內(nèi)領(lǐng)先。隨后,楊進榮帶領(lǐng)記者來到?jīng)_壓與焊裝車間,300多臺機器人揮舞鋼筋鐵臂,而沖壓車間的10臺造型別致的機器人十分惹眼。在這10臺機器人旁,楊進榮跟記者算了一筆賬:傳統(tǒng)的沖壓車間內(nèi),要通過人工將沖壓零部件一件件裝進容器內(nèi),再運送到生產(chǎn)線上。這所車間在建造時,就給兩條生產(chǎn)線分別配備了4臺和6臺機器人,實現(xiàn)了全部品零件自動抓取、搬運、裝箱。如此,在這道工序上可釋放出12名人工,大大節(jié)省了人力成本和降低勞動強度。東風(fēng)本田第三工廠相關(guān)負責(zé)人表示,該廠的智能化生產(chǎn)還體現(xiàn)在綠色環(huán)保領(lǐng)域。工廠采用了低溫水性色漆、RTO廢氣處理系統(tǒng)等先進工藝及環(huán)保設(shè)備,建成了快速、低成本、環(huán)保的高效率生產(chǎn)線。相較于傳統(tǒng)溶劑型油漆,VOC含量下降80%,從源頭上實現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。相隔9公里外的東風(fēng)本田工廠,設(shè)備工程師王清逸告訴記者,動力總成工廠鑄造1科是東風(fēng)本田早期投入使用的科室之一,工藝技術(shù)相對傳統(tǒng),設(shè)備使用年限高。大力開展智能制造建設(shè)后,廠里配備了自動化制芯機,還在積極導(dǎo)入高柔性化、高自動化率設(shè)備。

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數(shù)萬平方米廠房里只有幾名工人

走進蔡甸區(qū)的數(shù)碼模工廠內(nèi)部,極目新聞記者直觀的感受就是“冷清”:數(shù)萬平方米的廠房里,只有零星幾名工人。在沖壓車間50多米長的生產(chǎn)線上,數(shù)臺近三層樓高的大型沖壓機排成矩陣,沖壓機之間產(chǎn)品的傳遞,全靠機器人承擔(dān)。一塊鋼板經(jīng)過快速運行的沖壓機,轉(zhuǎn)瞬間變成車殼。通過引進包括德國舒勒等在內(nèi)的國際先進工業(yè)機器人,工廠實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)線。在其中一條自動沖壓生產(chǎn)線前,一片鋼板不到10秒就變成汽車左內(nèi)縱梁,這類產(chǎn)品每分鐘可完成8.6個。“過去,一條沖壓連線需要白班、晚班近20名操作工人,現(xiàn)在只需要3名?!睌?shù)碼模沖壓技術(shù)(武漢)有限公司廠長李晶告訴記者,僅人工的節(jié)省費用,每年就達近百萬元。李晶介紹,2017年,工廠開始進行智能化改造,通過引進機器人生產(chǎn)線,讓沖壓、焊接、涂裝等三大工藝均有了飛躍式發(fā)展。高度自動化率,更體現(xiàn)在焊裝車間內(nèi)。步入數(shù)萬平方米的焊裝車間,聽不到嘈雜的點焊聲音,映入眼簾的是數(shù)十臺機器人在有序工作。

車間相關(guān)負責(zé)人介紹,當機器人的手臂前后左右轉(zhuǎn)動起來,取件、焊接,57個焊點全部完成僅費時2分鐘。在涂裝車間門口,一塊鋼板閃動著黝黑的光澤。“這是一批即將運往美國的新能源汽車電池底板?!避囬g負責(zé)人說,這是為新客戶車型量身定制的。據(jù)了解,通過智能化技術(shù)的運用,數(shù)碼模公司的市場占有率逐年攀升,出口業(yè)務(wù)也取得突破性進展。“我們今年產(chǎn)值大概在3億元以上,5年后能到10億元?!崩罹判臐M滿地表示。

90后工程師電腦前完成煉鋼

“煉鐵過程中需要測溫,過去需要工作人員在近60℃的環(huán)境中,手持紅外線測溫槍才能得到的風(fēng)管溫度數(shù)據(jù),如今全程靠電腦監(jiān)控,可清楚了解高爐內(nèi)部情況?!?991年出生的武鋼煉鐵廠區(qū)域工程師潘園告訴記者。在武鋼煉鐵廠,記者看到,操作間里放置了多臺電腦。潘園介紹,每臺電腦實時掌握高爐不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的情況,他只需要觀察工作臺上大數(shù)據(jù),即可了解高爐生產(chǎn)狀況,真正實現(xiàn)了燒結(jié)、煉焦、煉鐵多工序“一張圖”的可視化管理。像這樣的場景,在武鋼隨處可見。過去煉鋼作業(yè)區(qū)需要澆鋼工人在80℃的環(huán)境溫度下,完成投渣、測溫、取樣、測量等業(yè)務(wù)。目前該作業(yè)區(qū)采取了自動開澆、自動加渣技術(shù),應(yīng)用鋼包快換機器人,不再需要人工,既改善了工人們的工作環(huán)境,又大大提高了勞動效率。來到武鋼指揮中心,映入眼簾的便是一塊超大顯示屏。運輸調(diào)度主任桂卉說,目前,運輸調(diào)度崗位只需要3個人就可完成全部工作。而在冷軋廠,一臺機械手臂正在對成品的鋼卷進行打捆,然后再對產(chǎn)品打上“二維碼”,實現(xiàn)貼標全自動化。過去,貼標簽需要工人靠近尚有數(shù)百度余溫的鋼卷作業(yè)。引入貼標簽機器人后,可以替代4名工人,每年維護成本不到1000元。

武鋼首創(chuàng)的四煉鋼鐵水智能扒渣項目更是大大提高了生產(chǎn)效率,該項目采用視覺識別、激光定位、圖象自動判渣等技術(shù),實現(xiàn)了1個操控點控制6個操控位作業(yè)的“集成總控”,同時有效降低扒渣鐵損。武鋼智能有限公司相關(guān)負責(zé)人告訴記者,2019年上馬了67個智慧制造項目,35類3D(臟亂、危險、困難)崗位由機器人勝任,可遠程操控。疫情期間,一些員工居家辦公時,工程師們就用手機、ipad監(jiān)控機器運行狀況并發(fā)出指令,真正做到了抗疫保產(chǎn)兩不誤?!拔滗撐磥韺l(fā)力‘AI+5G’現(xiàn)場智能應(yīng)用。”該負責(zé)人表示。

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希望更多中小企業(yè)走向智能化

2019年,武漢率先實施智能化改造三年行動計劃,目前已累計完成診斷服務(wù)2158次(家),改造765家數(shù)字化生產(chǎn)線,已有9家企業(yè)項目獲評智能制造試點示范項目,在全國副省級城市中排名第二;此外,還涌現(xiàn)出了一批全國、全球領(lǐng)先的智能工廠,武漢制造業(yè)正在發(fā)生著翻天覆地的變化。武漢理工大學(xué)機械工程學(xué)院過程裝備與控制工程系副教授郭鈞表示,工廠的智能化變革,大部分運用了先進的自動化生產(chǎn)設(shè)備,顯著的特征是能保證產(chǎn)品的一致性得到提升,不會受到因人工操作而產(chǎn)生的誤差。在智能化程度較高的工廠里,傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下的工人職能會發(fā)生轉(zhuǎn)變,人工制造環(huán)節(jié)減少,轉(zhuǎn)而會更多地操作設(shè)備以及設(shè)備系統(tǒng)。解放了勞動力,也對工人有著更高的要求。此外,工業(yè)智能化,在提升生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本的同時,讓生產(chǎn)線上的工人有了安全性保障?!耙恢币詠恚と艘虿僮鳈C械而發(fā)生事故的現(xiàn)象屢見不鮮。自動化的生產(chǎn)方式,讓工人避免直接接觸冰冷而危險的機器,除了生產(chǎn)結(jié)果的顯著提升,還有更多人性化的體現(xiàn)?!惫x說。郭鈞稱,近年來,武漢制造企業(yè)智能化的顯著提升,離不開企業(yè)自身的努力和政府的大力扶持,“武漢的工業(yè)化基礎(chǔ)深厚,在‘智造’的背景下,政企雙方共同努力,相信‘武漢智造’的影響力越來越大,地位越來越高。”郭鈞還表示,目前武漢制造業(yè)的智能化改造,還集中在一些體量較大的頭部企業(yè),因資金成本和生產(chǎn)方式的問題,一些中小型企業(yè)的智能化升級仍有困難,希望此類企業(yè)能得到更多的扶持。