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数字化给GE可再生能源工厂带来巨大效益

以跨国公司和中国优秀企业为主的先进制造业已布局数字工厂的建设,企业主管告诉记者:“我们也在不断摸索的过程中进步。”
发布时间:2016-10-08 14:24        来源:智能制造门户网        作者:

以跨国公司和中国优秀企业为主的先进制造业已布局数字工厂的建设,企业主管告诉记者:“我们也在不断摸索的过程中进步。”

记者走入通用电气(GE)公司可再生能源水电事业部(天津)工厂位于天津保税区空港经济区大门时,厂房和门口的各类标识已看不到阿尔斯通的痕迹——此前这里是阿尔斯通水电设备(中国)有限公司的生产基地。2015年11月,GE完成对阿尔斯通的收购,成为了全球最大的电气公司,位于天津空港开发区的这家工厂也随阿尔斯通嫁入GE并更名。

巧合的是,这家工厂对面是GE医疗天津工厂。GE中国区总裁段小缨告诉记者,全球每四台新出货的核磁共振设备,就有两台来自这里。

不仅如此,两家工厂都在推进先进的数字工厂建设,高级工程师邱元元告诉记者,“这些数字化的应用为我们带来的效益超过20%。”

实际上,中国企业也在数字智能化应用上衔枚疾行。在远离天津空港经济开发区50公里外的武清经济开发区,忠旺刚刚建成投产不久的一条铝材压延产线正在试运行。天津忠旺常务副总经理李庆江告诉记者,所用设备自动化控制系统智能化程度之高为世界前列。

“传统”水电机组制造商的“再造”

自去年底京津冀协同发展方案及国家“中国制造2025”方案出台后,天津立足于建设全国先进制造研发基地,制定出《天津市建设全国先进制造研发基地实施方案(2015-2020年)》。

依据这一方案,天津确定了十个待建设的高端产业,分别是:航空装备、航天装备、集成电路及专用装备、高性能服务器及云计算、海洋工程装备和高技术船舶、特高压输变电装备、大型工程机械、轨道交通、高档数控机床和自动变速器。

从中国工业的启蒙——洋务运动开始,天津凭借其临海便利,成为中国北方重要制造业基地。上世纪九十年代以来,随着改革开放的不断深入,大量外资进入中国,同时带动民间资本的活跃,天津制造业开始进入了高速增长。

彼时进入中国的法国阿尔斯通水电就是其中的佼佼者。1995年进入天津后,在中国成为世界第一水电大国的同时,占据中国20%水电机组制造的市场份额。

之后,阿尔斯通投资逾1亿欧元重新扩建工厂,2013年底投入运行,同年向中国向家坝水电站提供了四台800MW的水电机组,成为当时全球单机容量最大的水轮发电机组。

在记者走入这家工厂的大门时,其厂房和门口的各类标识已统一更换为GE的LOGO,并更名为“GE可再生能源水电事业部(天津)”。

工厂总经理法比奥·诺赛介绍,该工厂目前与中国签署了总装机容量达53GW的水轮发电机组合同,其中约60个项目,共计42GW已经投入商业运行。“同时我们的订单也来自世界各地,是唯一向加拿大和瑞士等要求极为苛刻的市场出口设备的中国制造商。”他说。

而这家深耕中国20余年的“传统”水电机组制造商,正在通过工业互联网和新的数据技术成为世界水电机组制造的龙头。

在改良后的数字化生产流程中,通过3D建模模拟机组,并且用大量的数字计算和3D检测判断工艺设计的缺点,同时在电脑中进行改良。

“过去这是不可能实现的。” 法比奥·诺赛告诉记者:“在我们大力推进数字化之后,这样的生产流程已经操作了接近一年,也为我们提升了20%以上的效益。”

生产现场线的参观中,记者还看到目前第一个即将应用在大型水电设备上的全自动焊接机器,使用机器人焊接无疑将会大大提升产品的质量和生产效率。

高端仪器本土制造

巧合的是,在这家工厂对面,就是GE医疗天津工厂——GE美国以外唯一生产核磁共振、包括所用超导磁体等相关医疗影像产品核心部件的基地。

此前GE中国区总裁段小缨接受本报记者专访时表示,将会持续推进GE中国的数字化和本土化。而这两大战略在GE天津医疗工厂中有着明显的体现。

据介绍,GE医疗天津生产基地生产的磁共振相关设备,产品发往全球数十个国家,2015年产值达1亿美金。而天津工厂有100名员工,其中超过80%为当地培养的人才。

“除了人才的本土化,设备制造的本土化之外,我们还会继续推进本土化的战略。” 天津工厂高级工程师邱元元说:“目前,我们设备制造所使用的原材料,也有47%以上来自中国的供应商。”

除此之外,以新光纤MR和螺旋MR为代表的1.5TMR系统由GE中国团队研发设计,可以提高30%信噪比,实现2.0T图像效果。截至2015年,产量超过500台,其中70%远销全球市场。

截止目前,由天津生产基地组装测试的核磁共振系统占中国市场销量的65%,占全球市场销量超过50%。此前段小缨向记者介绍:“全球每四台新出货的核磁共振设备,就有两台来自中国。”

邱元元告诉记者,该工厂已经开始使用基于predix的GE数字工厂应用,“这些数字化的应用为我们带来的效益超过20%。”

在GE天津工厂的一台绕线设备上,装有数个传感器同时工作。“这些传感器监控超导磁体的绕线工作,包括其速度、张力、密度等多个指标。”邱元元介绍,“这些数据会同步上传到我们基于工业互联网应用平台Predix的应用上。”

说着,他拿出手机打开了一个应用,向记者详细介绍应用上的参数:“这些都是工厂在生产中的实时数据,这些数据帮助我们分析目前绕线机器的生产状况,如果有问题这些应用就会自动调整。”

不过他也向记者坦承,由于数字化生产和工业互联网的推动,对于人才和团队的要求更高了。一个应用于工业生产的应用,需要同时由程序编写人员、算法设计人员、医疗制造专业人员和工人等一起研发,哪一方面人才的缺少都会对研发工作形成掣肘。“我们也在不断摸索的过程中进步。”他说。

忠旺“上位”

中国企业也在奋力追赶。在远离上述两家企业50公里外的武清经济开发区,一家年设计产能180万吨的铝材压延生产线正在试运行。

这条生产线属于中国忠旺控股有限公司天津工厂,在记者到访该工厂的前一天,中国铝行业最大的一笔海外收购交易落地。忠旺美国与全球顶尖的高端铝压延产品研发制造商爱励铝业有限公司签订了23.3亿美元的收购协议。

天津忠旺常务副总经理李庆江告诉记者,天津工厂所用的铝材压延生产线的全部大型设备,均从国外进口,其设备之间的配合绝大部分依靠自动化控制系统,智能化程度之高为世界前列。

在高度自动化的生产系统支持下,工厂所使用的人力相对减少。铝材压延生产流程中,最开始的步骤是将原铝与其他金属元素混合,熔炼成铝合金。而在熔炼车间内,巨大的厂房中仅有40余名工人进行设备操作。

“包括合金元素的配比、温度的调控、废料的收集等,全部都是依据设备开始设定的程序进行工作,工人所做的就是监控和简单的操作。”车间负责人告诉记者:“智能化不仅提高了工作效率,也减少了人为操作失误导致的生产事故。”

而这样的自动化在提高生产效率的同时,也大大提升了产品的质量。目前,忠旺天津工厂熔铸车间生产出宽幅为2670mm的铝合金铸锭,创中国纪录;热轧车间轧制出宽幅为4300mm的铝合金板材,创亚洲纪录。天津工厂还一次性通过三项质量管理体系认证,取得包括航空及汽车行业的管理体系证书,为产品进入高端领域打下基础。

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