东方电气中央研究院：智能制造示范由“点”及“面”

周礼

為进一步推进科研创新、成果转化及人才队伍建设，2007年，中国东方电气集团有限公司（以下简称：东方电气）成立中央研究院，作为东方电气顶层研发平台、技术创新中心、科技成果孵化中心和科技人才高地，承担智能制造数字化转型升级研发与推进实施工作。

根据东方电气数据，中央研究院2020年科研项目完成率超过考核目标7个百分点，在创新及应用领域发展迅速。截至目前，中央研究院在电力装备、轨道交通、煤炭机械等行业推出一系列智能工厂整体解决方案，打造了一批行业首创的数字化车间和智能工厂。2019年，汽轮机叶片智能工厂解决方案获评“2019中国智能制造十大实施案例”，2020年获得“2020年智能制造系统解决方案供应商”称号，与客户签订的合同完成全部技术指标，并参与6项智能制造国家标准的制定，形成企业标准草案和可复制推广方案。

“当前中央研究院已经具备从智能制造生产装备到智能技术的设计、研发、攻关、实施以及服务能力。”据东方电气相关负责人介绍，按照东方电气产业布局，面向国家战略需求，紧跟新能源、新材料、新技术前沿发展趋势，中央研究院将立足“自主创新为主、产学研用协同”的开发创新体系，加速推进能源领域智能产品、智慧生产、智能服务、智慧管理创新步伐，进一步支撑东方电气由提供装备向提供整体解决方案转型。

智造“样板间”

以发电装备的智能制造为例，发电装备核心零部件的制造工艺复杂、工艺路线长、制造周期长，具有典型多品种、小批量、单件定制化的生产特点，随着发电装备行业的高速发展，通过数字化、信息化、智能化手段来提高产品质量、缩短升级周期、降低成本和提高生产效率已迫在眉睫。

依托在大型清洁高效发电设备制造领域深耕多年优势，中央研究院打造了一套发电装备数字化车间的系统解决方案，入选工信部“2020年智能制造系统解决方案供应商”。

方案基于物联网、大数据、人工智能、数字孪生等技术，实现了发电设备核心零部件等产品设计工艺数字化、生产制造自动化、管理数字化。在研发设计方面，实现大功率海上风力发电机组关键技术及综合实时数字仿真平台技术、基于TEKLA的锅炉钢结构快速建模和出图的二次开发技术等突破，进一步缩短设计周期，提高设计质量；制造能力提升方面，突破了生产线自动化上下料设备研发、加工质量监测设备研发等核心技术，为电力装备智能制造企业和供应链企业提供了智能技术赋能；服务能力提升方面则打造了首批在电力装备行业开拓的制造服务化示范应用工程，探索电力装备远程化运维与服务新模式。

应用这一解决方案，东方电气的核心子企业东方电机、东方风电等打造了一批智能制造数字化车间。其中东方电机打造的“大型清洁高效发电装备智能制造数字化车间”实现生产效率提高48%，运营成本降低31.9%，产品研制周期缩短30.7%，产品不良品率降低20%，能源利用率提高57.3%。在东方风电投入生产使用的变桨轴承螺栓紧固自动化系统，在风机装配的轮毂变桨轴承紧固过程中实现陆上机组效率提高30%，紧固工时降低70%，实现海上机组效率提高65%，紧固工时降低85%，产品不合格率均为0，成为行业智能制造数字化车间建设的示范引领工程，并进一步实现了可应用可复制可推广，其相关技术在电力装备全产业链如核电退役处置装备、刀具加工行业进行了示范应用。

打造以数据驱动为核心的新模式

围绕国家能源结构转型、集团“绿色低碳转型”“数字化转型”需求，在加快推进智能制造技术与服务、储能、智慧电厂及综合智慧能源、新材料领域创新研究及成果孵化的同时，中央研究院认为数据这一要素的利用影响着企业数字化的成效。

当前高端装备制造业属于典型的离散制造，处于大量手工操作与数字化并存的状态，数字化尚未贯穿生产全流程、各环节，未实现工位、产线、车间、工厂的点线面结合。同时数据标准不同，缺乏共享基础，导致数据多头管理，数据质量不高，难以支撑企业生产经营决策。

为激活数据要素潜能，中央研究院将制造过程与5G、人工智能、物联网等先进技术深度融合，通过改进工艺、固化数字模型、打通数据隧道、理顺“数、业、物”同步并跑的方式，提高数字化车间的整体效率，推动建成了离散制造行业首个发电机定子冲片无人化车间。

7月8日，东方电机定子冲片“无人车间”建成投产，其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，可将生产各环节的数据进行存储、分析、转化，再服务于生产，形成了以数据驱动为核心的管理新模式，实现了由“人机生产制造”向“智能生产制造”的转变。车间稳定运行后，发电机定子冲片人均产出可提升620%，能源利用率提高56.6%，劳动强度降低90%以上。东方电机自主研制的白鹤滩全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，由数字化车间制造，创造了四个“一百”实现了五项“重大突破”，引领世界巨型水电机组进入“零配重”和摆度“个位数时代”，助力其实现了从精品到极品的跨越。