中国西电集团公司是国务院国资委监管的输配电成套设备研发制造的中央企业,是我国最具规模的高压、超高压及特高压输配电成套装备研究开发、生产制造和试验检测的重要基地,是中国输配电装备制造业参与国际市场竞争的重要力量。

西电集团以创新发展为主题,以提质增效为中心,以推进两化深度融合和智能制造为抓手,以承接国家能源战略为己任,满足国家经济发展和“一带一路”战略对重大技术装备的需求,强化制造基础能力,提高综合集成水平,加快企业转型升级,促进企业做强做优做大。

 
1. 智能制造车间/工厂建设情况
西电集团高度重视智能制造建设,承接了工信部智能制造装备发展专项中“高压开关智能制造数字化车间”项目、“超(特)高压变压器智能制造数字化车间”项目、“中低压输配电装备智能制造新模式”项目、“中低压输配电装备智能化工厂标准化试验验证”等项目。现就中国西电集团公司两个核心产品智能制造车间/工厂建设情况汇报如下:
1.1高压开关智能制造数字化车间
高压开关智能制造车间主要通过对生产流程的优化,智能制造装备的研制以及智能系统及检测装置的开发,实现高压开关产品制造过程数字化;通过构建以制造执行系统(MES)为核心的企业精益生产管理平台,达到企业经营业务管理数字化与产品工程技术数字化深度集成融合。 
一是建成隔离开关自动化装配线。秉承精益生产和敏捷制造的现代生产理念,融合MES系统以及智能装置及设备,包含机器人、助力机械手、电动力矩扳手和激光传感器等,实现集装配、检测、试验、标识和包装等功能于一体,达到高效生产组织与装配作业。该装配线为国际开关行业第一条252kVGIS DS/ES自动化装配线,通过将装配设备、检测设备、高效工装和自动传输技术应用在隔离开关、分装、总装等工序,实现装配过程自动化、数字化。
二是建设自动化立体仓库。采用工厂局域网技术和工业以太网通讯技术,实现无线通讯和信息传输,对物流作业过程、运输车辆和人员进行调度和监控,实现了仓储、物流作业自动化,经多项检测合格已正式投入使用。通过配备进口自动出入库堆垛设备,全自动上下料输送系统及电脑控制送料车,实现来料信息、出入库作业信息自动采集、达到物流自动化。同时采用智能控制库房管理系统与工厂计划、车间制造实现联网对接,在计划系统的指挥下,适时为车间提供物料,最大限度的保证了零部件运送的准确性和时效性。
三是建成数控机床联网管理集成系统。实现开关平台五个机械加工车间的DNC/MDC系统建设,建立异地专用光缆连接,实现异构数控系统DNC/MDC集成。实现全局式数控设备网络监测、实现各加工场地NC代码管理与传输、异地赋予权限的NC代码管理与传输。基于车间DNC感知网络,结合制造现场多态数据的采集与融合技术及车间制造现场实时数据和离线数据的采集与反馈,优化示范车间数控系统DNC集成。
四是研发并实施制造装备在线监测系统。完成了机加车间设备信息采集终端的实施与车间状态信息传输网络的构建;实现了机床状态、制造加工过程状态检测,确保制造资源运行状态良好。
五是建立在线刀具管理系统。建立集无线感知、测量、分析、决策于一体的刀具状态监测平台,通过人工神经网络离线预测、遗传算法切削参数优化、刀具运行甘特图自动生成、单台机床刀具智能调度等方式,解决车间刀具在配置、调度、位置跟踪、状态监测、寿命管理、库存管理等环节存在的物流与信息流监控难题;已完成特种抗金属RFID刀具标签的研发和生产,并安装在刀柄中;已启动基于RFID技术的刀具状态在线检测与管理系统开发。
六是开展数字化条件下的研发设计管理、制造过程全周期管理系统建设。实施了PLM、ERP、MES等系统,建立了产品设计信息共享平台、数字化协同资源管理制造环境,全面管理研发设计、工程设计等过程,实现工艺辅助设计与产品制造工艺管理,将产品工艺设计,工艺过程、工厂和企业各类制造资源进行有效关联,建立起融合各级制造资源和制造信息的企业制造仿真资源库,并管理产品制造的相关数据;利用多站点协同技术,建立协同设计制造平台,实现异地多企业间的设计制造信息共享;充分利用产品的3D设计模型数据,完成产品可视化装配工艺设计;通过集成MES和ERP系统,准确传递工程项目BOM和工艺信息到车间,使生产部门能按工程装配BOM制定合理的投料计划,减少车间在制品库存。
1.2超(特)高压变压器智能制造数字化车间
围绕超(特)高压变压器装备研制、生产和运维服务的全生命周期过程,推动变压器智能制造装备的研发和创新,提升变压器制造过程的自动化和智能化水平及关键智能制造装备的开发制造水平,实现生产过程的数字化,提高生产效率和产品质量,降低生产成本和资源消耗,促进制造业向数字化、网络化、智能化制造转型升级。
一是搭建异地协同数字化虚拟产品设计平台。建立支持异地协同设计的统一编码、产品数据交换、产品定义模型、三维设计建模、三维装配建模、产品参数化设计等标准与规范,解决设计研发的标准规范问题;解决西安、常州、济南等企业变压器平台异地协同设计模式下的资源建模、获取和集成技术,异地分析计算技术,异地产品数据管理技术,异地协同工作管理技术,异地协同数据库存储等问题,支持多企业联合产品虚拟样机设计。
二是建设数字化条件下的研发设计管理、制造过程全周期管理系统。全工厂按照设定时间自动运行MRP,实现了物料需求直观反映、计划自动给出、信息自动传递至采购部门及生产车间,确保生产的连续、稳定、均衡、齐套产出。以精益生产为指导思想,以信息技术为助推手段,建立了冲剪车间、线圈车间的制造执行系统,进行了管控一体的软硬件集成,打通ERP上层计划和MES下层控制之间的信息流断层,提高计划排产调度与再调度能力及生产现场综合管控能力,按生产计划提前做好生产准备,合理分配企业资源,实现实物流与信息流的一致和共享,提高冲剪车间、线圈车间的计划响应能力、交付能力,逐步实现计划排程与生产执行一体化、生产执行与物料配送协同一体化、设计制造一体化。
三是推进高效供应链管理系统。通过运用ERP系统,实现销售管理、并将销售订单转为生产订单,通过MRP实现物料需求计划运算,形成生产计划以及物料采购计划,通过采购管理实现采购订单的下发、采购到货和采购发票的处理,内部物料流转根据生产作业计划进行物料的领用、入库和核算,产品入库后根据销售订单进行销售的出库处理。通过实施智能物流系统,从变压器本体、附件的装箱入库,到本体、附件的发运移交,全面采用条码与智能终端技术、GPS定位技术,使企业准确及时的掌握产品在途运输的状态,将安全控制管理的主动权掌握在企业自己手中,最大限度的保护企业
四是建设变压器数字化车间系统。通过对变压器生产过程的研究,全面规划了绕线工序、铁芯片剪切工序、叠片工序、气相干燥工序、油箱焊接与喷砂工序的智能化改造方向,进行了详细技术方案设计,编制了相关技术要求,为接下来的智能改造打下基础。
五是建设制造装备在线监测、故障诊断与预警系统。在冲剪与线圈车间初步建立了生产过程设备在线监测、故障诊断与预警系统,实时地了解具体设备的信息,有效地监控和分析制造装备工况信息及利用率;进行制造装备的故障诊断与故障预警。
六是开展产品运行在线监测、故障诊断与预警系统。初步完成变压器监测、控制新技术的研究与评估,研发变压器智能监控装置样机,启动变压器状态智能分析软件开发,将变压器智能监控装置采集到的变压器本体各组件、在线监测装置、冷却装置信息进行集中展示,数据存储及查询,通过软件实现数据分析,同时进行高级分析功能的嵌入,初步规划做到健康指数监测、寿命分析、最优化负荷监测和初始数据比对分析,建立合理可靠的状态监测与控制体系,实现变压器运行状态的数字化、信息化监测、控制。
 
2. 智能制造车间/工厂实践取得的成效
2.1全面提高产品设计创新能力
处于产品生命周期最前端的产品研发设计,是西电集团智能化制造的重要切入点,通过应用三维设计、三维工艺、仿真分析、科学计算、产品全生命周期管理等先进手段,在数字化产品模型下进行产品设计打样、仿真、工艺规划和工艺装备设计,产品研发周期大幅缩短,全面提高产品设计创新能力。先后为我国成功研发、设计并制造第一条750千伏超高压交流输电工程、第一条+800千伏特高压直流输电工程及世界电压等级最高的交流1100千伏和直流+800千伏特高压产品。
2.2提升先进生产制造能力
应用数字化制造装备系统、制造过程控制系统,建立先进数字化生产线及数字化制造车间,生产加工制造能力大幅提升,产品质量显著提高。
2.3提升管理水平
在经营管理方面,大力推进企业资源计划管理系统集成,使企业的资源达到最优利用和最佳模式运作,提升了企业管理标准化、规范化、精细化水平,有力推动了制造与信息化的融合工程。
 
2.4提升现代服务能力
运用计算机网络及通讯技术,建立了产品远程在线监测及诊断系统,系统掌握产品售后信息,实现了专家不用到达现场也可远程开展支持服务,及时解决现场设备出现的各类问题,有效满足用户需求,提升客户满意度,提升企业现代服务能力。
2.5大力推进智能化产品的研发进程
以国家智能电网建设契机,西电集团通过自主研发、院企、校企联合,企业重组等手段,加大输变电产品数字化及智能化技术的研发力度,取得了具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化特征的智能化组合电器、智能化断路器、智能化变压器等高压智能输变电设备,推动产品与信息化的融合工程。
 
3. 中国西电智能车间/工厂实践的示范作用
我国制造业这些年来取得了很多骄人成绩,但大而不强的问题突出,真正代表制造水平的高端装备制造业与发达国家仍存在明显差距,这种差距不仅体现在产品的设计制造技术上,还体现在装备制造业的智能化制造水平上。
输变电行业整体信息化建设水平目前还处于“登高”阶段,多数企业越来越重视管理与信息融合工作,但对生产制造环节与信息化融合程度不够,部分企业建设有较先进的数字化生产线,但建成具备较高水平数字化智能化柔性制造车间的企业较少,具备推进建成数字化工厂及智能制造能力的企业更少。
西电集团高度重视智能化制造工作,对输变电装备制造业推进智能工厂建设具有示范作用:
一是开展顶层设计是实现智能制造的保障。根据“创新驱动、质量为先、两化融合、绿色发展、结构优化”的强国战略,西电集团作为我国装备制造业的骨干企业,于2014年制定了符合西电集团现状并切实可行的《中国西电2025》,并提出“西电集团十三五制造技术领先要素”,明确智能制造发展方向和技术路线,推进智能制造工程建设。  
二是建立“三融合”原则是智能制造的关键。西电集团始终把支撑企业发展作为智能制造的出发点,坚持把信息化作为企业发展规划的组成部分,坚持信息化建设与深化应用相结合,始终把推进深化应用作为智能制造建设的落脚点,坚持建设与应用并重,将精益管理、智能制造、数字化质量管理三个体系融为一体。
三是企业需求驱动是智能化制造的根本。以业务需求驱动、以先进技术引导是智能化制造建设的原则。在具体项目实施中,坚持企业是智能化制造建设总设计师原则,要求业务部门派出既懂业务又懂智能化制造的骨干人员,全程参与项目实施,以业务需求为驱动力量来带动项目的整体实施,保证最后的智能化制造成果既能满足又能促进企业未来发展需要。
四是加强基础管理和完善标准建设是智能制造的基础。装备制造业智能化制造建设首先要做好基础管理工作,制定完善的数据标准和流程规范,做好导入准备工作,加强各项业务数据的管理,提高科学性、准确性。
五是成立输变电领域智能化制造工程技术研究中心支撑智能制造的。面向输变电装备制造行业,开展信息化应用技术、信息化与工业化深度融合、数字化和智能化制造技术、产业实践所形成的自主技术、标准规范及其知识产权等领域的研究,推进基础积累性的技术研究,形成具有自主知识产权的全产业链技术和服务体系,提供强有力的疑难问题诊断及统一支持,面向产业提供共享服务支撑。