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山河智能:解锁高端工程装备智能工厂新样本

2025-02-05e-works整理

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本文为“2024年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。本次活动将评选出2024年度,为中国智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。
       一、企业简介

       山河智能装备股份有限公司(简称“山河智能”)由中南大学教授何清华于1999年创办,是广州工业投资控股集团有限公司旗下子公司,总部位于长沙。公司战略定位于“一点三线”,聚焦装备制造业,在工程装备、特种装备、航空装备三大领域全面发展,是国内地下工程装备头部企业、中国智能制造50强、全球工程机械制造商50强。公司已在地下工程装备、全系列挖掘机、高空机械、矿山成套装备、起重机械、农林机械、轨道工程装备、油气管道装备、液压元器件、特种装备和通用航空装备等领域,成功研发出四百多个规格型号且具有自主知识产权和核心竞争力的高端装备产品,批量出口全球90%的国家和地区。“SUNWARD”商标已在全球数十个国家注册。

       公司累计获授权专利2100余件,其中授权发明专利270余件,国际专利授权20余件,计算机软件著作权100余件。公司还承担了国家级、省部级项目70余项,获得国家科技进步二等奖、国家发明奖、湖南省科技进步/技术发明一等奖等省部级以上奖励数十项。公司还被授予或设立了 “国家认定企业技术中心”“国家级工业设计中心”“国家技术创新示范企业”“国家智能制造试点示范工厂”等多项荣誉称号或创新平台。公司坚持“修身、治业、怀天下”的核心价值观,以“做装备制造领域世界价值的创造者”为使命和愿景,创新成果获得国内外领导和专家的高度认可。

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图1 山河智能装备股份有限公司

       二、企业在智能制造方面的现状

       山河智能以提质增效为中心,加快信息技术与工业生产的全过程融合,为运营提供支撑,构建高端装备生态体系。公司将智能制造贯穿六大领域,包括:智能研发、智能管理、智能制造、智能产品、智能服务、智能施工。

       在智能研发方面,山河智能突破设计局限,利用现有全球化研发管理平台,将企业产品系列化、模块化、标准化。通过建立最优的设计流程,形成智能的知识设计系统,建立可视化协同工作环境,分享和共用复杂产品数据,实现以客户为中心的全球协同研发能力。

       在智能管理方面,构建支撑企业良性、健康的生态发展的一体化大数据平台,实现以客户为中心的运营调整;构建集团化统一平台,形成设计、生产、供应、服务的全流程并行工作方式。基于客户数据预判的供应链优化,构建弹性供应链。

       在智能制造方面,为满足多品种小批量的柔性生产模式,山河智能凭借三维动态还原和虚拟仿真再现,进行智能产线规划及工艺布局优化。运用MES实现柔性排产、节拍可视化。运用WMS实现物料流转可视化。随着智能制造的推进,各类工业机器人(激光切割机、精细等离子坡口切割一体机、坡口机器人、焊接机器人)、高精度加工中心、全自动装配线、智能高位立体库、驾驶室辊道线逐步取代人工出现在生产线上。运用SCADA系统进行设备工业互联,通过5G通讯实现离线编程传输,实现设备实时进行数据采集,设备状态利用5G通信实时实时传到云平台,实现设备管理各层级实时生产数据的报表展示与联动。

       在智能产品方面,山河智能自主研发的控制器、显示屏、GPS等电控部件,凭借智能化和5G技术,产品的精准控制和实时性能得到大幅提升。这些部件在飞机器、旋挖钻机、挖掘机等工程车辆上广泛应用。以SWE215E挖掘机为基础的具有一定自主能力、智能化的高临场感遥操作智能挖掘机,利用5G技术融合智能抓控制技术、无线通讯技术、远程控制技术,实现超视距挖掘机施工作业。

       在智能服务方面,建设及完善山河“智·能量”物联网服务平台,数以万计的设备在线运行,通过平台远程监测设备的水温、转速、油位等运行参数,跟踪验证产品的可靠性和稳定性,辅助分析产品出现故障的原因,实现“保姆式”售后服务。

       在智能施工方面,基于5G+工业互联网的技术应用,实现了客户现场管理模式的创新,快速地、精准地辅助客户现场精细化管理,实现智能化施工、无人化施工,有效降低人为参与程度,提升安全保障能力和施工质量。智能施工在地下工程装备、挖掘机械、凿岩设备、特种作业装备等领域广泛应用。

       山河智能以智能+在高端工程装备领域的实践,构建了高端工程装备智能工厂,输出智能产品、提供智慧服务,打造了高端工程装备、离散制造、订单驱动模式下的智能制造。因此,山河智能荣获了多项荣誉,包括工信部智能制造试点示范项目、工业互联网试点示范项目、智能制造标准应用试点项目等,成为国家智能制造标杆企业和湖南省智能制造标杆企业。

       三、参评智能制造项目详细情况介绍

       山河智能作为国内工程装备龙头企业之一,以提质增效为中心,努力推动新一代信息技术与制造业深度融合,满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求。项目覆盖产品全生命周期,包括工厂建设、产品设计、计划调度、生产作业、质量管控、仓储物流、能碳管理、供应链管理等环节,建设了桩工设备、挖机设备、凿岩设备、高空作业平台、特种装备系列产品的智能生产车间,打造了智能化、少人化工厂。项目利用自主研发的工业互联网平台“山河祥云”,以产品BOM为主线,统一管理各种BOM视图,贯通设计、工艺、生产、销售、采购、财务、售后服务全流程,实现了各系统间的有效集成和各业务流程间的高效协同,实现了生产要素全连接、现场生产高度透明、生产资源精细化实时管控及产品全生命周期可追溯。在孪生数据驱动下,实现生产要素在物理工厂、虚拟工厂及工厂服务系统间迭代运行,使物理工厂不断进化以达到生产与管控最优。该数字化智能工厂极大地解决了制造业“用工难”问题,促进产业人才升级,提升“中国制造”向“中国智造”与“中国创造”的转型。

       1. 项目背景介绍

       智能化的发展和应用已逐步融合到工程装备制造领域。工程装备属于典型的多品种、小批量行业,不同装备例如旋挖钻机、挖掘机、高空作业设备的设计理论与方法、制造工艺与模式、作业对象与方法、配套部件供应链等都大不相同,面对竞争日趋激烈的市场环境,装备生产工厂如何高效协同,如何发挥先导式创新的研发优势、如何实现研发-制造-供应链的一体化衔接,是山河智能的智能工厂须实现的方案核心。

       该项目是一个以市场为导向、将科研成果转化为现实生产力的智能制造工厂项目,产品直接为国民经济各行业建设服务,符合国家产业政策,符合公司中长期发展规划。通过建设生产高度智能化、绿色化的智能工厂,山河智能实现了运行高效,所出产的高端装备具备巨大的市场需求前景。

       2. 项目实施与应用情况详细介绍

       1)挖掘机动臂焊接数字孪生工厂

       本项目依照焊接工艺流程与特征,构建了挖掘机动臂、焊接设备、检测设备、焊接工艺、焊接环境等数字化模型,搭建了焊接工艺数字孪生平台。通过RFID、传感器等数据采集设备,采集构件的位置、状态、焊接工艺、焊接质量、焊接环境等参数,综合焊接机器人运行状态、检测数据、零部件位置等数据,构建动臂焊接工艺数字孪生体。基于数字孪生平台实现实时生产数据与数字孪生体的映射,通过虚实联动和对比,实现了焊接工艺协同优化仿真,分析模型中焊材、焊接环境、焊接电流电压、焊接位姿等参数与产品质量间的关系,实现焊接工艺的动态分析、预测和参数的优化,从而构建焊接工艺优化闭环体系,提升装备产业复杂焊接工艺质量水平。

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图2 挖掘机动臂焊接数字孪生工厂

       项目解决的痛点问题:1、焊接过程可视化程度低。挖掘机动臂焊接是典型的离散性制造,其生产线设备种类多样,接入方式难以统一,信息反馈实时性差,制造过程存在生产信息追溯难、生产数据采集效率低,产线可视化程度低等问题。2、焊接产线无法实现多产品共线生产。挖掘机动臂结构上虽相似,但尺寸差异较大,多产品柔性化共线生产难度大,多采用分站分机型焊接,导致焊接设备利用率不高。3、焊接过程质量无法实时在线监测。出现焊接缺陷时无法及时报警,导致整段焊缝质量问题;且质检人员工作量大。4、焊接工艺参数设置主要依靠技术人员经验,人员经验水平决定了焊接质量高低。 

       项目采用的技术方案:在硬件设备上,设计自动夹紧工装、变位翻转机、各类传感器等,通过自动夹紧工装实现不同尺寸大小的动臂装夹,通过变位翻转机和焊接机器人配合提高自动化焊接率。在软件系统上,数字孪生平台分为数据采集层、数据网关层和数据展示层。其中,数据采集层主要采集焊接设备、变位机、RGV 小车等设备的实时状态信息;数据网关层为数据展示层提供基础数据和模型文件等访问服务;数据展示层进行实时运动仿真和状态数据展示。通过产品、焊接机器人、变位机、工装、RGV小车和产线等三维模型设计,业务流程分析、作业对象分析、生产节拍分析、人员配置分析等业务模型设计,产品设计、产品工艺、工装设计、产品制造、产品仿真、产品建设等 MBD 模型设计,实现生产线虚拟模型构建。通过PLC、OPC、Fanuc SDK和RESTful API等多种数据集成与数据采集方式,实现信息集成,实时采集产线运行数据。

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图3 挖掘机动臂焊接数字孪生工厂技术方案

       实施成效:通过焊接工艺数字孪生仿真应用,为动臂焊接产线远程管控提供决策分析工具,实现了动臂柔性化生产、焊接工艺参数优化和焊接质量在线监测。利用实时采集的焊接机器人电压电流等焊接工艺参数和焊缝宽度,基于数据库中焊接参数与焊接质量对比分析,通过大数据和机器学习优化,获得焊接工艺参数的建议值;通过生成配置参数表,指导焊接编程,降低编程人员经验及技能要求,提升编程效率。产线人员数量由42人降为17人,减少60%,人均效能提升147%;产线生产节拍由75min缩短为24min。目前,数字孪生制造技术已在山河集团各分子公司进行推广,后续将在上游供应链配套企业进行推广。

       2)离散型工艺数字化设计

       山河智能采用项目制方式进行产品型号的开发。由产品规划团队或项目负责人确定要开发的产品型号,确定型号的可用配置,发起项目立项。研发工程师基于产品型号的定义进行开发,形成超级EBOM,关联配置项,并发布;基于三维的设计,三维模型驱动图纸和CAD-BOM生成;三维模型和图纸进入PLM系统管理。工艺工程师接收研发发布的超级EBOM,进行超级PBOM的设计,增加辅料,设计工艺路线,并发布。

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图4 液压挖掘机的工艺数字化设计

       计划员接收订单,基于订单配置选配出定型产品,分配号机段,形成号机。

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图5 液压挖掘机的工艺数字化设计

       项目解决的痛点问题:山河智能离散度很高的不同产品具有大不相同的价值链,不同种类的工程装备,在研发过程中,数字化研发管理体系的表现形式和实际内容具有很大的差别。例如,挖掘机偏向批量化生产,其产品研发模块化程度相对较高,配置化管理较为完善,供应链体系较为稳定,批次计划和生产铺线管理模式较为成熟;基础装备、凿岩设备等属于高度定制化产品,产品研发创新不断、供应链体系较为灵活、生产技改频繁、高度离散的混线生产模式,大大增加了设计变更的管理复杂度。离散型工艺数字化设计平台既能支持标准产品研发模型,又能支持个性化产品定制研发,同时保证业务目标与IT支撑系统的和谐性及技术路线的延续性。

       项目采用的技术方案:基于Inventor2D开发标注功能,实现3D/2D一体化设计,完全在Inventor下出图,三维和二维保持关联,数据统一性、正确性得到保证。BOM明细信息自动统计,随着设计的变更而自动更新。修改三维,二维自动更新,通过参数化驱动实现快速设计修改和变形设计。基于三维的设计,三维模型驱动图纸和BOM生成。三维模型和图纸进入PLM系统管理(版本,权限,发布流程)。

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图6 离散型工艺数字化设计的技术方案

       产品配置过程实现流程化管理,通过有效产品配置管理,确保产品配置的准确性。具体配置流程是建立产品模型库;关联产品BOM根节点搭建模型BOM;定义产品参数、特征、性能等描述信息的选配行;再将这些选配项与模型BOM的零部件建立映射关系,选配时通过对选配项的选取,来决定BOM上哪些零件被选择应用;勾选选配项,系统自动进行逻辑校验和处理,根据选择的选配项对模型的超级工艺BOM进行筛选,形成选配后的定型BOM。

       实施成效:山河智能的工艺数字化设计方案,采用独特的号机生产管理方式来实现设计、工艺与生产计划网络化协同。该方案最终实现了设计到制造的实时反馈,加快了车间产线上的工装、工序、工步反复调试和优化节奏,压缩了样机试制周期、节约了新品研发成本。同时,该方案既能支持标准产品研发模型,又能支持个性化定制研发,以相对可控的成本投入,支持多品种产品柔性共线生产模式,从而实现了工程机械行业独特的定制化研产协同模式。不同于产品的“源头创新”和“设计创新”,离散型工艺数字化设计是研发过程的创新,是对研发与制造网络协同的多样性和复杂性的管理探索,带来的是工作效率与产品质量的提升,相较于2019年新产品研发周期缩短42%,单一产品出图效率提升63%。山河智能离散型工艺数字化设计平台既满足标准化产品研发模式,更适应端到端的“多品种”、“小批量”的订单式研发,推动数字研发能力和研发效率的提升,这为离散型装备制造企业数字化研发探寻了一条可行之路。

       3)按订单和库存混合生产模式下的生产计划优化

       项目搭建国产企业资源计划系统(ERP),依托营销预测销售计划,通过系统MPS计划功能,批量按批次开立工单、生成具体生产计划,并自动计算工单完工时间。利用系统AMRP计算模块,设置具体算法,计算出物料采购需求及到货日期。根据报表计算判断工单物料齐套性,根据齐套情况调整工单排产情况,调整对应生产计划,确保生产过程流畅。

       项目解决的痛点问题:解决了生产计划与营销计划脱节的问题,计划员工单开立工作量减少60%;解决了主机事业部与配套单位内部采购的计划协同效率低的问题,相关物料信息流的打通后,物料齐套上线率大幅提升,相关呆滞库存减少,取得明显的管理提升效益。

       项目采用的技术方案:利用鼎捷国产ERP系统搭建计划应用方案,系统内设置物料具体参数,利用MPS功能、AMRP计算功能,实现工单开立、请购单开立等功能,利用齐套报表,判断物料供应商响应情况,按照主机事业部的单号机(每一台主机的唯一识别码)及生产批次,安排工单,并依据物料齐套性修改工单的上线装配计划先后顺序,优化排产方式。该方案同时还与山河智能的数字化工艺、数字化设计与仿真方案进行有效结合,实现了从设计BOM到工艺BOM到产品选配到制造BOM(单号机)最后到服务BOM的全价值链打通,稳步实现研产销协同。

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图7 生成计划优化示例

       实施成效:场景建设完成后,产供计划协同的效率提升,带来计划员工单开立工作量减少60%,优化人员比例15%,订单完成周期缩短7天。该方案的落地,降低了工厂运营成本、降低库存资金占用,提高资金周转效率。目前,在山河智能集团内,该方案已逐步在部分BOM比较精准的事业部推广应用,如长沙威沃子公司、液压元件事业部、钻具事业部,随后计划在山河其他子公司进行推广。

       4)智慧下料中心

       智慧下料中心由激光下料线和等离子下料线组成。激光下料线包括6台激光切割机、3 台激光打码机、3台上料机、3台下料机、3台RGV、板链等硬件设备;通过ERP生产主计划下发和成本核算。通过MES、SigmaNEST和讯雷中控等系统组成的生产管理系统实现生产任务实时管理和生产数据实时采集与交互,实现智能化套料、上板、打标、切割、下料和输送,完成1-25mm中薄板零件的下料,下料速度高达20m/min、精度高达0.1mm。等离子下料线由8台精细等离子坡口切割机、2台智能行车及其附属设备与控制系统组成,可完成12-45mm中厚板坡口一次加工成型,消除清渣打磨工序,减少生产成本和多加工工序的生产断点。

       项目解决的痛点问题:一块排版单需要数小时的人工操作,员工成就感较低,且材料利用率低下。传统的下料模式、下料与坡口等工艺,需要单独通过不同设备分开处理,物料分拣、转运的时间长,生产周期长、效率低。
项目采用的技术方案:通过MES管理系统和中控系统远程对切割参数、切割任务的分配/执行情况、设备运行检测以及配套工序物流信息采集等进行动态实时监控,实现材料吊装、输送、上板、切割、下料的自动化控制。对于中厚板,采用高速高精度直切割作业和坡口一体切割作业的等离子切割机,实现零件直切及V、A坡口切割面无挂渣,Y、X、K坡口切割面无固定挂渣,挂渣易清理,切割后零件切割表面粗糙度≤Ra6.3。山河智能基于模型的智慧下料产线,改变了套料软件手工套料的传统模式。研发人员创建号机三维模型之后,通过研发管理平台自动将模型拆分成DXF文件存放于资料分发平台,并予以命名。生产计划员根据MES系统中的工单信息,依托研发管理平台自动读取相关生产料件PBOM传入西格玛下料软件生成下料清单。当下料员下发套料指令后,西格玛系统根据下料清单,自动在资料发放平台中抓取对应DXF文件,自动完成套料,形成排版单。排版单形成后,系统自动读取研发管理平台相关模型文件对应纹理,对排版单进行处理。针对研发工艺定义的穿孔、坡口、圆角等工艺,系统自动形成对应后置程序,发送至车间中控系统进行整体生产调度。

       实施成效:人均生产效能提升201%。套料工作从以前的纯手工操作,改变成目前全自动化套料,一张排版单仅需几分钟的电脑自动套料和人工少量调整即可,极大地降低了人力成本;同时依托研发平台工艺在模型上的体现,排版单生成的同时产生后置文件,对下料系统进行指挥,实现了板材下料完成的同时,所有工艺在一台床址全部完成,杜绝了无效转运;通过智能行车和RGV转运,消除了线内物料转运人员。实现操作人员由43人减少至21人,降低51.1%。切割零部件重量由3670t提升至5385t,产能提升46.7%。产线柔性配置提升了设备的效能利用率,将系统的搭建经验与培训方法形成模板,向其他制造行业企业进行展示与推广。

       5)能碳管理-能源智能管控

       山河工业城内已安装了351块智能电表和67块智能气表,覆盖各个电站、气站、车间、生产线、办公楼及关键工位和高能耗设备,实现三个层次的能耗数据的实时采集,并根据组织架构进行事业部之间的区域划分和整合。通过电峰平谷消耗占比的实施监测与分析,合理安排生产控制平均电价,节约用电成本15%。通过对关键、高能耗工位的单台设备进行能耗分析,并与同行进行对标分析,找到能耗节约点,再由工艺部门对生产工艺进行审查和改进,形成能耗节约闭环,逐步降低生产能耗,提升资源利用率。

       项目解决的痛点问题:以往能耗管理依赖人工抄表,缺乏实时监测与可视化手段,导致能耗数据滞后,节能方向不明。此外,人工统计分析难度大,难以精准识别能耗异常点与节能潜力。

       项目采用的技术方案:将整个园区划分为山河工业城(电力、气体)、区域、车间、产线、高能耗设备5个层级,通过加装多功能电表和智能气体流量表对园区内所有的能耗点进行采集,其中,高能耗工位直接采集到单台设备,低能耗的按产线和办公楼层进行采集,构建可靠的能耗采集层。搭建包含能源监测、数据报表与分析、节能管理、电能质量综合分析、能源流向与平衡分析、碳排放、能源看板、预警等功能模块的能源管理系统,实现了对园区能耗的实时监测和分析。

       实施成效:项目实现所有电、气能耗实时化信息化可视化管理,提升管理效率和管理细致程度。借助能源消耗数据分析合理安排生产,生产能耗降低了15%;通过工艺分析和改进,单位产值综合能耗 2023年较2022年降低了43.96%。能源管理系统在山河集团各分子公司进行推广,具有一定成效后在上游供应链配套企业进行推广。

       6)营销与售后-产品智能运维

       基于物联网基础平台,实现了主机作业数据的全生命周期采集,客户可通过祥云APP随时查看主机施工信息,提升客户远程监管能力,为客户提供便捷。集成AR/VR功能,实现设备运行状态的可视化展示和远程故障诊断。依托利用AI算法,对设备运行数据进行深度挖掘,建立故障预测模型。利用大数据技术统计服务数据,分析服务质量,助力服务监管。

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图8 基于AR/VR实现远程故障诊断

       项目解决的痛点问题:针对一些维修难度较高的故障,通过总部专家进行远程指导协助,缩短故障处理时间,提升服务效率。预防性维护通常基于固定的维护周期进行,可能导致资源的浪费或维护不足,通过数据分析预测设备故障,降低服务成本。经验丰富的技术人员的技能和知识难以有效传承给新员工,通过 AR/VR 技术,加速经验传承。

       项目采用的技术方案:平台架构采用微服务架构,前端采用响应式设计,支持多端访问。数据采集通过传感器网络、工业物联网等技术,实时采集设备运行数据,并通过无线网络上传至云平台。数据传输利用5G切片技术,为远程监控和故障诊断系统分配专用网络资源,实现数据的高速、低时延传输。数据安全采用加密传输、访问控制和数据备份等措施,确保系统数据的安全性和完整性。故障诊断采用机器学习算法,实时监测设备状态,预测潜在故障,提前制定服务计划。当设备状态异常或预测到潜在故障时,系统自动触发预警机制,通过短信、App消息提醒、主机端显示屏提醒等方式通知相关人员,确保及时响应和处理。将 AR/VR 技术与远程监控平台相结合,实现现场数据与虚拟环境的实时同步,支持高清视频传输、语音通话和手势识别等功能,远程专家可直接在视频流中进行标注指导,为远程协作提供沉浸式体验,提高故障诊断的准确性和效率。远程诊断通话视频记录和文件会自动存储在云端,支持视频记录的结构化存档。

       实施成效:服务派工成本降低12%,服务培训成本降低20%;24 小时服务完工率提升18%,故障平均修复时长缩短20%;线上服务派工占比超50%,促进配件销售提升8%。通过远程专家指导现场维修,可大量减少现场维修频次,减少差旅成本。依托公司全球布局近300多家营销及代理网点,可快速面向营销网络进行推广,推广成本低,应用见效快。项目实施以来,已有上百家政企单位到访考察交流,为行业输出示范经验。

       7)供应链管理-供应链计划协同优化

       采购员下发采购订单给到供应商,供应商根据订单需求确认并按要求送货,仓库收货后办理入库,再和供应商进行对账开票结算。

       项目解决的痛点问题:采购管理成本高,传统寻源方式效率低,供应商准入评估繁琐,设计变更频繁导致成本控制挑战。内控合规风险方面,采购链条线下环节多,监管空白大,易发生违规操作。

       项目采用的技术方案:搭建SRM平台,与T100、金蝶发票云、OA等系统集成,实现线上询源比价、合同电子化;建立供应链采购协同,实现从需求到订单、送货、收货、对账一站式管理协同机制。

       实施成效:严格把控供应商准入标准,实现供应商全生命周期管理,目前已开发供应商 8 千多家,所有供应商资料线上审核归档。开拓线上采购、物流询比价,目前线上采购询价7千多次,国际、国内物流询价9千多次。合同电子化管理,实现线上合同确认、签订、审批、归档,极大的缩短了合同签订和审批时间,实现无纸化报批,节约了由人工传递纸质报批文件的材料成本和工时成本。该系统的搭建经验与培训方法形成模板,向其他制造行业企业进行展示推广,目前已推广到了山河普石勒、山河特装等子公司。

       8)多环节模式创新-先进工业网络应用

       通过5G宏站与室分小基站全面接入设备、工程装备,利用5G网络切片技术满足工业场景下不同需求,实现多源异构数据的协议转换与边缘快速处理。项目极大提升了山河智能企业内外网络通信质量,形成了一系列针对生产车间、远程操控、施工现场等场景的解决方案,并构建了包含全生产要素的管理系统,实现制造资源的全面互联与高效配置。

       项目采用的技术方案:本项目基于5G的低时延、高带宽特性,结合MEC对远程控制指令、设备数据采集、视频监控码流的近端处理、编码解码、AI 算法等功能,结合山河智能的实际业务场景需求,在厂区内部署一套MEC边缘云(含UPF和MEP平台),为山河智能应用场景的实现提供高质量的信息基础设施。山河智能的部分业务数据通过分流模块本地分流至MEC平台部署的MES系统。

       实施成效:该项目实现了山河智能各园区之间各要素、各环节、各系统、各平台互联互通,实现了企业内业务数据、管理数据、运营数据、生产数据动态传输和智能处理。同时,基于山河智能企业内网,开展5G全连接工厂建设,实现现场生产资源实时精细管控、现场生产高度透明与产品全生命周期管理。该项目的建设一方面为山河智能带来了显著的经济效益,通过提高生产效率和产品质量,企业能够降低生产成本,提高市场竞争力。另一方面,促进了企业的创新,推动产品升级换代,满足市场的新需求。此外,山河智能5G全连接工厂的建设还能够带动相关产业的发展,如自动化设备、传感器、物联网技术等,形成产业集群效应,为经济增长助力。

       9)多环节模式创新-网络协同制造

       山河智能通过实施PLM产品全生命周期管理系统,打通业务数据流,实现以项目管理为主线的EBOM(设计)-PBOM(工艺)- MBOM(制造)-SBOM(服务)一体化配置管理,采用独特的号机生产管理方式确保数据准确性。

       项目采用的技术方案:打造统一的PLM设计协同平台、CAPP设计工具、数字化仿真平台,实现工艺的数字化设计。通过一体化BOM管理,一体化计划号机与设计变更,实现设计、工艺与生产计划的网络化协同。为实现系统集成,消除信息孤岛,实现100%BOM准确,山河智能从2021年开始启动该课题,目前绝大部分在产在研机型已经成功导入。2023 年在挖掘机事业部用两个机型进行了验证,一个是全新开发的,另一个是量产的,从三维设计到下游开立工单,BOM结构完全由系统自动抛转。

       实施成效:该项目实现了设计到制造的实时反馈,加快了车间产线上的工装、工序、工步反复调试和优化节奏,压缩了样机试制周期、节约了新品研发成本。同时,该项目促进了产业人才升级。围绕高端工程装备生产全过程智能化、企业提质增效和战略转型需求,实现管理数字化、研发数字化、制造数字化、服务数字化、产品数字化、施工数字化,构建全价值链“数字化”管理,从而实现运营管理优质高效、产品设计快速高质、计划精准调度、资源动态配置。

       3. 效益分析

       基于高端工程装备智能工厂的建设,山河智能取得了诸多效益。通过构建高端装备生态体系,使产品全生命周期(研发设计、生产制造、产品销售、售后服务等)发挥积极作用,使产品具备更强的针对性。通过消费数据搜集分析可精确把握消费者偏好和使用习惯,发现客户潜在需求。通过基于模型的研发设计,解决复杂产品的设计问题,将设计师、工程师、销售部门的数据搜集、整理、分析,通过模型参数的修正设计出更符合市场需求的产品,还可缩短研发时间,节约成本,抢占先机。 通过持续推进数字孪生技术应用广度和深度,提升数据种类和涉及流程,加快推进数据库建设,实现由虚到实的预测分析和实时控制,在公司内机加等其他应用场景进行推广应用。 通过优化现有焊接产线及仓储物流系统的协同效率,提升产线产能,推广智能化技术至超过3条不同产线;通过在威沃车间、桩工车间、挖机车间推广应用车间安全管控系统,降低综合管理成本,提高生产效率;通过面向服务网点批量化应用山河祥云智能运维服务平台,促进线上服务派工占比进一步提升至65%,综合服务成本进一步降低5%,24小时服务完工率提升8%,配件销售额提升12%。
责任编辑:吴星星
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