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今日头条丨三一“智”造抢跑风电平价时代!

2020-05-11
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随着“云平台、大数据、物联网、移动支付”及AI的飞速发展,新技术给传统制造业插上了“智能高效”的羽翼,向着工业4.0方向不断迈进。同时,在“中国制造2025”的战略背景下,作为国家经济命脉之一的能源电力工业转型也被赋予了更深层次的含义。
作为既融合了传统工业制造,又依赖于数字化设计的新能源行业,风电在我国“清洁低碳、安全高效”能源体系转型中起到重要的作用,风电设备制造也成为电力工业智能化转型的重要组成部分。

红利消退

20世纪90年代,中国制造以劳动密集型产业崛起,依托“人口红利”拿下“制造大国”称号。
然而时至今日,我们仍不是制造强国。彼时对劳动力资源的过度依赖,暴露出低端产业多、资源消耗大的弊病,并凸显于各行各业。随着人口红利逐渐褪去,以及由此而引发的生产成本逐年上升,在能源行业尤其是电力制造业中愈发尖锐,并时刻敦促着我们通过先进的技术方式来进一步提升产值和效益。
另一方面,不同于以往可再生能源“躺着就能赚钱”的高光年代,随着风电标杆电价的逐渐下降、国家补贴的退出以及风电平价时代的到来,可再生能源的政策红利正在逐渐消失。而更高的性能要求,更低的成本控制,是平价时代对风电装备制造企业提出的更高要求和挑战。
甚至,对于风电设备生产企业而言,近年来在风机生产周期中原材料、供应商生产、车间装配、贮存运输、吊装调试等环节的资金使用成本已经超过了风电机组制造商的利润,降本增效迫在眉睫。
从以上种种来看,风电红利已逐渐消退,通过智能化手段来分析和挖掘风电制造中的低效环节,并通过创新技术来优化和进一步提升设备生产效率就变得尤为紧迫和必要。

抢 跑

2019年3月,三一集团总裁唐修国在博鳌亚洲论坛上解答了“数字化、智能化能给重型装备制造带来什么”的问题。唐修国说,2011年,三一完成了1000亿销售额,拥有7.3万名员工;但在同样接近1000亿销售额的2018年,三一的员工只有2万人。如此大的变化,靠的就是智能化与科技创新。

 

作为三一集团旗下的风电版块,三一重能有限公司的生产体系也是智能制造的核心部分之一。经过1年多来的变革,三一重能的风电装配制造,已经构建了先进的流水生产线,对生产设备的自动化、数字化也投入了巨资改造。与过去相比,生产人员的劳动强度大幅度减轻,生产效率也提升了1倍以上。
可以说,在风电行业平价上网越来越近的当前,“智能制造”是三一重能抢跑“平价时代”的一大重要举措。

 

 

从设计到生产的全流程变革

站在产品设计角度,三一重能从设备零部件供应、车间生产、风场吊装、运维检修,直至最后风机退役的全生命进行精细化设计和有效评估,确保风电设备全生命周期的优质水平。
另一方面,早期1.5-2MW机组每款机型在市场上能保持5~6年的寿命,但如今2.5-3MW机型可能仅有2-3年的寿命。这意味着,传统的固定生产线已经无法满足当前风电设备快速迭代的需求。针对此情况,三一重能建立了柔性生产线来满足不同机型的生产,并集合先进的生产设备——装配机器人、运输机器人来提高柔性生产线的精准与效率。

 

更重要的是,三一重能还积极借助信息化时代的优势,在生产车间导入自动化制造模式,优化运行系统,提升设备生产制造能力。尤其是以下“生产记录系统”、“自动检测系统”、“自动报警系统”等自主化生产系统的应用,很好的应对了机型迭代快、品种多、高质量、低成本方面的压力与挑战。

三一重能生产设备状态管理
生产记录系统:可自动建立每台风机的生产档案,如物料清单、人员作业记录、关键参数记录、质量检验记录等,最大限度减少了人为记录的差错,并且这些档案在风机的生命周期内一直保存,能够实现全生命周期的质量追溯。
自动检测系统:可有效检测零部件、装配在制品及成品的质量,实现风机出厂前的各项调试和检测。
自动报警系统:可以有效识别生产异常(如力矩值、轴承安装温度、生产设备稳定性等)。

三一重能生产管理数字化界面

大数据驱动“智”造再升级

在以往我们讨论何为“智慧风场”的时候,笔者曾经就该问题与三一重能沟通。三一重能认为,基于大数据的运维管理和决策的智慧化,以及由此而形成的一整套数据、工具、管理体系,才是“智慧风场”的标准(文章链接:数据即资产,“智慧风场”成为竞价时代新风口)。
如今看来,风电制造亦是如此。
工业大数据的本质是“数据驱动工业升级”,即通过大数据分析服务于研发与制造环节的创新,从而推进产业进行一轮的迭代升级。

正是对于“工业大数据”的倚重,使得三一重能汇集了风电设备生产过程中的各种数据,并对基础数据进行二次开发,开发出诸如“风机分析评估系统”、“生产数据分析系统”等实用型生产系统,保障产品的质量与可靠性,以及有效的装配效率。
同时,利用生产数据分析系统,三一重能将精益制造的理念通过数字化手段精确挖掘分析,窥探生产制造过程中的短板与瓶颈,然后回溯至工艺部门进行消缺改进,之后再次将优化后的生产数据进行分析挖掘……如此循环往复,使三一风机制造效能得以大幅提升。

三一重能风场的智慧SCADA系统

可以说,从风机设计到生产、再到运行和运维,三一重能搭建了一整套基于大数据分析并持续更新迭代的智能化制造流程。而设计智能化、制造智能化、大数据分析以及运维智能化,将成为三一重能智能制造落地的四大支撑。

溯 源

能在一年内建立起数字化制造体系,三一重能的“智造”基因源自哪里?
2015年,三一集团入围工信部“2015年智能制造试点示范项目名单”。作为工程机械行业入选企业,三一集团立足机械制造行业领军企业的高起点,大力推进智能制造,并积极探索互联网+工业的新型生产模式。以位于长沙的亚洲最大最先进的智能化制造车间“18号厂房”作为鉴证,为国内工业制造业转型提供了不可多得的经验和借鉴。

值得一提的是,基于大数据建立的三一“根云”平台已经是中国三大工业互联网之一。立足于集团的高起点,三一重能充分利用“根云”平台大数据共享与分析机制,用信息技术对制造业进行升级,利用SAP、PLM、SCM等数字化管理工具实现了生产经营的精准调度和精益运营。
“品质改变世界,智造引领未来”在可见的未来,基于大数据的智能化生产调度,将带给风电制造带来更加高质量的提升,而三一重能也计划纳入人工智能(AI)科技成果,实现其在风电行业的技术转化,以此来实现风电装备制造流程的不断改善与提升,进一步夯实风电设备的品质与价值。
 

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