进入21世纪,智能制造作为新一代信息技术与先进制造技术深度融合的新型生产方式,已然成为新一轮工业革命的核心驱动力。从自动化生产线到智能机器人,从大数据分析到物联网技术,从机器学习到人工智能的运用,智能制造正在不断推进传统制造业进入一个更加智能、高效、可持续的制造新时代。
2017-2023年,中国科协智能制造学会联合体(IMAC)连续开展“中国智能制造科技进展案例研究”,共遴选出70项“中国智能制造科技进展”案例。成果领域涵盖高档数控机床与基础制造装备、工业机器人、汽车、航空航天、新一代信息技术、纺织、轨道交通、船舶及海工装备、能源装备、工程机械、农业机械、纺织、建筑焊接等制造业重点领域;技术领域涉及工业物联网平台、大数据管理系统、人工智能技术在工厂应用、智能制造设备、柔性智能制造产线、云制造系统、智能工厂、大规模定制平台等。
近期,我们将展示智能制造的科技成果和创新应用,感受智能制造带给制造业的变革与创新。
燃气轮机全寿命周期一体化关键技术研究与应用
长久以来,西方发达国家对燃机相关核心技术实施垄断,迫使我国长期依赖进口,严重制约我国燃机产业的发展。为打破我国燃气轮机关键技术受制于人、长期依赖进口的不利局面,解决燃机关键技术研发、核心部件加工制造等难题,探索如何利用数字化技术,推动燃机研发设计、生产制造、试验验证、服务保障全业务链的数字化转型是必经之路。
中国船舶集团有限公司第七〇三研究所成立了中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司,通过近十年的数字化工厂建设实践,解决了数字化转型过程中的一系列难题,打造了数据驱动、人机协同、物物互通、虚实互联的数字化工厂,实现了研发过程可视化管控,工厂业务流、数据流、资金流的有效集合和全方位管理,各信息系统无缝集成,主营业务信息共享,大幅缩短了燃机的研制周期,提升了产品质量,为船舶动力装备的发展奠定了坚实的基础。现已建立一套先进的基于MBSE的燃气轮机数字化研发体系,全面打通从需求、设计、验证到确认的数字化研发流程,流程过程要素数据全面丰富,实现商用、自主研发工具以及下游系统的深度集成与应用。实现了全集成的数字化精益制造管理,网络化、数字化、无纸化的执行控制,并通过结构化工艺数据,形成产品知识积累。打造了数字化试验业务管控平台,集中管控燃机研制所需的整机、部件、分系统、结构强度等试验台,开发20余种数据分析算法,进行试验件性能分析,提高试验数据后处理效率。研发了基于工业大数据平台的燃气轮机远程故障诊断与专家支持系统,攻克了燃机实时自动异常检测、健康评估等技术难题,实现燃机的运行状态监测、故障预测、故障诊断、风险评估和远程决策支持。
在数字化研发方面,燃机全型号实现数字化研发,研发流程40%以上实现数字化管控,制定船用数字化标准规范7项,研发数据贯穿设计、制造、试验、保障全寿命周期,具有良好的显性化、规范化、系统化特点,全面实现基于模型的设计,通过研发、设计、制造一体化协同,大幅提升设计重用率,缩短产品研制周期30%以上。
在数字化制造方面,通过PLM、MES、DNC等系统集成实现物物互通,数控设备联网率100%,工艺和电子指导手册在线浏览,生产进度实时可控,过程质量数据完整可追溯,制造结果及时反馈研发以提升设计质量,提升产品良品率20%,提升生产效率33.5%,质量可追踪率达100%。
在数字化试验方面,规范燃机试验业务,实现对燃机试验过程的可视化管理及大数据分析挖掘等,提升了数字化试验能力,提高试验效率和质量。在试验频繁期,可缩减人工数据监控任务50%以上,提高管理人员效率20%以上。
在数字化服务方面,建设燃机远程故障诊断与专家支持系统,管理132台燃机发电机组/压缩机组,覆盖海上油气开采、工业发电、天然气管道输送等工业领域。在2022年至2023年间,发现并确认机组异常事件61项,包括故障预测39次,故障检测22次,涵盖燃烧、滑油、燃料、传感器及振动等多种类型故障。其中,23次异常事件的发现有效规避机组异常停机事故。
在新技术应用方面,应用数字孪生技术进行虚拟仿真迭代,降低试加工成本,缩短调试周期,通过关键工艺仿真提升产品一次通过率30%。
2016年-2023年间,中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司持续深化燃气轮机数字化工厂建设,加速新一代信息技术与燃气轮机研制各阶段的融合,多次入选工信部、能源局等部门评选的优秀解决方案和试点示范项目,形成了较好的示范效应。龙江广瀚公司建设示范工厂,开展新一代信息技术在装备制造业的应用场景探索与实践,通过建立产业联盟等形式,邀请各地希望进行数字化转型的企业到现场参观交流,向其介绍转型方法、路径与经验教训,促进共同发展。引领创新产品和服务,打造全流程数字化管理体系,促进燃气轮机产业链协同等新产业发展方向,推动产业链上下游企业实施数字化转型,实现燃气轮机产业升级。
来源:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4MTQxOTQzMw==&mid=2650304270&idx=1&sn=5e2dee2e0647ad6e0121c3d1569d4f67&chksm=879982c8b0ee0bde66c6711d17c08dedbcf6f4a4d4530ad7a7e42b18795ea26732224574bc8a#rd