东方电气大型电站汽轮机核心叶片数字化工厂实践

    2、项目目标及实施原则

    项目目标：

    以东方汽轮机近期和长期发展战略目标为基点，结合东方汽轮机的生产特点，建立包括生产运行管理、设备集成运行支持等功能在内的数字化制造系统，实现生产过程透明化、生产管理精细化、生产控制实时化、生产决策科学化和生产过程绿色化的目标。

    实施原则：

    采用了以下4个原则进行东汽叶片分厂的数字化车间设计，具体包括：

    ①与东方汽轮机长远发展战略紧密结合。为了更好地推进企业数字化建设，东方汽轮机叶片数字化车间工程的规划应以技术创新为核心，以高新技术为手段，紧紧围绕企业长远战略目标。促进企业充分利用信息技术，加快以信息化带动工业化的进程，充分利用企业已有的投资，制定出符合企业实际情况的规划方案。

    ②技术前瞻性、方案可行性、系统实用性、实施指导性原则。总体规划应当指导企业今后相当长一段时间的信息化建设，因此选择的技术应具有一定的前瞻性；同时，规划还要立足现实，考虑企业现在的实际情况，因此，规划方案应具有良好的可行性和实施指导性，系统功能应以实用为主，不强调过分超前。

    ③可持续发展的原则。数字化制造是一个动态的进程，系统的实施过程是一个逐步调整和逐步扩充的过程。因此系统规划应特别重视软硬件系统的接口，重视整个系统建设和企业发展需求的协调同步，重视数字化制造建设对信息技术和先进制造技术等高新技术动态发展的适应性和兼容性。

    ④有所为有所不为、突出重点的原则。企业投入的资金、技术力量有限，根据企业发展和数字化制造现状，本规划将对在相当长一段时间内预计能够满足企业发展需要的生产和管理环节不作规划。

    3、项目实施与应用情况详细介绍

    1）规划方案

    ①整体规划方案

    图2 整体方案

    分析汽轮机叶片制造面临的问题，找出其中在设计、工艺、制造、服务等环节需要强化的点，基于上述4方面设计原则思想，重点设计出面向大型电站汽轮机叶片数字化车间集成应用系统方案，该方案立足于“基于三维数字化的叶片产品与工艺设计平台”、“基于机器人和传感系统的智能化焊接与抛磨应用平台”、“叶片制造数字化车间制造执行平台”以及“叶片MRO过程精细化管理平台”等四大平台系统的开发和建设，突破大型电站汽轮机叶片的设计与工艺、生产制造、管理服务等产品全生命周期核心业务智能制造技术，建立起一个面向大型电站汽轮机叶片数字化车间集成应用平台。

    ②系统架构

    图3 系统架构

    东方汽轮机已整体实施ERP（SAP）系统，对企业制造资源、采购、财务等进行整体管理，在叶片分厂实施MES模块作为车间执行层的管理系统，逐步实现并取代分厂现有EXCEL服务器现有的功能。如图3所示为叶片分厂数字化车间系统架构，打通现场控制、生产业务和企业管理三层脉络，通过设备采集和人机交互获取现场生产数据为MES提供支持；通过建设高效工业以太网保障数据传输；通过对关键制造资源进行统筹管理，精细化管理车间关键资源；通过引入工作流引擎，串联叶片分厂现有系统的业务逻辑；通过建设企业仪表盘和各类报表分析展示，在第一时间将车间动态反馈给生产指挥者，保障快速科学的做出决策。

    ③系统功能设计

    图4 系统功能设计

    根据汽轮机叶片实施数字化工厂的总体需求，规划的总体功能体系结构如图4所示。按照功能的管理目标进行划分，系统可分为5大的功能集合，具体包括系统管理、生产管理、生产资源管理、生产跟踪与追溯、设备集成运行支持和管理中心，每个功能集合包含了相应的功能模块和功能子模块。