西电西变打造超（特）高压变压器数字化车间

    3、项目实施与应用情况详细介绍

    图2 变压器数字化工厂方案

    针对变压器制造过程中电气和机械结构的复杂性，变压器制造工艺的特殊性，西电西变结合数字化、网络化、智能化制造技术和对变压器数字化制造技术、数字化工厂/车间应用研究，创新性地提出了超（特）高压变压器数字化制造解决方案指导项目的实施，确保项目达到预期的实施效果。。西电西变“超（特）高压变压器数字化车间”项目总体框架分为5层：

    第一层为基础设施层，主要包含物联网，工业安全防护等基础保障，为上层的系统提供基础支撑。

    第二层为系统应用层，主要为数字化工厂的生产经营提供业务和数据层面的支撑，包含计划管理、采购执行、物料配送、远程服务等

    第三层为生产执行层，作为数字化工厂的核心，作为智能制造的核心体现，包含了关键的生产过程的自动化和智能化，包含数字化的油箱生产线，自动化的铁芯剪切线，及检验、试验的数字化。

    第四层为技术层，包含三维设计、三维工艺、仿真分析计算、可视化等为数字化工厂提供技术支撑。

    第五层为决策分析层，通过大数据技术，收集工厂运行生产过程中的数据，为企业的经营决策提供数据支撑。

    “超（特）高压变压器智能制造数字化车间建设”项目主要包含11个模块，包括：异地协同数字化虚拟产品设计平台；基于优化的仿真虚拟数字化车间；精益生产管理系统；高效供应链管理系统；变压器数字化车间系统；产品质量管理系统；制造装备在线监测、故障诊断与预警系统；产品运行在线监测、故障诊断与预警系统；变压器专家系统；智慧能源管理系统；远程数字化用户服务中心系统。

    本项目主要应用领域涉及到变压器的设计、工艺、加工、装配、检测、质量控制、物流传送以及客户服务等全生命周期过程。

•     通过异地协同数字化虚拟产品设计平台实现设计的异地协同，以及设计生产制造的并行协同；
•     通过基于优化和仿真的虚拟数字化车间技术进行工艺的优化与仿真，以及车间布局的优化仿真；
•     通过现有产线数字化改造，引进数字化制造装备，提升关键车间与工序的数字化制造能力；
•     通过三维可视化装配实现装配的可视化、以及装配干涉的检查，以及装配路径的优化，生成装配指导手册；
•     通过数字化检测实现变压器关键工序的检测与数据的传输与存储，方便进行质量分析和信息追溯；
•     通过物联网技术实现高效供应链管理，提高企业内部物流配送效率，打造供应商、客户协同工作平台；
•     通过远程在线监控与故障诊断实现变压器的远程诊断、故障检测与预警服务。

    1）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；

    重点研究异地协同数字化产品设计平台构建，包括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，异地协同数据库等内容，支持产品虚拟样机设计；

    建立基于PDM系统的研发项目管理平台，对项目过程中的文件资料库、项目计划、报表、资源等进行统一管理，实现多部件的协同设计，同时将项目进展与资源利用通过报表的形式展现出来，便于进行实时监控和管理；

    重点研究异构信息系统应用集成方案，以PDM系统为基础平台，基于MBD的技术集成整合三维CAD、三维CAE、三维工艺、虚拟现实等系统，并与ERP、MES系统进行无缝集成，实现对产品设计过程，产品设计规范、标准、经验等知识进行统一管理，实现知识复用；

    建立仿真分析平台，在产品设计过程中全面进行三维电磁场、温度场、结构、强度、疲劳、抗震、流体、噪声的有限元分析，形成设计—分析—设计的良性循环，实现设计分析一体化运作。

    图3 异地协同数字化虚拟产品设计平台总体架构图