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“灯塔工厂”长啥样
2022-01-18 09:41:52来源:经济日报责编:韩东林

  走进位于河北省秦皇岛市的中信戴卡股份有限公司铝车轮六号工厂,铸造、机加、涂装、包装等一系列工序,在智能化生产的99台机器人操作参与下完成。

  “整个生产过程实现了数字化,关键流程可追溯,产品的整个生命周期都可以进行查询。”中信戴卡股份有限公司铝车轮六号工厂经理李志广说,自从企业开始推行工业化和信息化两化融合,中信戴卡的综合实力不断得到提升。

  2021年9月,中信戴卡入选世界经济论坛发布的全球制造业领域“灯塔工厂”名单,成为全球汽车铝制零部件行业首家“灯塔工厂”。“灯塔工厂”是由世界经济论坛和麦肯锡咨询公司共同选出的数字化制造与工业4.0的示范者,被视为第四次工业革命的领路者,代表世界数字化制造最高水平。从2018年评选至今,全球目前共有90家。

  这座“灯塔工厂”到底有何特别之处?

  转型瞄准“未来工厂”

  身处干净整洁的车间,听着舒缓动听的音乐,看着机器人挥舞着机械臂,铸造转运、自动铣毛刺、自动插拔塞等工序有序完成,一只只轮毂实现了从毛坯到成品的蜕变。很难想象,7年前,中信戴卡还在为如何向“智能制造”转型做着艰难抉择。

  作为奔驰、宝马、奥迪等国际一线品牌配套供应商,中信戴卡面临国内外同行业竞争逐年加剧、客户对产品的需求也在不断升级的挑战。如何在竞争中赢得优势?中信戴卡意识到必须从传统制造转向智能制造。但是,这样的转型需要改变的并非某个环节,而是要优化集成技术、工艺、流程、产品等多个方面。

  要做国内同行业第一个“吃螃蟹”的人,风险不可避免。在多方论证后,中信戴卡最终还是下定了决心。

  2016年,中信戴卡第一条智能生产线建成投产。“当时,我们想在人工智能、大数据和5G应用方面开展深入应用和探索,实现产品产量、质量和成本可预控,没想到在短短两年后变成了现实。”李志广认为,能够入选“灯塔工厂”,关键在于中信戴卡聚焦行业痛点,积极推动技术与产业深度融合,从而实现增产降本、提质创效、绿色制造。

  据介绍,入选“灯塔工厂”至少要满足三个条件:一是要以数字化生产为主,逐步实现从研发、采购、制造、物流、供应链和客户服务的全价值链数字化;二是要实现有效制造,能在关键运营指标上展现出卓越的改善成效,如生产效率、能耗、上市速度等方面;三是要可复制,能在多个工厂进行复制推广,推动其生产、管理、研发转型升级。

  在铝车轮六号工厂,中信戴卡打造了轮毂柔性、闭环的“智造”能力,实现了整个制造过程的质量管理,在实现智能制造的同时,环境、过程、产品多方面水平行业领先。与2018年投产运营之初相比,中信戴卡铝车轮六号工厂实现了生产成本降低33%、设备综合效率提升21.4%、产品不良率下降20.9%、交付时间缩短37.9%、能源使用效率提升39%。

  “环境像电子工厂一样安静整洁,过程像小溪流水一样欢快顺畅,产品像古典诗词一样优美”,这是中信戴卡对未来工厂的愿景,如今正在变成现实。

  智慧大脑“四化合一”

  铝车轮六号工厂项目总投资9.6亿元,年产轮毂300万只,80%以上产品为高端产品,是中信戴卡探索数字化转型的“集大成者”。企业以30年的经验技术为依托,打造出了一个高自动化、高数字化、高柔性化、高智能化的“灯塔工厂”。这个“四化合一”的应用,被称为工厂的“智慧大脑”。

  “入选‘灯塔工厂’,需要对产业的价值创造有较大贡献,在制造成本降低、生产效率提升以及绿色环保可持续等方面,需集成至少5个达到世界级领先的技术应用。”中信戴卡铝车轮六号工厂工程师赵强告诉记者,他们的世界级先进用例分别是数字化精益制造系统、AI赋能的智能质量闭环、高度柔性的自动化轮毂产线、全球X光智能评判管控中心、产品智能设计和制造仿真平台。

  通过数字化精益制造系统,熔炉的实时温度、冷却系统参数、机加工环节的刀补值等关键参数都可以数字化。

  在热工车间的数字化管控中心,记者看到,屏幕上显示着设备运转和关键工序的运行状态。通过安装在压铸设备上的传感器,中心可以实时采集和分析数据。

  “这个压铸智能联动调整项目由戴卡自主研发设计,能够根据铸机自身工艺状态或后续的质量检测结果,实时自动调整工艺参数,实现铸造设备的自我管控。”赵强说,压铸环节的自我智能调整,实现了传统意义上因铝液温度变化、机台中断、新上机模具调机等需人为调整向智能自动调整的飞跃,可降低机台20%人工劳动强度。

  “在目前未满产的情况下,每天自动调整1000多次,这也就意味着节省了上千次人工操作的时间,大大提高机台人员工作效率。”赵强说。

  从压铸线上出来的一只只银亮的轮毂“排着队”,进入X光工序“体检”。赵强告诉记者,中信戴卡首创的X光无损探伤人工智能识别技术,是行业内首次将AI识别技术应用到工业检测中,相对于传统检查模式,检查效率提高40%,减少80%人员干预,有效屏蔽了人为因素导致的效率损失和漏检风险。通过互联网5G+技术,可实现跨地域集中检测管控,为跨工厂减员增效提供解决方案,成为中信戴卡首个5G工业应用项目。

  柔性制造“千轮千样”

  汽车生产厂商小批量、快速上市渐成趋势,对上游零部件生产商的柔性制造能力形成挑战。为此,中信戴卡在铝车轮六号工厂进行了高柔性生产工艺的探索实践。借助数字化赋能的柔性制造系统,一条生产线可同时生产多种不同样式的轮毂,将最小生产批量从300件降到1件,使“一件订单”的定制化生产成为可能。

  在机加车间,赵强告诉记者,车间的数控加工部分配置了12组标准单元和12组混线自动化单元,是自动化、柔性化、数字化、智能化生产线。

  “不同于标准单元,混线加工单元可以实现多种尺寸、不同品种车轮的混线加工。”赵强说,轮型切换不需要频繁进行,大大提升了柔性化加工能力,节约了时间和人力成本。

  在涂装区,显示屏上,几只机械手臂灵活挥动,逐一进入的铝轮毂便被挨个喷涂上不同的油漆。该环节采用离线式粉末喷涂,不需要人为操作的同时,大幅提升粉末回收效率,使得粉末消耗降低30%。

  “基于二维码和视觉识别技术,能最多实现32种油漆同时在线喷涂,真正做到‘千轮千样’。”中信戴卡数字制造部副部长王辉说,该区域采用独有的“岛”式结构,突破了传统涂装刚性强的线式结构,由平面到立体,预处理、底粉、漆线、亮粉以及定制化中心可以根据需求随意组合,多涂层工艺一次性喷涂完成,极大提高了产线的柔性。

  中信戴卡铝车轮六号工厂70%以上的智能设备由企业自主研发制造,整体制造水平领先行业5年至10年。目前,铝车轮六号工厂的相关成熟经验已开始在中信戴卡全球多个工厂推广复制,并将在中信集团旗下先进智造、先进材料领域的其他子公司进一步推广,推动生产、管理、研发转型升级,实现高端化、智能化和绿色低碳发展。(陈发明)

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