8月25日上午，在東方電氣集團東方汽輪機有限公司（以下簡稱東方汽輪機）葉片加工數字化車間里，隨著一鍵啟動，AGV小車、機器人、數控加工中心等一系列智能設備，在數據驅動下智慧運行，標志著國內首個葉片加工無人車間及首條黑燈產線正式投運。據悉，這里也是2022世界清潔能源裝備大會展示的示范應用場景。
國內首條葉片加工黑燈產線
24小時無人干預連續加工，毫秒級精準定位，40秒內智慧供料，加工精度達0.03毫米，質量合格率達99%，人均效率提升650%……一個個驚人的數據在這個車間被不斷刷新。
自2021年底啟動建設，東方汽輪機僅用8個月時間就全面建成了這個超級智慧工廠，實現新一代信息技術與先進制造技術深度融合。無人車間中的壓氣機葉片生產線，是目前國內唯一、全球領先的葉片加工黑燈產線，5G、工業互聯網、數字孿生、機器視覺等先進數字技術廣泛應用于此。項目建成后，整個產線員工從40人減少到8人，設備利用率達到90%，能源利用率提升47%。
全自動三坐標監測
黑燈產線誕生大國重器“中國芯”
在這個超級智慧工廠中，制造加工出了諸多大國重器的“中國芯”。重型燃氣輪機被譽為裝備制造業皇冠上的明珠，其中壓氣機葉片是最為關鍵的核心部件，它的制造精度要求極高，堪稱明珠上的鉆石。這樣世界級高精度的葉片，就是在無人車間黑燈產線加工而成。
黑燈狀態下產線機器人依舊高效運轉
黑燈產線，也稱為智慧產線，無人干預便能全自動運轉。葉片黑燈產線包括一條F級黑燈產線和一條J型黑燈產線，以數據驅動智能物流配送、機器人協同、自適應加工、在線檢測，實現了產線集群數字控制新模式。其產出的葉片廣泛應用于F級和J型重型燃氣輪機，特別是J型黑燈產線燃機葉片的加工精度直接升至0.03毫米，相當于一張A4紙厚度的1/3，達到世界頂級水平。
如今，東方汽輪機自主研制的國內首臺F級50兆瓦重型燃機G50商用機的壓氣機葉片，已經在黑燈產線高精度加工完成，打破了國外技術壟斷，為我國高端能源裝備給出了“自主”的新選擇。而難以想象的是，兩年前，這樣的葉片設計和制造都還依賴進口。在這里，還將繼續加工出像G50這樣大國重器的“中國芯”。
“黑科技”點燃24小時智慧運行新引擎
在這個超級智慧工廠的葉片加工無人車間里，通過全流程技術革命，全面實現柔性集群控制、多系統自主交互識別、多源異構數據實時分析。整個流程不僅有黑燈產線，還匯聚了數字孿生、智慧倉儲物流、生產數據中心等多個智慧單元，滿滿的“黑科技”保證了全流程24小時無人干預、智慧運行，創造了高端能源裝備行業的“四個首次”。
產線機器人放置完工葉片
首次實現葉片加工設備大規模集群控制。突破葉片加工設備單元式控制局限，黑燈產線集成19臺五軸加工中心、8臺高精度雙驅五軸數控加工中心及4臺六軸機器人。在產線柔性控制系統的指令下，機器人自動抓取物料，柔性裝夾，加工中心協同運轉，實現全自動加工。
首次實現數字孿生技術大規模應用。兩組總長達36米的高清大屏幕，在車間里組成了一條大型數字孿生長廊。左側屏幕是黑燈產線的實時監控畫面，而右側則是黑燈產線的同步虛擬世界。通過數字孿生技術，產線30余種葉片加工調試僅需要10分鐘，產線故障率也將由原來的5%下降至1%。
首次實現葉片加工智能轉運。新建成的全方位智能倉儲物流中心占地2700平方米，擁有2240個智能貨位，可存儲葉片6萬余支。在“5G+智能倉儲物流”應用下，葉片能在毫秒級時間內完成被定位，僅需40秒就可以從任意貨位出庫，庫位周轉效率提升8倍。“無人駕駛”的12臺AGV小車在二維碼的智能引導下，向全車間所有工位進行精確供料。
首次實現全價值鏈數據驅動。葉片加工產線上雖然沒有生產工人，但在車間的“智慧大腦”——生產數據中心，管理人員正實時監測生產數據，準確掌握車間運轉情況，在工位上就高效完成了全車間的生產調度。海量數據實時采集、智能分析不僅應用在葉片無人車間，還連接至公司數字集控中心，驅動生產制造數字管理，實現從數字訂單、產品設計、生產計劃調度、物料管理、制造執行監控到質量管控的全價值鏈數據驅動。
從“數字化”到“數智化”的跨越之路
2021年12月大型關鍵設備實現少人無人值守；2021年12月實現基于5G技術的焊接設備數據實時采集實現焊接過程精準溯源；2022年3月自主開發“智云創源”智慧平臺，完成5家電廠、10臺機組部署；2022年4月開發實踐汽輪機數字總裝技術，應用于9臺機組，開啟總裝新紀元；2022年8月建成國內首條葉片加工黑燈產線……
產線機器人自動識別葉片
東方汽輪機深度融合信息技術與產品技術，給汽輪機機組裝上“智慧大腦”，在榆能橫山、華電萊州、光大蘇州等項目中，實現了在線實時監測、故障診斷與預警、一鍵智慧啟停等功能，為用戶提供了附加值更高的智慧產品。同時，基于人臉識別技術，從一卡通到“一臉通”，東方汽輪機邁出智慧園區閉環管理的第一步……（圖：劉崗）
