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  • “黑灯工厂” 机器人造机器人 看兆丰机电如何实现万物互联

      编者按:全省数字化改革大会提出,要全面推进数字化改革,努力打造“重要窗口”重大标志性成果。当前重点任务是加快构建“1+5+2”工作体系,搭建好数字化改革“四梁八柱”。其中“5”即5个综合运用,包含“产业大脑+未来工厂”等核心业务场景。浙江新闻客户端今起推出《数字化改革在基层》之“未来工厂看未来”栏目,首期关注智能化生产。

      巨系统、自组织、超柔性,传说中的未来制造业,究竟是怎么样的?

      牛年新春,当我们走进中国汽车轮毂轴承单元行业龙头制造企业——浙江兆丰机电股份有限公司时,答案已浮现在眼前。

      “1997年公司成立、2001年开始数字化、2014年机器换人、2018年建设数字大脑、2019年5G全厂赋能、2020年新一代智能工厂投用、今年谋划布局航天航空、地铁盾构等的轮毂轴承‘卡脖子’技术……”董事长孔爱祥讲述“兆丰简史”,就是一部传统制造业全面拥抱智能制造的进化史,更是一部企业迈向“隐形冠军”之路的攀登史。

      “未来工厂有三个关键词:场景、连接、业务。”孔爱祥带着我们走进车间。

       关键词一 场景

      “黑灯工厂”

      机器人造机器人

      来到兆丰三厂的车间,一种“冷清”感扑面而来:只闻机床轰鸣声,却鲜见工人身影。孔爱祥告诉我们,大年初四工厂就已经开工。这让我们更感疑惑:偌大的车间,既然已经开工,为何见不到忙碌的工人?

      “我理解的‘未来工厂’,首先要有场景化应用。”孔爱祥边走边解释,场景就是一桩桩、一件件摆在企业实际生产过程中的困难。比如,最典型的“场景”就是当下:新春伊始,大部分制造企业都要经历一年一度的招工难、用工贵。显然,“兆丰”早已无须为此担忧。


     
      车间里,几台搭载着加工好的轮毂轴承的AGV(自走式车辆)来回穿梭。它们到目的地将身上的产品自动卸下,又立刻调头前往下一个点。早上9时,正是忙得不亦乐乎的时候。除了搬运,小车还能对物料进行打包。这样的无人搬运小车,仅这一个分厂,就有百余辆。

      产品和物料在装卸、搬运、打包全过程中的自动化,可以在一定程度上解释车间的“冷清”,那操作工总少不了吧?带着疑问,我们顺着孔爱祥手指的方向,朝生产线看去:在1号生产线尽头看到一名车间工人,不过他手头忙活的并不是加工,而是忙着质检。

      真正“干活”的是一只只智能机械手。这些机械手辗转在三台数控机床之间,这头刚把物料摆放到机器上,其后便有条不紊地抓取新的物料,将其翻个身,又顺势放置到另一台机器上。轮毂轴承单元十分沉重,如果由人工来完成这一步骤,不仅需要大量人力,而且万一手滑酿成工伤,会给企业和工人都带来不必要的损失。

      “通过编程,智能机械手可以完成多种预期的作业,我们一条生产线只需一名工人,甚至实现一名工人负责四条生产线。”孔爱祥向我们透露,如今占地75亩的三厂区,总人数不到100个,却创造了3亿元的年产值。

      数字化仓储配送、自动化制造,“冷清”背后彰显的是生产车间对人员、流程做“减法”后的生产智能化。在兆丰机电,正演绎着“黑灯工厂”机器人造机器人的真实场景。

       关键词二 连接

      “工业大脑”

      让数据产生价值

      “第二个关键词是连接,是万物互联。”孔爱祥带我们来到兆丰的数字工厂管理平台“兆丰数据中枢”大屏幕前,“通过人、机、物的链接,打通各个信息系统的底层数据,完成运营全过程数据集成,建成兆丰工业大脑。”

      一件标准的汽车轮毂轴承,离不开各种零部件产品的“八方支援”。那么,按照生产进度,需要采购哪些零部件?各采购多少?这个略显费劲的问题,对有了“工业大脑”的未来工厂来说只是小菜一碟,不仅供货商名录一目了然,而且品名、数量也尽在掌控。



      正当我们为采购的智能化竖起大拇指时,大屏上突然跳出车间设备的报警信息。原来,通过5G的设备互联,车间犹如有了发达的“神经系统”,工业大脑能即时汲取所有信息并做出反馈,车间里的大事小事透明可见,可疑的蛛丝马迹无所遁形,产品合格率不在话下,生产效率也大大提高。就连公司客户,也多了一双可远程在线监测其产品的关键生产环节、了解生产进度的“千里眼”。“尤其在疫情期间,工业大脑起到了很大作用。”孔爱祥说。

      而最新连接上“工业大脑”的,是公司的智能产品“免维护轮毂轴承单元”。“这是一个直击大货车痛点的产品。以前,大货车的轴承轮毂单元需要拆开检查,一年起码两次。而我们的智能轮毂单元能从温度判断内部情况,温度正常就不用拆开来看,一旦温度过高会立即提醒司机进行保养。”孔爱祥介绍,产品的使用数据反过来也将指导设计生产。

      单纯投入高性能设备,为生产效率带来的贡献越来越受局限;工业产品的生产,是一个“巨系统”,只有从系统上进行变革,才能进一步激发生产潜能。孔爱祥介绍,眼前的这个融合了供应链管理系统、企业资源规划、客户关系管理等业务系统,专家知识、机理经验、文本等离散信息,能耗环境监测、地理气候等实时数据的“工厂大脑”,通过发现、采集、分析数据,优化配置设计、供应、制造和服务资源。“以智能驱动创新,让数据产生价值。”

       关键词三 业务

      “数字孪生”

      练就硬核实力

      “第三个关键词是业务,是市场竞争力。”无论是“黑灯工厂”,还是“工业大脑”,最终的目的只有一个:让企业练就一身硬核实力。

      一抬头,我们看见工厂外墙上,写着一幅标语:“最高品质、最低成本、最短交期”。“这就是我们20年来孜孜不倦追求‘未来工厂’的内生动力。”孔爱祥说。他指着展厅里的一件毫不起眼的农机轴承单元,骄傲地宣布:“这家伙刚刚击败了欧洲某世界一流品牌。”

      春节前,一场由第三方机构举办的全球农机轴承单元寿命“比武”拉开帷幕,共有十几家企业参加这场农机轴承的“拉力赛”台架试验:轴承在测试台上不停旋转直至损坏。春节假期前,其他农机轴承纷纷报废退场,只剩下“兆丰”与另一家欧洲某世界一流的轴承企业的产品继续PK。“春节期间,对手也报废了,转了1000多个小时,我们的轴承完胜。不过,第三方机构希望测出它的最终寿命,所以它还在台架上转,到现在已经转了1500个小时。”

      我们忍不住打探其中的奥秘,孔爱祥道出了门道——“数字孪生”技术在淬火工艺中的运用。淬火,是汽车轮毂轴承制造的重要工序,决定着轴承的硬度。如何在不做破坏检测的前提下,检验产品淬火硬度?兆丰机电通过20多年来积累的大量数据,蹚出一条新路。

      “1秒钟、27个点、32万次云计算,通过对监测数据的分析,我们为它创造了一个数字版的‘克隆体’。”孔爱祥解释说,产品自身的实时状态、外界环境条件,都被复制到“克隆体”身上,再通过对淬火工序的动态仿真,使得产品的硬度、硬化层深度发生改变,从而提升其品质。

      而这正是其能与世界一流企业比拼的底气所在。尝到了数字孪生带来的甜头,如今兆丰机电已经将此技术应用到所有型号的产品中,有效地提升产品的可靠性和可用性,并降低产品的研发和制造风险。 记者 方臻子 见习记者 任明珠

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