電機是工業(yè)的心臟，怎樣才能使這個心臟更加強勁?在11月1日舉行的2018中國智能制造系統(tǒng)解決方案大會電力裝備行業(yè)解決方案分論壇上，上海電器科學(xué)研究所(集團)有限公司智能制造事業(yè)部總經(jīng)理、國家中小型電機及系統(tǒng)節(jié)能工程中心高級工程師劉憬奇對我國電機行業(yè)智能化的現(xiàn)狀、電機行業(yè)智能制造系統(tǒng)解決方案，以及電機行業(yè)未來的發(fā)展趨勢進行了深度探討。

離散型制造導(dǎo)致痛點頻現(xiàn)

劉憬奇介紹道，電機行業(yè)在我國屬于典型的離散型制造模式。目前，該行業(yè)80%以上為多品種、小批量生產(chǎn)模式，實際的供應(yīng)鏈規(guī)模超過千億元。在歷史上，我國電機行業(yè)系統(tǒng)繁多，系統(tǒng)間無數(shù)據(jù)接口，信息孤島林立，信息共享困難;此外，電機行業(yè)還存在功能過于單一，系統(tǒng)集成工作量大，導(dǎo)致反復(fù)投資問題的出現(xiàn)。目前，我國電機行業(yè)運維難度越來越大，系統(tǒng)維護費用高、收益低、風(fēng)險大。

總體來看，目前，電機行業(yè)智能化水平不盡如人意，主要表現(xiàn)在：高端設(shè)備投入不足，工藝水平存在較大差距;缺乏高端人才和技術(shù)團隊，行業(yè)創(chuàng)新能力欠佳;行業(yè)研發(fā)平臺作用發(fā)揮不充分，基礎(chǔ)技術(shù)研究薄弱。這些潛在原因?qū)е挛覈姍C行業(yè)企業(yè)的盈利能力普遍不強，大部分制造技術(shù)處于工業(yè)2.0階段，數(shù)字化車間、智能物流體系很少。

此外，我國電機行業(yè)還存在著幾個痛點，主要包括：缺乏精益生產(chǎn)管理理念，信息化水平低、數(shù)字化能力欠缺;產(chǎn)品需求個性化，電機制造趨向柔性生產(chǎn)，但規(guī)劃技術(shù)落后;生產(chǎn)裝備落后，機械化、自動化水平較低;勞動力年齡結(jié)構(gòu)不合理，偏老年化;勞動力整體素質(zhì)低下，勞動力成本居高不下。劉憬奇認為，這些問題的存在，桎梏了行業(yè)的進一步發(fā)展。為了行業(yè)向更高層次發(fā)展，需要對電機行業(yè)進行一個整體梳理，從各個薄弱環(huán)節(jié)擊破，從而促進行業(yè)的新發(fā)展。

腳踏實地 從工藝到算法持續(xù)推進

劉憬奇詳細介紹了我國電機行業(yè)在構(gòu)建智能制造系統(tǒng)解決方案方面所做的努力和嘗試。并分別以浙江臥龍電氣———家用電機、新能源汽車電機和大中型防爆電機智能制造商，中車株洲電機———牽引電機和永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電的智能制造，以及江蘇大中電氣———中小型高效電機的智能制造新模式為例子，詳細介紹了目前我國電機行業(yè)已經(jīng)構(gòu)建的智能制造系統(tǒng)解決方案。我國電機行業(yè)的系統(tǒng)解決方案主要包括電機智能制造平臺和總體架構(gòu)設(shè)計。電機智能制造平臺包括數(shù)字化生產(chǎn)線和信息化系統(tǒng)兩方面。數(shù)字化生產(chǎn)線主要有總裝、嵌線、金加工、沖壓這幾大版塊。信息化系統(tǒng)則包括遠程維護、效能管理、WMS、ERP、MES、PLM等各個方面。

劉憬奇認為，目前我國電機行業(yè)智能制造系統(tǒng)解決方案的總體架構(gòu)設(shè)計由智能電機遠程運維平臺、綜合管理平臺、電子商務(wù)平臺以及數(shù)字化沖剪車間、數(shù)字化電工車間、數(shù)字化金加工車間、數(shù)字化裝配車間和數(shù)字化實驗車間等組成。以江蘇大中電氣為例，其數(shù)字化車間包括了沖壓數(shù)字化生產(chǎn)線、有繞組鐵心數(shù)字化生產(chǎn)線、金加工數(shù)字化生產(chǎn)線、整機總裝數(shù)字化生產(chǎn)線這四塊。其中，沖壓數(shù)字化生產(chǎn)線研發(fā)了包括自動碼垛理片機、自動扣片機、送收理一體化機械手、級進模高速沖壓自動加工系統(tǒng)等一系列裝備。在金加工數(shù)字化生產(chǎn)線中，大中電機與機床廠家就大中產(chǎn)品特點及加工習(xí)慣，專門定制自動化加工中心及自動化加工單元，以滿足大中金加工生產(chǎn)需求，提高生產(chǎn)效率。在整機總裝數(shù)字化生產(chǎn)線方面，大中電機經(jīng)過對多家供應(yīng)商方案探討及論證，確定了結(jié)合六軸機器人、自動加工專機、AGV、自動化流水線、自動噴涂機器人為一體的智能化柔性總裝生產(chǎn)線方案。

從具體實施步驟方面，劉憬奇也進行了詳細的介紹。目前，我國電機行業(yè)的具體實施步驟從工藝模型研究與確定入手、開展產(chǎn)品工藝規(guī)劃與驗證、數(shù)字化工廠建模與運行仿真，做好包括決策支持、業(yè)務(wù)應(yīng)用、協(xié)同辦公、網(wǎng)絡(luò)安全、基礎(chǔ)支撐等在內(nèi)的信息化建設(shè)整體規(guī)劃，并以PLM系統(tǒng)建設(shè)和流程管理為基礎(chǔ)，細化以MES為核心的業(yè)務(wù)流程，從而構(gòu)建可追溯的質(zhì)量解決方案。此外，還包括對制造資源進行配置與優(yōu)化、以單元化為手段開展數(shù)字化產(chǎn)線模型研究與仿真等步驟。在對制造資源進行配置優(yōu)化方面，劉憬奇詳細介紹了包括從ABC分類法到約束條件(質(zhì)量約束、時間約束、成本約束)到算法(包括線性規(guī)劃、遺傳算法)到建立算法模型從而達到最優(yōu)資源配置的完整過程。

未來展望 智能、遠程和供應(yīng)鏈集成成為三駕馬車

劉憬奇認為，電機行業(yè)未來發(fā)展主要包括如下幾個方面：一為人工智能、遠程運維等技術(shù)在電機行業(yè)中的應(yīng)用。將通過對圖像識別、語音識別、智能機器人等智能技術(shù)的應(yīng)用提升創(chuàng)新能力和服務(wù)能力。實現(xiàn)信息共享，以提高勞動生產(chǎn)率、提升產(chǎn)品質(zhì)量。

二為供應(yīng)鏈協(xié)同在電機行業(yè)的應(yīng)用。主要包括企業(yè)內(nèi)部縱向集成，企業(yè)外部橫向集成兩大塊。在企業(yè)外部橫向集成方面，包括了物料配送協(xié)同、質(zhì)檢入庫、供應(yīng)商送貨等幾大方面。

智能制造是基于新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式。以智能工廠為載體，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為支撐，可有效縮短產(chǎn)品研制周期、降低運營成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗。雖然我國目前的電機智能制造相比世界發(fā)達國家還存在著一定差距，但是結(jié)合我國的國情來看，如果電機企業(yè)能夠針對大批量生產(chǎn)的電機型號使用自動繞線、自動嵌線等設(shè)備，不僅可以降低人工成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，還可以顯著提高企業(yè)效益，對于大部分電機企業(yè)是一個不錯的選擇。總體而言，智能制造將加速促進電機向智能化、輕量化、小型化、一體化、集成化、定制化、高性能等方向飛躍發(fā)展。