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聪明工厂丨眼疾手快会思考的柔性“灯塔”

   2021-09-30 三一桩工8010
核心提示:9月27日,世界经济论坛(WEF)正式发布新一期全球制造业领域“灯塔工厂”名单,三一重工北京桩机工厂成功入选,成为全球重工行业首家获认证的“灯塔工厂”。

9月27日,世界经济论坛(WEF)正式发布新一期全球制造业领域“灯塔工厂”名单,三一重工北京桩机工厂成功入选,成为全球重工行业首家获认证的“灯塔工厂”。

5G+工业互联网、机器视觉、工业AI打造的高度柔性生产,让这里成为全球重工行业智能制造“灯塔”。

机器视觉!

精密组装“灯塔工厂”

走进装配柔性岛,满是日夜不停歇的机器人。附近只看得见一两名工程师,在机器连成的生产线间偶尔走动。与一般车间不同,这个负责大件组装的产线相当安静。三一智能制造研究院院长董明楷介绍:“以前这条生产线上满满都是人。”

图丨柔性装配岛

在这里组装的桩机动力头重达数吨起,是桩机的核心部件。依托5G高清传感器,重载机器人准确地将大件送入机台,几分钟内就实现了精准组对,误差仅0.3mm。

而在过去,这道工序只能靠人工“吊龙门”完成,不仅劳动强度大,效率也比较低。

“这样超大部件的无人化装配,在行业尚无先例”。董明楷介绍,5G高清传感器就是机器的“慧眼”,每秒可产生100万个三维数据坐标,拥有强大的感知和运算能力,“有了它,无论什么型号的大大小小零件,机器人都能实时得到场景深度信息和三维模型,作业时自动修复偏差”。

目前,这一条柔性装配线可以满足3吨到16吨所有动力头的生产,自动化率70%,产能翻倍,因磕碰导致的质量缺陷已全部杜绝。

图丨柔性焊接岛

在焊接工作岛内也是同样的场景。机器人通过激光“观察”坡口环境,自适应调整参数,一次性实现厚40mm、宽60mm的高强钢多层单道焊接,解决了钻杆方头焊接这一全球行业难题。

现场工人表示,机器人相当聪明,焊缝的位置存在偏差,焊接方法就会立即调整,质量不会有任何偏差。

2019年,桩机灯塔工厂改造项目启动,全面引入工业立体视觉系统,借助2D/3D视觉传感技术、AI算法以及高速的5G网络,桩机工厂实现了智能工业机器人在大型装备自适应焊接、高精度装配等领域的深入应用。

目前,工厂里小到一块钢板的分拣,大到十多吨桅杆装配,已全部可由机器人自动化完成。

大象跳舞!

为行业作出灯塔示范

图丨三一桩机“灯塔工厂”内部

桩工机械作为重型装备,其生产模式属典型的离散制造,多品种、小批量、工艺复杂。更大的挑战在于工件复杂,又大又重又长,例如170多种钻杆中最长27米重达8吨,20多种动力头最重达16吨。

经过自动化、数字化、智能化升级后,三一桩机工厂共有8个柔性工作中心,16条智能化产线,375台全联网生产设备。基于树根互联工业互联网平台,生产制造要素实现全连接,整个工厂已成为深度融合互联网、大数据和人工智能的“智慧体”。

首先,三一桩机工厂有一个“智能大脑”——FCC(工厂控制中心),它也是整个工厂智能制造的核心。通过FCC,订单可快速分解到每条柔性生产线,每个工作岛,每台设备,每个工人,实现从订单到交付的全流程数据驱动。沿着数据流程,产品能够“了解”自己被制造的全过程和细节。

图丨可视化大屏

图丨基于5G的双AGV联动

智慧物流的实现,则交给了聪明的货物搬运“飞毛腿”——AGV小车。在精准授时、低时延的5G无线工业专网保证下,行业首创2台AGV“双车梦幻联动”,实现27米超长超重物料的同步搬运和自动上下料。

图丨智能立库

“大脑”“眼睛”“飞毛腿”高效协同分解任务,智慧工厂的“双手”也在同步飞速运转。在工厂内,基于5G+AR设备的“人机协同”技术已得到广泛应用。物料分拣、销轴装配等传统劳累活、危险活不再需要人力操作,全部由机器人高效完成。

同时,通过强大的人机协同,机器人AI还能免编程学习熟练工人的技能和手法,并作为综合教具“以老带新”,最终实现技能传授和工厂“老师傅”工匠精神的传承。

图丨三一桩机“灯塔工厂”内部

在后台,由树根互联打造的“根云平台”也在日夜不停计算,它要根据工厂里3600多个数据采集点收集的工业大数据,为每一道工序,每一个机型、甚至每一把刀具等匹配最优参数,优化生产节拍。

三一智能制造研究院院长董明楷介绍:“今天的桩机工厂就是一个脑子聪明、眼疾手快的工程师,实现了工匠精神与经验的参数化与软件化”。

高度柔性生产,让生产潜能得到极大发挥。相比于改造前,桩机工厂在同样的厂房面积产值翻了一番,总体生产设备作业率从66.3%提升到86.7%,平均故障时间下降58.5%。目前,该工厂可生产近30种机型,“柔性智造”水平全球领先,实现了“大象跳舞”。

2020年,三一桩机工厂的人均产值已达到1072.8万元,是全球重工行业当之无愧的“灯塔标杆”。

董明楷表示,桩机“灯塔工厂”在行业率先采用“工业4.0”标准,打造了全球行业智能工厂的标杆,为全球行业其他“灯塔工厂”建设作出了积极表率和示范。


 
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