三一重能向“智能制造3.0”挺進
來源：中國能源新聞網 時間：2024-05-15 16:57
于淼
“營業收入149.39億元，同比增長21.21%，歸母凈利潤20.07億元，同比增長21.78%。”在三一重能股份有限公司（簡稱“三一重能”）4月30日發布的2023年財報中，這組數據格外耀眼，除了產品研發能力保持領先外，三一重能“全球化、數智化、低碳化”戰略同樣引人注目。
“從南口智能制造1.0工廠，到郴州主機智能制造2.0工廠，再到韶山葉片智能制造超級工廠，三一重能秉承‘智造創領未來’理念，緊抓第四次工業革命和第三次能源革命重要發展窗口期，基于智能制造沉淀了一整套成熟的風電裝備高端制造體系，大幅提升了風電裝備制造水平，為中國風電行業實現世界級智能制造積累了寶貴經驗。”三一重能副總經理、首席數字官彭旭接受中能傳媒采訪時介紹說，三一重能正在智能制造、智能交付、智能吊裝、智慧風場、智能運維、智能算法等方面進行全面探索，走出一條全生命周期數智化發展之路。
南口智能制造1.0工廠：行業首個5G全連接柔性工廠
2019年，在風電“搶裝潮”的背景下，三一重能將目光瞄準了風機智能制造，成為“第一個吃螃蟹的人”。
“當時，三一重能整機制造基地僅有一個，在北京昌平區南口鎮，早期生產制造模式是傳統的定點裝配、定點制造。一群人圍著一個大家伙作業，生產效率低，產品質量也難以管控。”作為三一重能工藝技術、數字化和智能化負責人，彭旭并沒有著急做智能制造，而是先將傳統的生產作業方式改造成脈動流水線作業。
經過工藝技術、工藝路線、工藝裝備和制造模式一系列的創新，三一重能脈動流水線改造終于完成，全國風電整機首條柔性脈動式生產線問世，智能制造“雛形”初現。在交付壓力巨大的2020年，三一重能創造了單條生產線100天成功生產下線805臺風電機組的行業奇跡，風機智能制造的“威力”可見一斑。
緊接著，三一重能啟動“智能制造1.0”計劃：將流水線升級到智能化產線。這一階段的主要目標是讓機器更多地替代人工，推動風電機組生產制造進一步自動化和智能化。
“智能制造產線主攻兩個方面：一是作業自動化，二是物料配送和上料自動化。”彭旭介紹說，三一重能制定了智能制造“421戰略”，即將整個方案分成偏航、輪轂、線束、傳動鏈“4”個智能單元，機艙、輪轂“2”條智能產線和“1”個自動化立庫及物流自動化。
2022年，全部智能制造產線終于全部實現達產要求，三一重能智能制造1.0版本宣告成型。同年，三一北京南口工廠被工信部認定為“智能制造標桿企業”，成為中國風電行業首個獲此殊榮的企業，被譽為“國內首個風電5G全連接柔性智能制造工廠”。
在北京南口電機智能制造工廠，三一重能已實現整條線圈的絕緣帶全自動包制作業，依托機器人包帶機、轉子導條自動成型機、進口漲形機等業內領先的自動化生產設備，極大提升了電機產品的可靠性水平。目前，三一電機工廠已建立3條自動化產線實現60%自動化率，2個柔性作業區兼容3兆瓦~15.5兆瓦電機生產能力。
郴州主機智能制造2.0工廠：2.5小時生產一臺大兆瓦主機
“隨著風電技術發展，單位千瓦掃風面積增大直接推動葉輪直徑不斷增大，機組大型化和更優的風資源利用需求驅動塔架不斷增高，給風電裝備制造企業帶來諸多挑戰。”彭旭介紹說，三一重能通過不斷的技術創新和運營管理創新來降本增效，迎接挑戰。一是新工藝、新裝備突破，支持大型化機組制造智能制造；二是更敏捷、更智能的裝配模式，控制制造成本；三是更精準、更高效的手段，管控大部件質量風險；四是新技術、新平臺升級，支撐風電場高可靠運營。
與南口智能制造1.0工廠的主機產線相比，坐落于湖南省郴州市高新技術產業開發區的三一重能郴州主機智能制造2.0工廠數字化、智能化、集成化程度再升級，在柔性化產線上更勝一籌，基于接口一致性設計和裝備拓展性設計，實現“整機換型”10秒自由切換，通過提升視覺系統精度、優化機械結構、提升端對端之間的協同能力，優化提高了各生產工藝，將整機裝配效率提升25%，交付時間縮短了30%。
該主機工廠通過數字化技術，將偏航自動預裝、制動器自動裝配、底架自動翻轉等工位高度集成，大幅降低生產過程中物料運輸的難度，不僅提高了生產效率，還節約了廠房面積。
該工廠占地2.3萬平方米，僅相當于3個足球場大小，在國內很多新建的整機工廠中，這個面積可謂是“小巧玲瓏”。單從第一印象看，很難相信這是一座大兆瓦機組年產能力可達1000臺的超級智能工廠，生產一臺主機僅需3小時即可完成。與傳統工廠相比，該工廠的單位面積生產量至少提升1.34倍。
郴州主機智能制造2.0工廠包含主機、輪轂、塔筒三條產線，產業園應用了先進的“三現四表”智能系統，通過融合“端”+“云”的AI技術，打造視覺智能解決方案，實現智慧工廠、智慧園區、智慧能源監測等一系列智能解決方案的應用。此外，產線使用大噸位AGV進行轉運，生產柔性大幅提升，異常處理和主機下線更加靈活，生產的機組容量可覆蓋3兆瓦~15兆瓦。
韶山葉片智能制造超級工廠：打造數智化燈塔工廠
“三一重能智能制造采取‘量產一代、研發一代、儲備一代’的戰略，正在持續不斷引入智能化技術，增強自感知、自適應、智能預警能力，在智能化、柔性化方面下功夫，智能制造持續不斷進化，向‘智能制造3.0’挺進。”彭旭說，以三一重能韶山葉片工廠為例，它是首座葉片行業的智能制造工廠，擁有亞洲最大的單體風電葉片生產車間，生產流線長度將近700米，可容納12套模具同時生產，每年可生產風電葉片3000支。
韶山葉片智能制造超級工廠最顯著的特點就是超級自動化。通過智能制造的設備來實現葉片制造工藝技術的創新和葉片制造過程的少人化。利用智能制造和數智化技術將實現行業內“質量最優、效率最高、成本最佳、交期最短、綠色低碳、安全環保”的標桿示范工廠。
韶山葉片工廠自動化、智能化設備技術的源于三一智能制造團隊，“數字元平臺”為自主研發，多個項目為行業首創，從“人、機、料、法、環”等方面實現了技術革新，使得工人工作效率較傳統工廠提升了20%；大面積機器人設備代替人工作業；實現自動物料配送和成品轉運；高效的成產工藝將單上支百米級葉片平均工期從40多小時縮短至30小時左右，將極大的滿足客戶的供貨需求。為滿足公司生產需求，2024年2~3月，該工廠平均每天下線下線12支葉片。
“風電裝備制造企業正面臨從‘剛性’制造向‘柔性’智造轉型的挑戰。”彭旭說，三一重能已經實現了葉片、輪轂、電機、齒輪箱的高效制造與協同，成為自身極具競爭力的成本優勢，但智能制造只是風電數智化的一環，三一重能正在通過多領域數字作戰平臺助力核心業務端到端拉通，智能服務+運維保障風場最優發電量和最優客戶服務，機理+AI構建為風機穩定運行保駕護航。
責任編輯：閆弘旭
