文 · 本刊發(fā)文人 王倩倩
《國資報(bào)告》雜志2021年第6期
走進(jìn)東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司（下稱東方電機(jī)）定子沖片數(shù)字化車間，“未來工廠”的科技既視感撲面而來：
云端制造運(yùn)行管理系統(tǒng)下達(dá)指令后，機(jī)器人AGV自動(dòng)把生產(chǎn)物料送上對應(yīng)的機(jī)臺(tái)，智能產(chǎn)線經(jīng)過卷料上料、沖片落料、去毛刺等工序后直接產(chǎn)出定子沖片成品。車間高清大屏準(zhǔn)確地報(bào)告著每臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)情況和物料的狀態(tài)，產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果一目了然。
在東方電機(jī)，像這樣的數(shù)字化車間不止一處。定子線圈、轉(zhuǎn)子線圈兩大生產(chǎn)車間的自動(dòng)生產(chǎn)線上，各個(gè)環(huán)節(jié)在井然有序地高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
“實(shí)話說，四年前，我們對于什么是數(shù)字化、如何推進(jìn)數(shù)字化還不是很清楚，完全是摸著石頭過河?！睎|方電機(jī)智能制造專項(xiàng)工作組技術(shù)總負(fù)責(zé)人、公司副總經(jīng)理陳文學(xué)回憶稱。
從2016年投石問路到2021年數(shù)字化車間建設(shè)圓滿收官，東方電機(jī)用4年時(shí)間投入2.2億元，初步實(shí)現(xiàn)了一家傳統(tǒng)重型裝備制造企業(yè)的數(shù)字化升級。投身這場技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的自我革命，東方電機(jī)破繭蝶變，沉淀出的一套特有的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方法論，賦能企業(yè)核心競爭力再造。
高效綠色引領(lǐng)智造突圍
大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等多種數(shù)字技術(shù)的集群式創(chuàng)新突破與制造業(yè)的深度融合，催生出制造業(yè)數(shù)字化變革的強(qiáng)大動(dòng)力。
從德國“工業(yè)4.0”，日本“互聯(lián)工業(yè)”，再到“我國制造2025”，在國家戰(zhàn)略的頂層謀劃下，GE、西門子、霍尼韋爾、三菱、徐工等產(chǎn)業(yè)巨頭相繼投身洪流搶占賽道，助推數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代加速到來。
擁抱新紀(jì)元，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求歸根結(jié)底源自市場和業(yè)務(wù)。
成立于1958年的東方電機(jī)，相繼自主研制出三峽、白鶴灘等巨型常規(guī)水電機(jī)組和長龍山、績溪超高水頭大容量抽水蓄能機(jī)組、“華龍一號(hào)”“國和一號(hào)”等第三代核能發(fā)電機(jī)、單機(jī)容量全球第二、亞太最大的10MW海上風(fēng)電電機(jī)等性能行業(yè)領(lǐng)先的高端產(chǎn)品，形成了“水、火、核、氣、風(fēng)”多電并舉的產(chǎn)業(yè)格局。近十年來，東方電機(jī)水電、常規(guī)火電等主業(yè)產(chǎn)品的平均市場占有率長期保持行業(yè)第一，核電、氣電更是占據(jù)半壁江山。
市場根基扎得越深，環(huán)境變化的沖擊感就越強(qiáng)烈。陳文學(xué)告訴發(fā)文人：“近年來，國內(nèi)電力市場需求增長的持續(xù)放緩，發(fā)電設(shè)備行業(yè)產(chǎn)能過剩進(jìn)一步加劇、價(jià)格持續(xù)下滑、產(chǎn)品同質(zhì)化競爭現(xiàn)象明顯，用戶對產(chǎn)品質(zhì)量、成本、交期的要求越來越苛刻。此外，市場對發(fā)電裝備的綠色低碳、環(huán)保節(jié)能提出了更高要求?！?/p>
需求升級下，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化生產(chǎn)，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)迫在眉睫。不斷上漲的原材料、人力、能源等成本壓力，成了企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在動(dòng)力。
縱觀GE、西門子、三菱等行業(yè)巨頭，得益于企業(yè)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造領(lǐng)域的先期積累，已經(jīng)率先嘗到甜頭。以三菱電機(jī)為例，其在名古屋制作所的智能制造解決方案的“樣板工廠”能源成本相比此前削減約30%，制作所全年耗電量削減13%。
“國外企業(yè)通過柔性制造技術(shù)賦能下生產(chǎn)制造成本大幅降低。隨著國內(nèi)人工成本的持續(xù)增加，東方電機(jī)如果失去制造成本優(yōu)勢，企業(yè)利潤將會(huì)受到直接影響。”陳文學(xué)說。
升質(zhì)量、提效率、降成本。制造業(yè)升級的十字路口上，數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成必經(jīng)之路。以此為引領(lǐng)，2016年，東方電機(jī)在國家工信部支持下拉開了智能制造數(shù)字化工廠建設(shè)的序幕，成功向工信部申報(bào)智能制造新模式示范項(xiàng)目——“大型清潔高效發(fā)電設(shè)備智能制造數(shù)字化車間建設(shè)”，同時(shí)向智慧產(chǎn)品和智能生產(chǎn)兩個(gè)方向發(fā)力，全面提升企業(yè)的核心競爭力，助力企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
精益先行打造透明工廠
與汽車、電子等流程式大批量產(chǎn)品制造企業(yè)不同，電機(jī)尤其是大型電機(jī)主要以離散制造、手工制造為主。不同型號(hào)甚至是相同型號(hào)產(chǎn)品的零件尺寸、制作工藝、工位需求均有不同，零件品種多、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制造特點(diǎn)，使其難以實(shí)現(xiàn)批量化、自動(dòng)化生產(chǎn)。
改變擁有百年歷史的電機(jī)生產(chǎn)工藝，并非易事。東方電機(jī)沒有退縮，而是將數(shù)字化試驗(yàn)田選在了發(fā)電裝備制造領(lǐng)域生產(chǎn)模式最傳統(tǒng)、作業(yè)強(qiáng)度最高、改造難度最大的三個(gè)共性核心零部件——定子線棒、轉(zhuǎn)子線圈、定子沖片。
“電機(jī)零部件數(shù)量龐雜，生產(chǎn)工序成千上萬，僅這三個(gè)核心零部件的工序就占到其中的十分之一。如果這三大零部件生產(chǎn)車間數(shù)字化探索取得成功，就意味著工廠里沒有什么工序，不可以改變。”陳文學(xué)說。
彼時(shí)，國際上大型離散發(fā)電裝備相關(guān)制造技術(shù)不斷演進(jìn)，智能制造評估體系和規(guī)劃方法論不斷完善，國內(nèi)同行業(yè)并無成功經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。進(jìn)入智能制造“無人區(qū)”，東方電機(jī)必須緊緊圍繞企業(yè)生產(chǎn)制造實(shí)際，有的放矢尋求智能制造突圍之路。
“項(xiàng)目建設(shè)初期，我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品制造工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)五花八門，標(biāo)準(zhǔn)不一，為項(xiàng)目推進(jìn)帶來很大難題?！标愇膶W(xué)說，“技術(shù)、工藝、流程等的標(biāo)準(zhǔn)化、精益化，正是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)?！?/p>
數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，“互聯(lián)網(wǎng)+”使得個(gè)性化和小批量正成為客戶需求的常態(tài)。企業(yè)為了提高競爭力，必須以更快的交付和更低的成本來滿足客戶需求。精益思想下，就要求企業(yè)在數(shù)字化車間項(xiàng)目建設(shè)初期，積極應(yīng)用數(shù)字化工廠仿真技術(shù)將生產(chǎn)過程做到極致，減少浪費(fèi)，最大限度實(shí)現(xiàn)按需生產(chǎn)。
智能制造，精益先行。在數(shù)字化車間建設(shè)初期，東方電機(jī)用時(shí)一年多，走訪調(diào)研、比較對標(biāo)，深度剖析企業(yè)的自身特點(diǎn)，理清企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)制造模式的劣勢，找準(zhǔn)痛點(diǎn)，明確定位，將“精益先行”的核心思路貫穿建設(shè)始終。
在規(guī)劃設(shè)計(jì)期，東方電機(jī)利用數(shù)字孿生虛擬工廠對車間工藝布局、生產(chǎn)節(jié)拍、AGV物流等提前進(jìn)行規(guī)劃定位，解決前期生產(chǎn)核心技術(shù)問題。
在生產(chǎn)過程中，東方電機(jī)集成先進(jìn)的數(shù)采系統(tǒng)，工控系統(tǒng)和制造運(yùn)營管理系統(tǒng)，在制造過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排產(chǎn)調(diào)度、工位自動(dòng)報(bào)工、自動(dòng)跟蹤預(yù)警、故障自動(dòng)推送等。她將生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、轉(zhuǎn)化，并最終服務(wù)于生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，跟蹤追溯改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝。
在生產(chǎn)前后端，東方電機(jī)集成上下游供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)和倉儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外物流可視化、物料交接零時(shí)間、降低庫存積壓。生產(chǎn)管理模式流程化、扁平化和透明化初步實(shí)現(xiàn)。
以精細(xì)管理為方向，三大數(shù)字化車間已構(gòu)建完成了由制造運(yùn)營管理（MOM）、質(zhì)量管控、物流管控、生產(chǎn)過程決策支持等業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成的數(shù)字化協(xié)同制造平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)PLM、ERP、MOM與現(xiàn)場設(shè)備的集成，監(jiān)測關(guān)鍵工序的生產(chǎn)環(huán)境指標(biāo)，建設(shè)可視化的生產(chǎn)控制中心，實(shí)時(shí)傳遞設(shè)計(jì)、工藝、制造、質(zhì)檢、物流、監(jiān)控全程數(shù)字化管理。
在這座“透明工廠”中，三大數(shù)字化車間運(yùn)營成本、產(chǎn)品不良率、生產(chǎn)效率和能源利用率等得以優(yōu)化：
定子沖片車間在智能制造數(shù)字化升級前，一條生產(chǎn)線共有12—14個(gè)人，現(xiàn)在只需要2—4個(gè)人就可以負(fù)責(zé)整條產(chǎn)線；轉(zhuǎn)子線圈車間對串行的17個(gè)工序進(jìn)行工藝流程再造，優(yōu)化后形成端部線與直線段并行的9個(gè)工序，其中關(guān)鍵工序有8個(gè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化加工有7個(gè)，數(shù)控化率達(dá)到了77%。
“四化融合”重塑管理模式
數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合，為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來的變革迅猛強(qiáng)勁。對于東方電機(jī)而言，企業(yè)在攻克發(fā)電裝備制造領(lǐng)域生產(chǎn)模式最傳統(tǒng)、作業(yè)強(qiáng)度最高、改造難度最大的定子線棒、轉(zhuǎn)子線圈、定子沖片三個(gè)零部件的數(shù)字化轉(zhuǎn)型難題中嘗到了甜頭，步履更加堅(jiān)定。
東方電機(jī)數(shù)字車間“駕駛艙”
隨著三大數(shù)字化車間建設(shè)項(xiàng)目的持續(xù)推進(jìn)，更多信息技術(shù)以外的深層矛盾浮出水面。
以連接、共享為本質(zhì)的數(shù)字化平臺(tái)之上，實(shí)現(xiàn)了人與人、人與物、物與物之間的數(shù)據(jù)貫通。“當(dāng)生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)后，以人工為主的計(jì)劃下達(dá)、質(zhì)量管理、人員派遣等傳統(tǒng)管理體制，與之格格不入?！标愇膶W(xué)表示，“究竟是數(shù)字化適應(yīng)現(xiàn)有管理體制，還是現(xiàn)有管理體制適應(yīng)數(shù)字化，兩大問題交織在了一起?！?/p>
不過，透過車間成本統(tǒng)計(jì)這項(xiàng)小小的數(shù)字化變革，讓陳文學(xué)肯定答案一定是后者。
“過去，工人完工后先報(bào)工，再由會(huì)計(jì)人工核對。現(xiàn)在，生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)數(shù)字化后，工人任何一個(gè)動(dòng)作都會(huì)形成數(shù)據(jù)被及時(shí)、準(zhǔn)確傳遞，完全不需要事后人工統(tǒng)計(jì)。”他說。
信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的深度融合，使得傳統(tǒng)職能管理模式下的部門墻、流程墻消失不見。抱持固有管理模式嘗試數(shù)字化轉(zhuǎn)型，企業(yè)顯然難以實(shí)現(xiàn)根本轉(zhuǎn)變。
“數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要將‘兩化融合’的概念上升到信息技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、管理技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)的‘四化融合’，將管理提升作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)，與數(shù)字化技術(shù)并行升級，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)生產(chǎn)力和先進(jìn)生產(chǎn)關(guān)系的高度耦合?！标愇膶W(xué)表示。
四化融合，人才結(jié)構(gòu)要配置科學(xué)。在推進(jìn)數(shù)字化車間建設(shè)過程中，東方電機(jī)以高層戰(zhàn)略為引領(lǐng)，組建起一支由業(yè)務(wù)部門牽頭、信息化團(tuán)隊(duì)和管理架構(gòu)團(tuán)隊(duì)與之協(xié)同的攻關(guān)隊(duì)伍，統(tǒng)籌開展公司數(shù)字化建設(shè)的總體規(guī)劃，分步驟有序?qū)嵤?shù)字化車間建設(shè)。
四化融合，決策程序要靠流程驅(qū)動(dòng)。在推進(jìn)數(shù)字化車間建設(shè)過程中，東方電機(jī)積極構(gòu)建高級自動(dòng)排程等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、執(zhí)行、物流、質(zhì)量、設(shè)備的集成管控，在績效分析、質(zhì)量控制、設(shè)備維護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)過程決策優(yōu)化。
在數(shù)字化車間建設(shè)過程中，東方電機(jī)通過對生產(chǎn)模式、倉儲(chǔ)物流、指揮調(diào)度、計(jì)劃管理等諸多業(yè)務(wù)的顛覆性重塑，消除了跨部門流程中職責(zé)不清的“灰色”地帶。
破舊立新，動(dòng)能釋放。三個(gè)數(shù)字化車間生產(chǎn)管理面貌煥然一新：
定子線圈數(shù)字化車間打破線圈制造業(yè)以人為主的傳統(tǒng)制造模式，每年預(yù)計(jì)節(jié)省人工成本793萬元，節(jié)約模具費(fèi)用290萬元，質(zhì)量損失減少55萬元。
定子沖片數(shù)字化車間基本完成“少人化”生產(chǎn)，生產(chǎn)效率提高48.2%、運(yùn)營成本降低31.9%、研制周期縮短30.7%、能源利用率提高57.3%。
轉(zhuǎn)子線圈數(shù)字化車間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子線圈全類別產(chǎn)品的加工工藝流程升級，生產(chǎn)效率提高28.1%、運(yùn)營成本均降低21.3%，節(jié)約生產(chǎn)成本444.57萬元。
圍繞痛點(diǎn)、難點(diǎn)和堵點(diǎn)，管理模式的持續(xù)變革為東方電機(jī)數(shù)字化轉(zhuǎn)型奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在向智能化發(fā)展邁進(jìn)過程中，企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的互聯(lián)互通對扁平化組織體系要求更加嚴(yán)苛。“我們深刻認(rèn)識(shí)到企業(yè)頂層的管理架構(gòu)和模式變革迫在眉睫。只有徹底實(shí)現(xiàn)向流程管理模式的轉(zhuǎn)型，才能真正實(shí)現(xiàn)互聯(lián)化以及向智能化的轉(zhuǎn)變?！标愇膶W(xué)目標(biāo)堅(jiān)定地說。
迭代進(jìn)化邁步世界一流
搭建1個(gè)數(shù)字化協(xié)同制造平臺(tái)，支撐3大核心零部件車間數(shù)字化智能制造，形成若干智能制造單元嘗鮮智慧制造……四年來，東方電機(jī)在實(shí)施“大型清潔高效發(fā)電設(shè)備智能制造數(shù)字化車間建設(shè)”項(xiàng)目過程中，打造形成的“1個(gè)平臺(tái)+3個(gè)數(shù)字化車間+N個(gè)智能制造單元”模式，構(gòu)筑起企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的堅(jiān)實(shí)底座。
“這一過程中，東方電機(jī)形成的‘四化融合、頂層架構(gòu)、統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施、精益先行’的經(jīng)驗(yàn)，完全可以在大型復(fù)雜裝備制造業(yè)進(jìn)行復(fù)制推廣。”陳文學(xué)說。
勇闖大型離散裝備制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型“無人區(qū)”，讓東方電機(jī)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，形成了制勝法寶。循著這一契合企業(yè)實(shí)際的數(shù)字化路徑迭代演進(jìn)，東方電機(jī)進(jìn)入了轉(zhuǎn)型升級快車道。
當(dāng)前，在電力能源行業(yè)新一輪的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)調(diào)整和價(jià)值鏈重塑進(jìn)程中，下游用戶端對于火電需求正由數(shù)量供給向質(zhì)量供給轉(zhuǎn)變，清潔能源發(fā)展速度穩(wěn)步提升，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展等因素，促使電力供應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈中的設(shè)備廠商必須主動(dòng)變革，借助信息化、數(shù)字化、智能化手段把服務(wù)向供應(yīng)鏈的前端和后端延伸，擴(kuò)大服務(wù)范圍，拓展服務(wù)群體，不斷提供增值服務(wù)內(nèi)容。
順勢謀變，東方電機(jī)確定了“百億東電、世界一流”的奮斗目標(biāo)，提出從產(chǎn)品制造企業(yè)向服務(wù)型制造企業(yè)轉(zhuǎn)型。這一戰(zhàn)略引領(lǐng)下，東方電機(jī)數(shù)字生態(tài)體系迭代進(jìn)化方向明確。
2021年7月，東方電機(jī)正式發(fā)布了《東方電機(jī)數(shù)字化工廠建設(shè)2021—2025規(guī)劃綱要》，圍繞產(chǎn)品和服務(wù)全生命周期業(yè)務(wù)流程以及管理和業(yè)務(wù)支撐能力建設(shè)，全方位部署企業(yè)數(shù)字化建設(shè)板塊。
“闊步‘十四五’，我們以2025年建成‘東方電機(jī)綠色互聯(lián)數(shù)字化工廠’、實(shí)現(xiàn)效率倍增為目標(biāo)，深度利用數(shù)字化手段，助推企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?！标愇膶W(xué)表示。
從數(shù)字車間到數(shù)字工廠，一場更深層次、更具系統(tǒng)性的創(chuàng)新蛻變積蓄巨大能量：
需求端來看，為適應(yīng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)變革趨勢，數(shù)字化工廠建設(shè)將逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)組的全面感知、狀態(tài)評估、故障推理、調(diào)節(jié)邏輯、動(dòng)態(tài)優(yōu)化，提高產(chǎn)品的智慧化程度，賦予機(jī)組在線全息檢測和遠(yuǎn)程診斷的能力，為客戶提供智能化產(chǎn)品及數(shù)字化虛擬產(chǎn)品，為客戶的數(shù)字孿生、智慧電站、智慧電網(wǎng)的應(yīng)用賦能。
供應(yīng)鏈端來看，東方電機(jī)以推動(dòng)數(shù)字化供應(yīng)鏈建設(shè)為抓手，積極推動(dòng)采購和執(zhí)行各環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)流程重構(gòu)、制造過程信息透明化、物流配送優(yōu)化和資金高效運(yùn)作，建立跨組織雙贏的業(yè)務(wù)流程，打造深度交互和高效協(xié)同的供應(yīng)鏈組織模式，并探索供應(yīng)鏈數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)、供應(yīng)鏈管理能力以及工藝技術(shù)服務(wù)輸出。
聚焦攻堅(jiān)，作為數(shù)字化工廠建設(shè)的一項(xiàng)標(biāo)志性成果落地見效。目前，東方電機(jī)自主研制的大型汽輪發(fā)電機(jī)組診斷模塊已在萬州、橫山兩個(gè)電廠4臺(tái)百萬機(jī)組上實(shí)現(xiàn)了示范應(yīng)用，未來將為客戶提供更加智能的系統(tǒng)解決方案和設(shè)備全生命周期服務(wù)。
“對能源裝備制造企業(yè)來說，數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型已經(jīng)不是一道選擇題，而是一道必答題。”東方電機(jī)黨委書記、董事長劉輝表示，只有主動(dòng)出擊、擁抱變革，加快推動(dòng)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，才能在生存中求發(fā)展。
如果將數(shù)字化車間建設(shè)比作東方電機(jī)數(shù)字化1.0時(shí)代，那么數(shù)字化工廠建設(shè)就意味著數(shù)字化2.0時(shí)代的開啟。在持續(xù)的迭代升級中，東方電機(jī)邁步產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈上游的方向更加明確，步履更加堅(jiān)定。馳騁電力能源市場，東方電機(jī)數(shù)字化2.0開啟了企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新篇章。
☆ END ☆
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