入选全国第一批卓越级智能工厂的南京企业在多个方面表现出色,包括生产经营数据集成、制造装备智能管控、生产过程在线优化等,为更多企业数字化转型提供了启示
本报记者芮天舒
2025年1月2日,工信部公示了全国第一批卓越级智能工厂项目名单(共235家),南京钢铁、中电科十四所、康尼机电、国电南瑞控制、扬子石化5家南京企业入选,数量位居全省第一。
2024年10月,工信部宣布按基础级、先进级、卓越级和领航级四个层级开展智能工厂梯度培育,评为卓越级智能工厂后可再申报领航级,南京5家列入公示的卓越级智能工厂代表我国智能制造的领先水平。
按照定义,卓越级智能工厂应在设计生产经营数据集成贯通、制造装备智能管控、生产过程在线优化、产品全生命周期和供应链全环节综合优化、多场景系统级智能化应用、主要技术经济指标等方面处于国内同行业领先水平,并起到行业引领带动作用。南京这些卓越级智能工厂究竟有何过人之处?
让钢铁铸造插上数字化“翅膀”
设定好参数,按下启动键,设备就开始高效运转。从铁水注入到铸坯成型,各环节均在计算机精密控制下有序推进。这一幕就发生在南京钢铁集团有限公司第一炼钢厂车间里。近年来,南钢锚定数字化转型方向,在大数据、物联网、5G等新兴技术赋能下,钢铁铸造插上了数字化“翅膀”。
在南钢JIT+C2M智能工厂近万平方米的厂房里,六轴机器人、桁架机器人以及AGV小车穿梭其间,成千上万个传感器如同隐藏在生产线深处的“智能神经元”,精密监控测算每项工作。
南钢JIT+C2M智能工厂是由南钢自主研发设计的专业深加工高强耐磨钢的智能工厂,于2020年建成投产,生产线融合了大数据、AI、云计算、5G等新一代信息技术,为传统产业嵌入科技内核。
据南钢JIT+C2M智能工厂管理室主任李小亮介绍,“‘JIT+C2M’是指准时制交付(justintime)和从终端消费者到生产者的畅通(customertomaker),工厂可以打破传统像生产普通消费品一样生产钢铁工业产品,更好地适应市场。”
个性化定制与规模化生产,对钢铁企业来说是一对矛盾。但高度集成化和数字化,让JIT+C2M智能工厂把钢铁产品按吨销售的传统模式,做成按件销售的“零售”,有效满足客户的各类需求。据了解,该工厂的数字产线目前有2400多种成熟图纸,可以快速换型,根据订单要求即时调整生产线参数,满足大规模定制化需求。
“同等生产体量,传统钢铁生产模式下需要150多人,我们厂技术人员才38人,生产周期由45—60天缩短到15天。”李小亮说,增效又降本,让企业尝到了甜头。高效率的产业链协同,实现了钢铁制造的智能升级和高质量发展。
“机器换人”提升效率产能
一米多长的“手臂”单手轻松举起一张铝板,一个敏捷转身,便将其放进数控冲床中,几秒钟后,铝板上出现一个车窗外框……走进位于南京经开区的南京康尼机电股份有限公司门产品生产智能制造车间,偌大的车间里工作人员很少,“主角”则是一个个力大无穷、不知疲倦的机器人。
眼下正值交付旺季,生产线上各式各样的机器人有条不紊忙碌着,大幅提高了企业生产效率。南京康尼机电轨道交通事业总部企管企划部部长张慧介绍,以铝板冲压为例,过去需要多人协同作业,效率低、质量还难以把控,现在一台钣金机器人就能搞定上下料、冲裁等全部流程。如今,车间内窗框焊接、门框焊接、玻璃粘接、机构装配、门板包装等工作全部由机器人作业。
后方“机器换人”,发号施令的则是前端的生产指挥控制中心。中心内智慧大屏上数字不断跳动,生产计划、订单信息、车间内机器人的实时工作状况等一览无余。数十位负责生产组织、设备管理、物料管理等环节的工作人员对着电脑紧张忙碌。这里就是智能制造车间的“智慧大脑”。
“智慧大脑”叠加机器人作业,南京康尼机电实现了生产方式的彻底改变。有一线工人表示,通过“智慧大脑”可以直接获取生产计划信息,不需要段长、班组长再来分配任务,图纸、工艺、工艺参数也可以随时查看,生产所需物料也同步配送产线,总之,所有流程都服务于产线。
张慧介绍,如今企业自动化率达72%以上,生产效率提高了50%以上,产品研制周期缩短了30%,产品固有可靠性提升100%。未来根据生产需要,更多工序将实现“机器换人”,产能和生产效率还将继续提升。
构筑工业信息网络强化制造能力
位于江宁开发区的国电南瑞南京控制系统有限公司(简称“国电南瑞控制”)专业从事电力系统智能输电、调度、变电、配电、用电、信息通信及新能源发电、工业控制、综合能源、节能环保等领域的研发设计、制造、工程服务与系统集成业务,是我国能源电力及工业控制领域卓越的电力智能化领军企业,是中国最大的电力和工业控制自动化软硬件开发及系统集成高科技企业之一。
近年来,国电南瑞控制顺应“互联网+”、人工智能、5G等发展趋势,坚持创新驱动,突出能源电力技术引领、高端装备研发和整体解决方案打造,不断探索更加高效、便捷的数字化服务模式,推动新一代信息技术的应用和发展。此次,国电南瑞控制的“电力二次系统高柔性生产智能工厂”成为全国首批卓越级智能工厂项目。该项目依托南瑞信息网络基础设施设备,运用实时工业以太网、NB-IoT等技术,构建安全可靠高效的工业信息网络,实现了强化数字化网络化持续优化能力的目标。
同时,项目紧紧围绕工厂建设、研发设计、生产作业、生产管理和运营管理等方面,对设备层、控制层、执行层和管理层进行智能化的改造、数字化的转型和网络化的链接,以持续强化数字化网络化优化能力为支撑,面向智能制造典型场景体系化部署智能制造装备、工业软件和系统,实现从设计生产到经营数据集成贯通、制造装备的智能管控、生产过程的在线优化,以开展产品全生命周期和供应链全环节的综合优化,推动多场景系统级智能化应用,实现人机高效协同、工艺动态优化,建立原材料、半成品立体仓库和智能仓储管理系统。
靠数智强管理向智慧要效率
走进扬子石化生产区,一条条管道如巨龙一般架设在空中管廊架上,它们是企业物料输送的“大动脉”。
“因管道长、线路复杂、高空作业等,曾经长约1600米的管廊巡检是个难题。但现在一台轨道式智能巡检机器人就轻松解决了难题,它能24小时不间断自动巡检,操作人员只需要坐在中控室内电脑前,就可以查看巡检情况。”扬子石化IT专家曹卫锋介绍。
近年来,扬子石化以“5G+工业互联网”为支撑,积极探索5G技术的工业化融合应用,为生产管理装上“智慧大脑”,为安全环保配备“千里眼”,为效率提升添上“飞毛腿”,成功打造国家级智能制造示范工厂,让石化工厂插上了数智化翅膀,向“新”提“质”,翱翔于新质生产力发展的广阔天地。
从统筹策划数智化工厂设计,到车间智能排产、工艺动态优化、智能仓储等创新技术运用,扬子石化整合云计算、大数据、区块链、人工智能等关键技术,历经数年努力,建成以“一个中心(数据中心)、三条链(管理链、价值链、资产链)、五朵云(生产云、安环云、设备云、管理云、党建云)”为主架构的智能工厂,为生产管理装上高效运转的智慧大脑。
为提高生产现场安全感知及预测能力,扬子石化结合不同装置和区域特点,先后引进智能防爆机器人、常规巡检机器人及气体检测云台设备、装置巡检手持设备等,构建起“地空联动”巡检体系,全天候守护生产安全。大批机器人应用到生产一线,将人力从重复劳动、环境复杂的工作场景中解放了出来。
扬子石化还建立生产计划优化系统,通过炼油、化工及炼化一体化模型,提高了企业测算精度,提升了生产计划排产对接的科学性;建设聚乙烯排产优化系统,通过高性能的优化算法,对客户订单进行优化组合和排序。相比于从前,优化后1号聚乙烯装置牌号切换时间较之前减少4至6天,生产有效时间提升20%,转产造成的经济损失降低40%,总营运成本降低2.7%。
南京智能制造已形成较为完善发展生态
2025年1月2日,南京新年第一会,主题是“科技大会暨产业科技创新工作推进”,与以往科技创新大会不同,制造业单项冠军、专精特新“小巨人”企业一排排上台领奖,传递出今年第一会鲜明导向,突出科技创新和产业创新的融合发展。
科技创新和产业创新融合发展,智能制造是重中之重。近年来,南京深入落实省、市“智改数转网联”行动计划,锚定智能制造主攻方向,做大标杆企业矩阵,累计成功创建国家5G工厂18家、省级智能制造工厂71家。
在智能制造硬件环境建设上,南京跑在前列。全市累计建成5G基站4.38万个,每万人5G基站达46个、全省第一。建成5G行业虚拟专网306个、工业独立专网超10个,4个园区入选江苏省首批“万兆园区”,智算规模超9000P,均居全省第一。在已经接入万兆网络的江宁开发区,信号时延只有千兆光网的1/10,网络可靠性达到99.9999%,在这样的网络上,“智造”运转不会因信号“卡顿”。
就在南京新年第一会会场,南京宣布通信信息领域首个国家重大科技基础设施——未来网络试验设施(CENI)全面竣工。在100%网络负载、途经13个省市、1.3万公里距离、1万条确定性业务的情况下,CENI实现零丢包、时延抖动小于20微秒。CENI的诞生,为中国制造带来无穷想象空间。
在工业自动化和机器人领域,南京已布局机器人、数控机床、增材制造等板块,集聚了埃斯顿、汇川、科远智慧、亿嘉和、极智嘉等一批知名企业,加上南京是软件名城,拥有七八十万名软件工程师和百万高校学子,无论是科研还是应用、人才储备还是企业集聚,南京智能制造已形成较为完善的发展生态。
南京市工业和信息化局相关负责人表示,2024年,南京将持续落实国家和省、市关于推动制造业智改数转网联工作部署,以新一代信息技术与先进制造技术深度融合为主线,以提质降本增效和价值创造重塑为目标,以场景化推进为抓手,实施智能工厂梯度建设行动,加速推进制造业数字化网络化智能化发展。