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中車四方所智能工廠

電腦預(yù)設(shè)扭矩、扳手自動(dòng)旋緊，“智慧倉儲(chǔ)”借助機(jī)械臂與無人駕駛車輛無縫銜接……這是在中車青島四方車輛研究所有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中車四方所”）車鉤緩沖系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“鉤緩”）生產(chǎn)車間看到的一幕。

不久前，中車四方所承擔(dān)的工信部智能制造項(xiàng)目——“高鐵核心機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品智能制造新模式應(yīng)用”順利通過工信部智能制造專項(xiàng)組評(píng)審驗(yàn)收。該項(xiàng)目正是以鉤緩車間為主要實(shí)施載體，基于新一代信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)，通過智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能物流與倉儲(chǔ)、制造執(zhí)行系統(tǒng)的集成應(yīng)用，建立起高鐵核心機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品智能工廠。

為確保現(xiàn)有訂單產(chǎn)品按期交付，這個(gè)上萬平方米的車間被劃分為兩個(gè)區(qū)域，傳統(tǒng)產(chǎn)線有條不紊地完成訂單任務(wù)，智能化產(chǎn)線加緊試生產(chǎn)。互聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)深度融合發(fā)生的“化學(xué)反應(yīng)”，在這里得到了最直觀的呈現(xiàn)。

節(jié)奏之變

核心技術(shù)加速智能化升級(jí)

鉤緩是高速動(dòng)車組最基本也是最重要的部件之一，它是列車之間、車廂之間的“粘合劑”，更是能夠抵御高沖擊的乘客和列車的“安全衛(wèi)士”。在國內(nèi)，“青島造”鉤緩產(chǎn)品的市場(chǎng)份額“一騎絕塵”；在國外，僅今年一季度中車四方所鉤緩產(chǎn)品就獲得了德國、比利時(shí)、澳大利亞等五個(gè)國家的直接出口新訂單。隨著國內(nèi)“新基建”和交通強(qiáng)國建設(shè)的加快推進(jìn)，以及國外發(fā)達(dá)國家鐵路交通基礎(chǔ)設(shè)施陸續(xù)步入更新迭代期，鉤緩產(chǎn)品的市場(chǎng)需求與日俱增。該項(xiàng)已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平的核心技術(shù)部件，正踏準(zhǔn)時(shí)代的節(jié)拍，以不斷的技術(shù)創(chuàng)新，向著智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向加速奔跑。

2017年中車四方所獲批承擔(dān)“高鐵核心機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品智能制造新模式應(yīng)用”項(xiàng)目，經(jīng)過三年的專項(xiàng)建設(shè)，目前已完成項(xiàng)目既定綜合指標(biāo)，進(jìn)入試生產(chǎn)。智能制造項(xiàng)目部總經(jīng)理何江介紹，鉤緩產(chǎn)品具有多品種、小批量、定制化特點(diǎn)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程，只能進(jìn)行二維平面圖設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)變更頻繁，且需要“大工位”組裝，人力、物力、財(cái)力投入都比較大。而一座完整的高鐵核心機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品智能工廠，將基于智能設(shè)計(jì)、智能制造、智能運(yùn)維、智能檢修、智能產(chǎn)品的系列創(chuàng)新成果，構(gòu)建的是一個(gè)全生命周期的智能化整體解決方案。

生產(chǎn)效率提高63%、運(yùn)營成本降低26%、產(chǎn)品升級(jí)周期縮短39%、產(chǎn)品不良品率下降26%、單位產(chǎn)值能耗降低12%……這是鉤緩產(chǎn)品智能工廠試生產(chǎn)的大數(shù)據(jù)分析結(jié)果。數(shù)據(jù)的背后，增速、降耗、提質(zhì)，效果顯而易見。

車間之變

無人設(shè)備“包辦”流水線

車間是制造業(yè)最基本的單元，同樣也是智能改造升級(jí)的窗口。基于新一代信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)，以數(shù)字化貫通全制造過程，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為支撐，中車四方所的鉤緩生產(chǎn)車間正在實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)向智能化的蛻變。

“以標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組車鉤例行試驗(yàn)設(shè)備操控工位為例，智能化改造前，生產(chǎn)線上需配3個(gè)工人，搬運(yùn)、安裝、控制設(shè)備，三人協(xié)同工作。”何江介紹，如今，智能化設(shè)備包辦了這項(xiàng)單一重復(fù)且安全要求極高的工作，全自動(dòng)專用臺(tái)位可按控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)節(jié)拍將試驗(yàn)步步推進(jìn)，僅需一名工作人員監(jiān)測(cè)進(jìn)度即可。

生產(chǎn)線外，“智慧倉儲(chǔ)”更是顯現(xiàn)奇效。在9米高的高參數(shù)立體倉庫內(nèi)，每條寬約1.2米的貨架巷道內(nèi)僅有一臺(tái)自動(dòng)堆垛機(jī)獨(dú)立作業(yè)。一個(gè)個(gè)物料箱被機(jī)械手臂“送”上傳輸帶，沿著軌道勻速送上無人駕駛的自動(dòng)引導(dǎo)機(jī)。自動(dòng)引導(dǎo)機(jī)再根據(jù)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)給出的目標(biāo)貨柜，自動(dòng)將物料箱送至指定地點(diǎn)。這個(gè)過程完全沒有人工參與，但所有信息均實(shí)時(shí)顯示在車間外的控制屏幕上。

據(jù)介紹，鉤緩生產(chǎn)車間傳統(tǒng)產(chǎn)線需要至少50名工人參與現(xiàn)場(chǎng)操作，智能化改造后現(xiàn)場(chǎng)工人數(shù)量壓縮至22人；倉儲(chǔ)空間因智能化改造，占地面積縮減至原先的三分之一。

崗位之變

工程師進(jìn)車間寫代碼

人因崗位而變，崗位同樣因人而變。當(dāng)人工智能取代了一部分枯燥且沒有創(chuàng)造性的崗位時(shí)，也催生出許多新的崗位。在中車四方所，不少工程師常常不在辦公室，而是一頭扎進(jìn)生產(chǎn)車間。“在車間寫代碼”，是這群人的共同特征。電氣工程師、工藝工程師……中車四方所制造車間出現(xiàn)的新頭銜，讓不少工作人員充滿了工作的新激情、新動(dòng)力。

在生產(chǎn)管理部部長李系彪看來，流水線上的機(jī)器取代人工，是傳統(tǒng)工作崗位的迭代升級(jí)。一部分實(shí)操能力強(qiáng)的工人通過設(shè)備自動(dòng)化的提升，擺脫了繁重的體力勞動(dòng)；另一部分學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的工人則從執(zhí)行層向運(yùn)營層升級(jí)，從人工操作前臺(tái)走向信息管理后臺(tái)，參與供應(yīng)鏈系統(tǒng)管理、信息化系統(tǒng)的維護(hù)。

在鉤緩智能工廠的生產(chǎn)指揮中心液晶大屏上，一排排參數(shù)實(shí)時(shí)跳動(dòng)著，這些數(shù)據(jù)代表著從原材料到鉤緩成品中間的各個(gè)環(huán)節(jié)。智能生產(chǎn)的鉤緩產(chǎn)品從“出生”起就有了一個(gè)專屬的電子標(biāo)簽，通過數(shù)字化三維設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)到加工裝配過程的縱向延伸關(guān)聯(lián)。通過建設(shè)智能化車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），聯(lián)合物流管理系統(tǒng)（WMS），根據(jù)企業(yè)資源計(jì)劃（ERP），實(shí)現(xiàn)智能排程、精準(zhǔn)物料配送、生產(chǎn)準(zhǔn)備管理、質(zhì)量管控和追溯等；智能裝配產(chǎn)線借助一系列自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量管控智能化、裝配工藝信息化、產(chǎn)品檔案無紙化、物料流轉(zhuǎn)自動(dòng)化、設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)化。中車四方所還建立和實(shí)施了供應(yīng)商關(guān)系管理平臺(tái)（SRM），實(shí)現(xiàn)了公司內(nèi)整個(gè)供應(yīng)鏈信息流的有效串聯(lián)……“所有的過程是信息的流動(dòng)，也是人腦智慧的參與，智能工廠的建設(shè)離不開人才的培養(yǎng)和儲(chǔ)備。”李系彪表示，智能制造需要產(chǎn)品工藝更加精密、工作流程更加精細(xì)，這個(gè)過程需要更多跨學(xué)科、復(fù)合型人才的參與，這也是企業(yè)在智能化轉(zhuǎn)型時(shí)面臨的人才培養(yǎng)考題。