案例介紹：上海電氣電站上發廠大型汽輪發電機智能工廠

編者按

《上海市建設100+智能工廠專項行動方案（2020-2022年）》已于去年9月發布，計劃三年推動建設100家智能工廠，打造10家標桿性智能工廠，培育10家行業一流水平的智能制造系統集成商，搭建10個垂直行業工業互聯網平臺，即“10030”工程。上期，我們介紹了上海市智能工廠——上海凱寶藥業智能工廠案例。本期，我們摘編介紹上海電氣電站設備有限公司上海發電機廠大型汽輪發電機智能工廠案例。

一、項目簡介

上海發電機廠（以下簡稱“上發廠”）大型汽輪發電機智能工廠，是上海電氣首個開展智能化建設的離散型制造工廠，也是國內首次開展電力裝備領域智能制造新模式研究，2019年3月驗收通過并正式運營。工廠集數字化設計、智能制造和智能服務于一體，通過18個課題42個子項的深入研究，具備了離散型制造智能化應用的能力，形成智能化技術，提升了產品開發和制造效率，降低了工藝分散性、提高了產品質量，降低了人工工時和制造成本，使產品和服務更具競爭力。

二、項目亮點

1.數字化設計：全流程數字化應用助力效率提升

上發廠離散型智能工廠采用基于模型設計的數字化技術，打造全三維工作環境，創建數字化樣機。以三維模型為基礎，電磁、通風、機械等計算分析實現在線協同。關鍵零部件以系列化、模塊化、標準化、數字化設計為基礎，實施工藝路徑規劃、三維工藝仿真、文件電子化等，實現新產品設計開發全面數字化，開發效率和質量大幅提高。通過數字化設計，集中開發了世界首創的300MVar雙水內冷調相機、1200MW級水氫氫發電機等新產品。

2.智能制造：先進智能裝備打破制造瓶頸

工廠針對工藝流程中的制造瓶頸，重點研究了3類9項智能設備。例如：轉子槽加工刀具智能檢測系統等5項課題針對關鍵工序，采用自動化設備進行升級；端部形狀測量等2項課題應用激光掃描等先進測量技術；機器人焊接等2項課題采用先進機器人替代手工作業。轉子線圈銅排自動生產線為世界首創，定子鐵心自動生產線和定子線圈端部自動彎形設備等5項課題達到國內領先、國際先進水平。

3.智能服務：在線監測實現遠程診斷和無人值守

工廠打造了發電機遠程監測與診斷平臺，可實時采集和回傳發電機運行狀態的數據，通過平臺知識模型診斷，綜合專家評估，實現發電機遠程監測。平臺可實現全三維、全景仿真主機、油水系統、電氣系統及周圍環境，動態融合展示設備與環境的所有傳感數據，遠程監測與診斷平臺的實施實現了電廠無人值守的目標。

三、項目成效

智能工廠專項延續和深化了上發廠智能化建設，通過對設計、工藝、制造、物流進行全流程分析評估，對產品開發、核心零部件加工制造、產品服務等重點領域立項攻關，解決核心技術難題，突破瓶頸，縮短研發制造周期、提升效率、提高質量，降低成本。

在數字化設計方面，基于模型的設計開發，實現多專業、全三維的在線協同。模塊化設計實現數據重用，三維工藝仿真實現虛擬裝配、制造人因工程，數字化模型實現檢修過程仿真，提高設計開發效率，縮短開發周期。

在智能制造方面，打通了研發數據與生產制造系統之間的瓶頸，通過MBOM（制造物料清單）優化，在產品設計、制造中全面應用BOM結構，提高了數據管理信息化水平；通過智能裝備開發和應用，大幅提升了生產效率。轉子線圈銅排流水線配置了輸送機、高速銑床、視覺檢測等設備，從工廠MES系統中獲取訂單信息，自動調度、加工和檢測，實現了無人化生產。產品質量可靠性高，生產效率提高25%以上。定子鐵心柔性生產平臺包括智能立體堆料庫、激光導航AGV、自動傳輸線系統及沖片自動疊裝機器人系統，四個模塊間無縫對接、協同工作，實現了定子鐵心段智能柔性生產。

在智能服務方面，遠程監測與診斷系統為客戶提供現場集成、離線診斷和遠程監測服務，提高機組運行安全性和經濟性。通過自主開發膛內檢測機器人，集成了膛內可視化檢測、定子鐵心絕緣檢測和定子槽楔緊度檢測，可實現不抽轉子而評估發電機健康狀態，可縮短檢修周期20天以上，風險小、成本低。

智能工廠建設實際投資額近7000萬，涉及領域范圍廣，多學科深度交叉。建設成果顯著，提高了產品質量，產品不良品率降低31%，工廠運營成本降低25%，生產效率提升21%，能源利用率提高9%。

經中科院上海科技查詢咨詢中心認定，上發廠離散型智能工廠項目具有新穎性，綜合技術達到國際先進水平。智能工廠解決方案推進了智能制造產業的發展進程，為先進制造技術提供關鍵技術支持，對離散型制造企業具有顯著示范作用。