福州天宇——智能制造试点示范项目申报书v0

智能制造试点示范项目申报书项目名称:开关智能制造项目申报单位（盖章）:福州天宇电气股份有限公司推荐单位（盖章）:国家电网公司申报日期:2016年5月16日工业和信息化部编制1一、企业和项目基本信息（一）企业基本信息企业名称福州天宇电气股份有限公司组织机构代码79835991-9成立时间1996年企业性质□√国有□民营□三资单位地址闽侯县南屿镇生物医药机电产业园天宇电气厂区联系人姓名齐白芸电话[phone]职务部长手机[phone]传真[e-mail]总资产（万元）143486负债率信用等级AAA上年主营业务收入（万元）51346上年税金（万元）2616.75上年利润（万元）1117.23企业简介福州天宇电气股份有限公司成立于1995年底,由原福州第一开关厂、福州第二开关厂、福州变压器厂联合组成。公司集输变电配套设备产销、贸易于一体,资产总额14亿元,注册资本13959.9万元。员工人数1290人,其中工程技术人员430人,高级工程师80人。工厂占地面积21.14hm2,建筑面积105054m2。1997年4月经中国证监会批准成为发行A股的上市公司。公司是福建省最大的输变电企业及调整优化经济结构重点企业。公司拥有省级企业技术中心，是国内电气行业百强企业、国家电网公司福建区域变压器检修基地、工艺先进企业、档案管理一级企业、计量一级企业、AAA级企业。原福州第一开关厂、福州变压器厂均为国家二级企业。2公司主要产品有高低压开关柜及元器件、油浸式及干式电力变压器(两大类，20多个系列。变压器类产品有4项达到国际水平,1项达到国内先进水平;开关类产品有6项达到国际先进水平,7项达到国内先进水平；主要产品获得福建省名牌产品并且有2项国优产品、5项部优产品。公司产品在市场上占有一定优势的市场份额，其中干式变压器产品占北京市场份额的10％左右，占上海市场份额的20％左右；中低压开关和110kV及以下电力变压器在国内市场占有率均为左右；在福建省占有率达以上。公司面临入世的新形势,将在技术上跟踪国际最新技术,向高电压、大容量、组合化和智能化产品方向发展;在管理上引入国际一流的现代企业制度和管理模式,与时俱进,致力于将天宇电气发展成为国内最优最强企业。（二）项目基本信息试点示范模式□√离散型智能制造模式□流程型智能制造模式□网络协同制造模式□大规模个性化定制模式□远程运维服务模式项目名称智能开关柜智能制造项目地址闽侯县南屿镇生物医药机电产业园天宇电气厂区起止日期2017年1月至2019年12月项目投资（万元）4600项目简述智能开关柜智能制造项目以公司新投产的现代化智能开关柜生产车间为基础，通过提升制造企业综合集成水平，实现企业活动的可知、可视和可控，促进企业与市场深度交融，3提高生产效率和灵活度，培育企业核心竞争力，从而大力提升企业的赢利能力和发展潜力。其特征如下：（1）生产过程全自动。率先在行业实现从零部件装配工序到包装工序全流程自动化生产，极大地提高智能开关柜的生产效率，减轻了员工的劳动强度。（2）支持柔性化生产。通过条形码、RFID和产品内标示码等多种识别技术的综合运用，生产线可以同时实现多种产品规格的在线生产，在大批量定单生产的同时，可以随时插入小批量定单，及时满足客户供货需求。（4）促进企业向服务型制造转型。通过借助大数据分析技术对本企业生产的智能开关柜故障进行汇总与分析，及时形成产品优化升级策略，同时为我国电力装备的售后服务开创新型的能够多维预防预警、快速响应、规范化和高效性发展的运维模式。真实性承诺我单位申报的所有材料，均真实、完整，如有不实，愿承担相应的责任。法定代表人签章：公章：2016年5月16日4二、试点示范项目基本情况（一）项目概述智能开关柜智能制造项目以公司新投产的现代化智能开关柜生产车间为基础，通过提升制造企业综合集成水平，实现企业活动的可知、可视和可控，促进企业与市场深度交融，提高生产效率和灵活度，培育企业核心竞争力，从而大力提升企业的赢利能力和发展潜力。公司新投产的现代化智能开关柜生产线装备有焊接机器人设备、数控冲床、全自动端子压着机、装备机器人、AGV小车、立体仓库等先进自动化设备，以及相配套的电气三维布线软件、电气CAD设计软件、ERP、MES、PLM、自动化测试软件等相应的应用软件，自动化和信息化水平处于国内行业领先水平。公司引入了精益六西格玛生产管理，通过对精益六西格玛管理思想的导入，对生产线的工艺流程各工序环节进行了反复优化，并利用仿真技术进行了模拟,生产效率和管理水平得到了显著提升，在行业内具有显著的示范效应。智能开关柜智能制造项目将在全自动生产线改造、网络建设、信息系统规划整合及MES完善、工业现场分析及设备状态监测、数字化设计与仿真、云计算技术研究与应用、智慧用能研究及应用、技术体系标准化等方面进行持5续改造升级。本项目的实施，有望进一步完善车间内部互联互通网络架构，提升企业综合集成水平，实现企业设计、工艺、制造、管理、物流等环节的集成优化，推进公司在数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与追溯、智能物流等方面的快速提升。（二）项目实施的先进性1、智能制造行业发展现状近年来我国电力装备智能制造技术及其产业化发展迅速，并取得了较为显着的成效。但相比国际先进水平，在基础设备设施建设、先进制造工艺、自动化技术、生产管理和核心技术等方面存在严重不足。1、基础设备设施电力装备制造行业中，机床、刀具、夹具、检测仪器等设备的关键零部件我国还不能自己生产制造，完全依赖进口，这在很大程度上限制了我国电力装备制造业的发展。2、制造工艺高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法在我国普及率不高。63、自动化技术数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等柔性自动化、智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化技术、柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。4、生产管理准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术仅限于在我国只有少数大型企业局部采用，多数小型企业仍处于经验管理阶段。5、核心技术我国对外技术依存度高达，而美国、日本约为左右，一般发达国家这一比率也在以下。并且我国的关键技术自给率低,占固定资产投资左右的设备投资中,有以上要靠进口来满足,高科技含量的关键装备基本上依赖进口。2、项目实施的先进性（1）行业领先的自动化生产技术福州天宇电气股份有限公司智能开关柜生产线采用了焊接机器人设备、数控冲床、全自动端子压着机、装备机器人、AGV小车、立体仓库等先进自动化设备。相比以前开关柜的生产过程全部靠人工来完成，装配过程需要人工送料、安装、焊接，测试过程需要人工装卸，工序之间人工7转运等，即浪费时间，又需要大量人力，生产效率低下，质量难以保证；项目确定后，通过改进产品设计，开发自动接线技术，自动物料传送等，解决可靠性焊接等技术难题，设计并搭建了从装配、测试到包装工序的全流程自动化智能开关柜生产线。目前，该生产线在行业内自动化程度处于领先地位。（2）智能柔性化生产技术通过在零部件上配置条形码、在生产线关键部位安装RFID标签和产品内设置标示码等多种识别技术的综合运用，实现了生产过程中产品的实时跟踪,可以实现多种规格产品的同时在线生产。不仅满足了大批量产品生产需要,又能满足在大批量生产的同时，可随时插入小批量定单。同时也为实现产品质量全生命周期追溯提供了技术保障。（3）生产智能调度通过开发各种智能化设备,并依据工业互联网通信及其它各种通信接口,借助MES制造执行系统等实现设备间的互联互通,设备在线、离线、忙碌、空闲及设备故障等状态，及上道工序进展等工艺进程实时传送到信息中心，并通过MES系统完成生产线智能调度，实现高效生产。（4）完善的数据采集体系及实时质量监控系统在生产线各个环节设立500多个数据采集点，通过各种数据采集技术的综合运用，实现生产过程数据全面采集，8生产工艺数据自动数采率，并建立实时数据库平台，将生产工艺数据实时上传到数据中心；建立质量信息管理系统，利用六西格玛质量管理方法对实时生产数据进行分析，及时对产品质量问题发出预警，预防严重质量问题的发生。3、效益及成果项目实施后，与手工生产模式相比，生产效率提升3倍，节省一线操作人员2倍，直通率由原来的提升到，产品合格率由原来的提升到以上，节约能耗，生产能力提升4.5倍。4、目标产品市场前景分析据行业统计分析，在国际经济并不太景气的大环境中，配电柜行业也同我国经济一样，仍实现了稳中有进，平稳运行的态势。随着电力设施的建设而逐步扩大，国内外配电柜需求普遍处于扩张状态，市场前景比较可观。从产业环境上看，电力工业发展迅速，预计至2020年发电投资2万亿元，电网建设3-3.6万亿元，智能电网对电气设备有超过1万亿元的市场需求；预计至2020年发电机总装机容量将达17.8亿千瓦，其中太阳能发电装机容量达到2000万千瓦，风力发电装机容量达到1.5亿千瓦，为配电柜行业提供了更多市场空间。因此，在智能电网进入9建设重要时期，城镇化建设的快速进行，城乡配电网的智能化建设，智能电网及智能成套设备、智能配电、控制体系已进入黄金发展期的新机遇下，特别是新一代节能、节材、高性能的配电柜产品将得到更大的发展，市场需求日趋旺盛，为智能化升级提供了必要的市场条件。在我国配电柜中，低档产品还在大批量生产。而福州天宇电气股份有限公司生产的智能开关柜属于高端产品，市场竞争力明显。开关类产品有6项达到国际先进水平,7项达到国内先进水平；主要产品获得福建省名牌产品并且有2项国优产品、5项部优产品。尤其是智能开关柜项目的实施能进步提升产品的制造效率和制造质量，满足大批量制造和个性化制造需求，实现制造信息的资源共享。项目实施后有利于向同行业或相关行业进行推广，市场前景广阔，预计达到100亿元以上规模。综上所述，我们目前不仅已经初步满足了智能开关柜智能制造的关键要素，而且具备了全面实现智能制造的良好物资条件和技术能力。三、项目实施现状（一）项目系统模型建立与运行情况福州天宇电气有限公司智能开关柜生产车间的总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型，并进行模拟仿10真，实现规划、生产、运营全流程数字化管理。在生产线的设计过程中，我们采用了CAD、SolidWorks、Kmcad/KMCAPP、superworks等软件实现了生产线产品的可视化设计，并利用先进仿真系统Flexsim等对工厂设计、生产系统在投运前进行模拟仿真研究，同时运用精益生产理念进行反复优化，大大节省了产品生产时间，减少了浪费，并使生产流程做到最优化，布局在短时间内达到合理状态，物流合理顺畅流动。1、工厂&车间仿真图1工厂&车间仿真虚拟三维工厂设计仿真是建立三维数字化车间或工厂的资源布局，包括工厂中所用的各种资源，从地面和高架输送机、通道、起重机、设备、机床、物料集装箱和操作人员，通过三维工厂设计能清晰的明了工厂设计、布局与11安装过程，很容易理解和表达所有工厂资源（从传送带、夹楼层以及起重机到容器、AGV和操作者）。生产过程包括各种生产设备和输送设备，包括特定的工艺过程，生产控制和生产计划。图2物流仿真物流系统动态仿真可以为生产线中的各种生产设备、生产线、生产过程建立结构层次清晰的模型。这种模型可以包括供应链、输送系统，储存系统，生产资源、控制策略、生产过程、管理过程等。用户通过各种分析工具、统计数据和图表来评估不同的解决方案并在生产计划的早期阶段做出迅速而可靠的决策。研究将包括投入和产出的所有影响因素，包括生产线上的机器工装和夹具、工作站的工人及其生产过程，物料流的距离、频率和成本，物料存储、物料搬运设备，零件包装等等。验证安装操作可达性，装配过程路径分析，物料搬运过程模拟，叉车搬运过程模拟仿真等。智能决策支持：由于制造部门的运行效率和产出