人機(jī)協(xié)同賦能定制化高效生產(chǎn)

走進(jìn)太重集團(tuán)向明智能裝備股份有限公司（以下簡稱太重向明）的智能化廠房，只見焊花飛舞、機(jī)械轟鳴。托輥無人全自動(dòng)生產(chǎn)線、全自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線等形態(tài)各異的智慧化生產(chǎn)線上，人機(jī)配合井然有序，一派現(xiàn)代化工廠繁忙紅火的景象。在這里，工作人員無需直接接觸材料，只要根據(jù)圖紙、工裝將數(shù)據(jù)傳送到機(jī)器系統(tǒng)，生產(chǎn)線便會(huì)直接做出成品。

這就是由太重向明自主打造的“人機(jī)協(xié)同制造”場景。在新場景中，太重向明實(shí)現(xiàn)了多機(jī)協(xié)同工作下帶式輸送機(jī)關(guān)鍵部件的柔性加工與裝配，能夠做到自動(dòng)分配任務(wù)、敏捷響應(yīng)任務(wù)、實(shí)時(shí)發(fā)布信息和實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)。此前，該場景入選2023年度智能制造優(yōu)秀場景名單。

解決用戶個(gè)性化定制生產(chǎn)難題

太重向明長期致力于散裝物料長距離連續(xù)輸送裝備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和運(yùn)維，主營核心產(chǎn)品之一就是智能帶式輸送機(jī)。智能帶式輸送機(jī)主要包括固定帶式輸送機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)、圓管帶式輸送機(jī)、越野特種帶式輸送機(jī)等多種機(jī)型，是煤炭、冶金、礦山、化工、電力、輕工、糧食及交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域廣泛使用的運(yùn)輸設(shè)備，也是行業(yè)新建項(xiàng)目以及生產(chǎn)線改造項(xiàng)目升級不可或缺的配套裝備。

“帶式輸送機(jī)屬于定制化生產(chǎn)產(chǎn)品。我們的用戶來自不同行業(yè)與地域，根據(jù)用戶所在地的氣候、地形、地質(zhì)、所運(yùn)物料等具體情況，產(chǎn)品設(shè)計(jì)會(huì)存在較大差異。這就導(dǎo)致我們在生產(chǎn)時(shí)，需要根據(jù)訂單的具體要求，對材料、工藝等隨時(shí)進(jìn)行變動(dòng)。在面對大批量的非標(biāo)準(zhǔn)件加工時(shí)，常常暴露出效率低、難度大、質(zhì)量精度存在偏差等突出問題，還會(huì)浪費(fèi)不少人力和時(shí)間?！碧叵蛎髦圃炜偙O(jiān)王艷明說。

為了優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率，公司專門成立了以總經(jīng)理為組長的領(lǐng)導(dǎo)小組，同步組建工作小組、升級改造業(yè)務(wù)小組、協(xié)調(diào)銜接保障小組，建立了職責(zé)清晰、分工明確的工作機(jī)構(gòu)。在明確車間信息化建設(shè)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，公司制定了詳細(xì)工藝提升實(shí)施方案，以及總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，采取分階段、分層次的實(shí)施策略，搭建人機(jī)協(xié)同制造場景。

太重向明采用智能人機(jī)交互技術(shù)，結(jié)合MES、ERP等信息化系統(tǒng)，以及PLC控制設(shè)備、AGV自動(dòng)化物流設(shè)備等，提升生產(chǎn)環(huán)節(jié)智能管控、自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、自動(dòng)化焊接、智能涂裝等功能。除了需要成熟的技術(shù)支持，硬件設(shè)備也是實(shí)現(xiàn)場景落地的必要保障?！拔覀儞碛?.9萬平方米的智能化廠房，包括智能化機(jī)器人焊接生產(chǎn)線、托輥智能化生產(chǎn)線、智能化噴涂線、大型數(shù)控起重設(shè)備，還有叉車、平板電車、焊機(jī)、焊煙凈化器等其他輔助生產(chǎn)設(shè)備等。這些都在前期為人機(jī)協(xié)同制造場景的搭建提供了很好的基礎(chǔ)?！碧叵蛎鲬?zhàn)略總監(jiān)李周軍說。

在已有的生產(chǎn)設(shè)備基礎(chǔ)上，太重向明配置了先進(jìn)的生產(chǎn)制造信息化管理系統(tǒng)，以及智能化托輥柔性生產(chǎn)、托輥架自動(dòng)化機(jī)器人焊接、中間架自動(dòng)化沖孔等設(shè)備，在關(guān)鍵部件加工過程中，打造人機(jī)協(xié)同制造新場景。

李周軍介紹，智能化托輥柔性生產(chǎn)線能夠?qū)⒓庸ね瓿珊秃Y選好的各零件，準(zhǔn)確送至裝配工位的配件區(qū)；自動(dòng)焊接機(jī)器人、智能化沖孔、智能化噴涂等設(shè)備，能對半成品進(jìn)行加工；生產(chǎn)制造信息化管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全線數(shù)據(jù)局域聯(lián)網(wǎng)和資源共享，做到產(chǎn)品全周期下的數(shù)據(jù)管理、協(xié)同工作與過程控制、系統(tǒng)集成。

“場景的落地打通了投料備料、生產(chǎn)領(lǐng)料、工序派工、產(chǎn)品入庫等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，讓生產(chǎn)流程全面邁向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。”李周軍說。

給相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供可借鑒生產(chǎn)工藝方案

利用人機(jī)協(xié)同制造場景，可高效生產(chǎn)制造不同規(guī)格、型號和技術(shù)參數(shù)的帶式輸送機(jī)，所生產(chǎn)的輸送機(jī)能夠適應(yīng)各種工況條件及復(fù)雜的地理環(huán)境，滿足多樣化用戶需求。

在人機(jī)協(xié)同制造場景下，無需額外的調(diào)試時(shí)間，即可隨意切換生產(chǎn)不同型號的產(chǎn)品。整機(jī)關(guān)鍵部件托輥、滾筒、機(jī)架件、控制模塊等實(shí)現(xiàn)了柔性化生產(chǎn)，整機(jī)智能裝配、設(shè)備智能診斷、質(zhì)控檢測等都得到了進(jìn)一步優(yōu)化，關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率達(dá)80%左右。在保持操作人員數(shù)量基本不變的情況下，工廠的設(shè)備綜合利用率提升18%，加工效率提升45%，產(chǎn)能提升50%；產(chǎn)品不良品率降低5%，質(zhì)量損失率下降8%，單位產(chǎn)品綜合能耗降低4%。

李周軍介紹，通過對現(xiàn)有生產(chǎn)車間及生產(chǎn)線改造、產(chǎn)業(yè)鏈配套協(xié)作、產(chǎn)學(xué)研用合作等舉措，人機(jī)協(xié)同制造場景實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)關(guān)鍵部件更大規(guī)模生產(chǎn)。自動(dòng)化、數(shù)字化的批量件生產(chǎn)線建設(shè)和產(chǎn)品加工，有效提高了批量件的生產(chǎn)效率及整機(jī)裝配生產(chǎn)能力，保障了公司訂單量快速增長和滿足了大額訂單對生產(chǎn)的任務(wù)要求。

“新場景下的生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，很多普通設(shè)備都替換成了自動(dòng)化設(shè)備，在生產(chǎn)過程中就能大大減少人工干預(yù)。人員操作減少了，生產(chǎn)效率提高了。”李周軍說，自人機(jī)協(xié)同制造場景建設(shè)以來，公司的帶式輸送機(jī)綜合產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到500套/年，產(chǎn)量達(dá)2.1萬噸。

李周軍認(rèn)為，人機(jī)協(xié)同制造場景不僅為公司本身帶來收益，更能對整個(gè)行業(yè)及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的智能化改造發(fā)展起到帶動(dòng)效果。“該場景對于裝備制造企業(yè)具有較高的推廣價(jià)值，同行企業(yè)可以參考我們現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝方案，或是在現(xiàn)有的工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。對于傳統(tǒng)裝備制造企業(yè)而言，場景中采用的焊接、組裝、噴涂等先進(jìn)工藝技術(shù)，都具有很強(qiáng)的借鑒意義，我們未來也會(huì)通過產(chǎn)業(yè)合作、上下游協(xié)作等方式促進(jìn)場景推廣。隨著公司三期基地的建設(shè)投入，該場景的優(yōu)勢也會(huì)更加突出，形成更強(qiáng)的示范效應(yīng)，助力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?！崩钪苘娬f。