东方汽轮机以智能制造为冲突口全国约炮，建成国内首个叶片加工无东说念主车间及首条黑灯产线，引颈能源装备制造新潮水。依托5G全合并数字化工场，交融MBD想象、柔性产线、数字孪生等手艺，结束叶片加工全经过自动化，效率大幅普及，质料及格率达99%。方式冲突传统制造瓶颈，助力“双碳”相关，股东高质料发展。

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企业简介

东方电气集团东方汽轮机有限公司（简称：东方汽轮机）附庸于中国东方电气集团有限公司，是我国接头、想象、制造大型发电开辟的高新手艺国有企业，是宇宙机械工业100强企业和我国三大汽轮机制造基地之一。

公司职工达4200余东说念主，近三年年贸易额陆续走高，2022年贸易额超百亿。产物涵盖气电、清洁高效煤电核电、工业透平、电站干事、新能源工程、储能业务、特种装备、新兴产业等多个领域。主要产物产量累计逾越5亿千瓦，产物遍布宇宙31个省、市、自治区，国内商场占有率逾越30%。同期积极反应国度“一带一王人”倡议，产物远销南亚、东南亚、非洲、南好意思、中东、欧洲等29个国度和地区，累计出口发电开辟产量逾越5000万千瓦。

公司领有行业一流的多档次研发平台，纠合清华大学、上海交通大学、西北工业大学3所高校共建了清洁高效透平能源装备宇宙要点实验室，领有加工开辟2600余台。宝石以“数字转型、绿色发展”为驱能源，近两年先后建成行业首个5G全合并数字化工场，结束全领域数据互联互通，建成国内首个叶片加工无东说念主车间及首条黑灯产线、国内首个绿色低碳高效焊合数字化车间、总装数字化车间与隔板数字化车间，依托新一代信息手艺与先进制造手艺深度交融，完终坐褥效率大幅普及、产物性量陆续改善。

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企业在智能制造方面的近况

在现时大家“ 退煤” 及国度“双碳”布景下，能源体系靠近着变革求发展的逆境，四肢国度维持产业的能源能源装备制造基地，东方汽轮机以数字转型为驱能源，努力于打造国内清洁高效用源能源装备制造高地，结束公司迈向世界一流的高端能源装备之路，助力公司高质料发展。

围绕工场确立、产物想象、工艺想象、研讨调遣、坐褥功课、质料管控、开辟护士、能源护士、仓储物流、售后干事等多个方面开展自动化改良及数字化升级，建成了多个自动化产线，开展PLM、ERP、APS、MES、SCADA、QIS等多个系统的数据全面意会及业务集成应用，构建各车间功课自动化及智能协同、平台管控、开辟层到协同层全量全要素数据互通及数据治理、坐褥制造集成限度，打造想象数字化、坐褥透明化、功课自动化及系统陆续优化的智能制造工场。公司于 2022 年底最先成为四川省首家通过智能制造智力闇练度 3.0 级评估认证的企业。

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2023年8月，东方汽轮机建成5G全合并数字化工场。以27个宏基站和240个微基站构建5G专属汇集，在园区部署30余万个数字测点，打造自主研制的工业互联网平台底座，搭建9个坐褥制造系统、5个研发想象系统、3个护士决策系统等63个工业应用系统，确立9个数字化车间所有21条数字化产线，建立供应商、企业、客户互相协同的数字化供应链，开展产物辛勤监测和智能运维干事，及时监控园区安全、能源、环境数据，赋能数字党建，逐日并行处理超500G数据，结束东说念主员、手艺、资源、制造、产物全领域数据互联互通，使坐褥效率大幅普及、制变资本不休裁减、产物性量陆续改善。

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参评智能制造方式详备情况先容

1. 方式布景先容

叶片是汽轮机、燃气轮机等能源及透平能源装备的枢纽零件，又是最精细、最垂危的零件之一，尤其四肢燃气轮机的中枢热端分解部件，其研发和制造是一个国度工业的发展范围和手艺水平的垂危体现。叶片在极尖刻的条目下承受高温、高压及渊博离心力、蒸汽激振力等复杂交变应力的共同作用；其空气能源学性能、加工几何时势、名义省略度、等身分均影响举座装备的效率。因此叶片的研制不仅需要严苛的选材、精良的想象，还需复杂、精细的工艺制造。

叶片的制造在航空发动机、能源及透平能源装备等行业，前期大多仍罗致传统的数控五轴加工单位、东说念主工凹凸料、下机检测及东说念主工过程管控等花式，存在举座制造效率低、质料不富厚、中枢开辟愚弄率不及等问题。四肢国内三大能源及透平能源装备制造企业之一的东方汽轮机，相似靠近着上述问题及商场的竞争压力，公司主动求变全国约炮，以智能制造为冲突口，开展自动化改良、数字化升级，打造国内首个叶片加工无东说念主车间及首条黑灯产线，股东提质增效及制造智力普及，结束公司的高质料可陆续发展。

2. 方式实施与应用情况详备先容

方式以重型燃气轮机叶片加工制造为对象，从产物结构及工艺想象、工场及车间布局、产线确立、过程管控、仓储物流、质料检测等畅通产物制造的全过程开展自动化及数字化的升级确立，具体如下：

2.1 / 基于MBD的叶片数字化想象

罗致数字化软件器具，对产物进行分类想象，建立不同型号系列的产物模子库、材料选型库，建立基于中枢产物复杂型线的参数化模子库，通过参数化驱动表结束三维模子的快速创建与更新。搭建三维数字化想象圭臬体系，保证三维模子可竣工抒发产物想象、工艺想象规模条目等信息，同期想象三维模子四肢单一数据源，将数据传递给工艺端，并开发工艺自动化想象器具，结束想象、工艺一体化。罗致CFD、CAE数值仿真分析技能，开展产物想象阶段的性能、可靠性迭代优化及加工仿真、自动编程、三维安设仿真分析，结束新产物的快速研发。

图1 叶片产物参数化想象

图2 叶片参数化结构工艺

2.2 / 基于产能最大化的工场优化想象

针对透平能源装备叶片制造车间的复杂闹翻场景，罗致了三维想象器具和仿真软件对车间的系统确立效果以及坐褥节奏情况进行建效法真分析，维持车间举座议论布局有研讨。搭建的车间系统逻辑仿真模子，以产能最大化为相关详备测算立库库位数目，笃定立库位置、线边货位的缓存数目等。开展车间全尺寸三维模子的建立，基于工场三维模子完成了布局空间的过问分析和物流优化移交。

图3 叶片制造车间系统逻辑仿真模子与仿真

同期以重型燃气轮机中枢产物叶片为实施对象，构建以法拉利、德玛吉、哈米勒车铣复合中心和多要道工业机器东说念主等枢纽开辟的黑灯产线数字孪生模子，探索全场景数字孪生在叶片柔性加工产线的应用。

图4 基于数字孪生的叶片黑灯产线

2.3 / 闹翻制造混线坐褥的叶片柔性产线

将叶片加工制造现存的15台C.B.Ferrari五轴加工中心、6台DMG车铣复合中心、2台HAMUEL车铣复合中心进行自动化改良，确立成自动化加工产线群，主要进行中小叶片型面、安设面的抽象铣削加工。该产线群是一个全数字化、自动化的坐褥单位，大概在无东说念骨打扰的情况下，精确完成叶片的加工，结束刀具几何参数机床内测量并自动更新至机床刀具参数表，在线测量工件并自动赔偿再加工至产物及格的整套自动化坐褥经过，与MES系统和物流、AGV系统集成，结束订单下发至加工完成入库全经过无东说念骨打扰。同期针对叶片不同结构，合资装夹夹具，凭据任务负荷和产出节奏自动匹配开辟任务，建成行业首个叶片自动化柔性加工产线。

图5 15台法拉利加工中心组线

图6 叶片黑灯产线坐褥现场

2.4 / 复相助业模式下的精确动态管控

搭建多系统集成的数字化坐褥管控系统，以MES为干线，通过其相接APS的坐褥研讨任务并下达施行，同期与三维想象工艺一体化平台（PLM）集成，结束基于工序级的精确功课研讨与东说念主员绩效护士，将坐褥信息反馈至APS及ERP，并对证料数据进行及时记载，同期通过对特殊经过的干系的数据和限定进行成就化建模，以便于进行功课研讨优化和调养。基于工艺的结构化数据，结束开工物料需求与器具动态需求反馈和王人套性查验。依托MES系统，基于大数据、动态调遣、常识库建模等手艺，结束了复杂工艺条目下坐褥经过无东说念主化、动态调遣及时化，有用普及了车间坐褥的效率和资源愚弄率，最终结束研讨排程、坐褥施行、质料反馈、东说念主员护士一体化。

图7 多系统集成的数据交互

图8 MES管控下的任务动态监测

2.5 / 多系统集成的立体仓储及物料精确配送

通过智能仓储物流系统确立，建立合资物料箱、智能立体库、AGV小车，应用二维码绚丽和导航手艺，与WMS系统和WCS、RCS、FSS系统集成，结束物料从MES订单-立库-机床工位间的自动化精确高效流转，同期将物流数据、信息系统数据、什物齐集数据通过信息化系统进行蓄积，惩处信息传递流转不畅问题，大幅普及仓储护士东说念主职使命效率。

图9 叶片车间智能立体仓储

图10 5G+AGV物料配送坐褥应用

2.6 / 基于数字模子的叶片在线检测

搭建及时在线自动化检测系统，围绕三坐标测量机成就了环形自动凹凸料系统、测量夹具、开发专用自动化检测软件等。自动化检测有研讨罗致环形运输线进行工件自动传输，东说念主工对托盘进行扫码再对工件进行二维码扫码赢得产物信息后东说念主工装夹至工装夹具，结束工件与托盘信息绑定。针对二维码信息未能径直赢得的工件，通过手动选拔工件类型进行托盘信息绑定，检测结束自动关联工件二维码信息和检测时候等信息生成定制测量发扬及检测数据，自动生成检测发扬。针对型线测量，通过开发的型线分析软件进行型线尺寸参数匹配，软件议论后给出测量分析末端。

图11 叶片三坐标自动检测平台

3. 效益分析

针对重型燃气轮机制造建成国内首个叶片加工无东说念主车间及首条黑灯产线，初度结束叶片加工开辟大范围集群限度。集成19台五轴加工中心、8台高精度双驱五轴数控加工中心以及4台六轴机器东说念主的黑灯产线，在产线柔性限度系统的请示下，机器东说念主自动合手取物料、柔性装夹，加工中心协同来源，结束全自动加工。黑灯产线、立体仓库、三坐标检测平台等组成的叶片加工无东说念主车间通过MES与WMS、AGV、自动化立库的协同，结束原材料按需自动配送到机台、制品自动入库。该无东说念主车间冲突了叶片加工开辟单位式限度局限，减少物料在工序间的流转次数和经常的凹凸料，取消线边库存、减少空间占用，结束了无东说念主化功课，大幅裁减护士资本。

方式基于闹翻型超高精度叶片加工全国约炮，在产物及工艺想象一体化、多品种小批量混线限度、自动化物料护士配送、数字化坐褥运营管控等方面取得垂危冲突，结束重型燃气轮机叶片 24 小时无东说念骨打扰一语气加工，质料及格率达 99%，方式效率达到同类制造手艺海外先进水平。