07月

单件小批量制造典型案例-上海电气电站

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1. 单件小批量制造的特点

单件小批量制造指生产单件产品基本上是小批量需求的专用产品的制造。在单件小批量的制造条件下，企业产品品种多，产量小，因此科学的制定制造方案，对于控制企业的在制品库存，提高产品交货期满足率，缩短产品供货周期，提高企业生产率等方面起着十分重要的作用。总体来说，单件小批量制造模式下的特点有以下4点。
①生产过程柔性化程度较高。单件小批量制造中产品品种多，批量小，如果把工件固定安排在一台设备上加工，很难保证所有的设备工作负荷饱满。因此，经常会给一个工件安排多台可以加工的机床。
②产品的交货期要求较严格。由于市场的变化，通常要求制造企业必须按时交货，否则制造企业可能会承担违约的责任，因此企业往往要求所有的产品都在计划完成时间内完工。
③调度过程动态性较高。单件小批量制造模式下，经常会遇到客户定单发生改变，或临时增加紧急定单，这样会打乱原有的生产计划，因而需要对生产计划及时调整，以适应客户需求的变化。
④工艺路线复杂。相比较大规模定制生产模式而言，单件小批量制造模式下的产品繁多，且有各自的工艺路线，在生产过程中多种产品并行生产，致使各种不同的加工路径相互交织，这使生产调度的复杂性大大增加。
因此单件小批量制造主要面向机电、装备制造等领域。构建以加工质量、加工效率、工艺合理性为核心属性的典型实例，实现对其生产周期、良品率等重要生产特性的直观展示。

2. 典型案例背景

大型汽轮发电机作为电力系统的关键设备之一，其制造具有单件小批量生产、手加工作业较多、工序繁多等特点，是典型的离散型生产制造模式。
汽轮机是我国制造业中不可或缺的一部分，其市场已形成一定规模，行业发展呈现一片良好趋势，但我国汽轮机行业的研发能力相对薄弱，自主创新能力还尚待提高，而且汽轮机企业的管理水平不够高，在人力、生产成本和销售环节投资成本过高，尤其是企业的创新能力较弱，技术人员的技术水平不够过硬、创新能力不强制约着汽轮机行业的发展。

3. 典型案例详情

上海电气电站设备有限公司是一家专业从事大型汽轮发电机设计、制造和服务的骨干企业。具有强大的技术研发、二次创新、自主创新及产品制造能力，是世界双水内冷发电机技术首创者和我国300MW、660MW、1000MW大型汽轮发电机首台制造者，同时开发出了660MW双水内冷、500MW燃机、1200MW水氢氢、1100MW核电等一系列具有自主知识产权的世界或国内首创发电机产品。大型汽轮发电机作为电力系统的关键设备之一，其制造具有单件小批量生产、手加工作业较多、工序繁多等特点，是典型的离散型生产制造模式。
智能制造既是实现制造业结构调整的高端技术，又是支撑制造业“上水平”的基础性技术。发展智能制造能为工厂的全面发展提供有力推动和必要保障。通过智能制造技术的发展，提高创新能力和附加值，实现节能减排目标，提升传统制造水平，从而抢占技术制高点，以科技创新达到世界国行业的先进水平。
通过智能化建设，实现设计的数字化、管理的信息化、生产制造的智能化，提高产品开发效率、减少工艺分散性、提高产品可靠性、降低劳动强度、提高生产效率及降低产品成本，满足安全生产、环保要求，同时降低能源消耗，提升管理效益和经济效益。
发电机产品数字化设计主要是以优化软件、硬件及交互界面为主，打造全三维工作环境，以系列化、模块化设计为导向，进行软件的二次开发和封装，构架多层级设计系统，以三维设计模型为基础，通过三维工艺路径规划及三维工艺仿真实现工艺数字化设计，以及以大数据库为支撑，实现多系统信息流集成、共享和管理的数字化平台。

针对工艺开发的重点工序，如定子线圈嵌线、并连环装配和总装等，基于产品、工模具等三维模型的工艺数字化设计，在装配制造模型下进行装配工装的验证，仿真夹具的动作，仿真产品的装配流程，验证产品装配的工艺性。实现对装配工艺的充分验证，在投入制造以前尽早的发现问题，减少制造过程中的工程更改，提高了新产品研制的快速应变能力，降低了样机试制的开发成本，加快了研制周期，提高产品设计开发的能力，全面提升制造企业的核心竞争能力。
在工艺布局和工位布置时通过虚拟的制造环境和装配工艺模拟，优化工艺流程，检验和验证工位布置的合理性。通过人因工程，实现产品设计的人机交互过程，检验产品制造的可视性和可达性问题，减少产品在维护过程中出现的设计不合理。

基于ERP系统的管理信息化建设，通过MBOM优化，实现订单管理、订单设计、工艺设计、制造管理、采购协同和项目测试，从物料、计划和成本三个维度解决系统与业务之间的不匹配问题。

通过智能制造技术升级改造，实现了管理的信息化、生产制造的智能化，建设智能型发电机生产工厂，开创发电机智能制造新模式，提高产品开发效率、减少工艺分散性、提高产品可靠性、降低产品成本，并有效提升上海电气电站设备有限公司在国内外电站设备制造行业的竞争能力，促进本企业产业结构向高端装备制造转型升级，全面推进智能制造产业的发展进程，为先进制造技术提供关键技术支持。
借助智能制造和互联网相关技术，探究新工艺、新方法，寻找产品研发突破口，摆脱对国外技术的依赖，促进我国汽轮机行业向更高端的方向发展。