轨道交通装备制造数字化转型实践
中车株洲电力机车有限公司 企业概况 始建于1936年，是中国中车（央企）旗下的核心子公司公司拥有电力机车、城市公共交通产品、动车组、工程车四大产品平台，并着力为客户提供全寿命周期维保及机电总包服务、检修服务、PHM（故障预测与健康管理）、重要零部件、电气化公路、储能等系统解决方案 q2021年10月18日，习近平总书记在中共中央政治局第三十四次集体学习时指出，发展数字经济是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。 国家战略 q在习近平总书记关于网络强国的重要思想指引下，《数字经济发展战略纲要》等重大战略规划出台实施，构建了从顶层设计、战略部署到具体措施的政策支持体系，形成了推动数字经济发展的强大合力，激发了我国数字经济发展的蓬勃活力。 总体目标：依托中车株机涂装智能化升级项目，将5G、大数据、AI等数字技术与业务深度融合，通过打造1套数字化新基建，完成多项业务数字化，打造N个数字化新场景，从点、线、面系统化提升企业智能制造能力，实现DT（数字技术）、CT（通信技术）、OT（运营技术）的深度融合，建立数字化、智能化、绿色化的涂装智能制造车间。 以人为主的指 Ø纵向协同：以产品为主线，以设计为输入，拉通涂装研发设计、工艺设计、生产管理、现场制造的纵向计划、加工、数据贯通与协同；Ø横向协同：以供应、计划为主线，拉通物料供应和车辆涂装上下游工序协同与柔性生产；Ø端到端协同：实现大型部件的称重、转运、加工、质检，以及设备状态（故障）、人员、现场的端到端协同。 打通业务、系统、终端信息孤岛和部门壁垒，实现纵向、横向、端到端贯通、共享、协同。 打造基于流程自动化、管理透明化的运营管控模式，并以数据来辅助决策或自主决策并推动执行。 总体规划、分布实施、重点突破 业务部门、技术部门、建设部门同频共振，规划上统一的目标、思路，落实上你中有我、我中有你。 重构涂装制造工艺及布局-路径优化/物流最短 全面应用智能化涂装技术-数字喷砂/数字打磨/数字涂装 改善涂装作业区域“三度"问题-温度/湿度/洁净度 提高涂装作业效率与产品质量-自动识别/自动转运/智能检测 落实污染防治处理措施-环境监测（颗粒/粉尘监测）/防爆监测 p基于项目制的计划协同体系（ERP） p网状供应链协同提升（SRM） 统一供应商门户，动态管控长期生产计划拉动供应商备货，短期生产计划拉动供应商交货，多维度精准评价供应商制造、供应、质量等履约能力。 p制造执行数字化（MES） 以MES系统为统一平台，上承生产订单、制造BOM、工艺文件，横向连接仓储物流WMS，下连中控系统打通产线、设备、终端。 p数字化质量管理体系（QMS） 建立事前策划、过程可视、事中控制、事后改善的数字化涂装质量管控体系，并支持质量检测算法自主优化，提升质量全过程管控能力。 p5G+AI面漆实时检测 利用5G+AI实现面漆颜色、表面缺陷实时、高精度智能检测，并形成完整的数字化质量履历。 业务痛点：传统人工目检抽检+手工记录顶部存在盲点 ①人工目测：主观判断，标准不统一，结果不稳定②人工粗检：检测过程不可控、检测结论无法回溯③顶部盲点：车身顶部无法检测④检测效率低下 解决方案：5G 500Mbps大上行+AI质检 ①人工自动化，效率翻番；②人工粗检可回溯数字化检测；③顶部盲点自动化检测；④良品率提升，每线减少约10次返工 p移车台预测性维护 关键设备从传统故障修、停机修向前置状态修、预测修转变，并实现故障/正常设备动态调度。 业务痛点：非计划停机、设备欠修、过修，利用率低，维护成本高 ①关键零部件在没有达到规定的使用年限时就出现故障，造成非计划停机，甚至重大生产事故②目前普遍采用计划性检修的方式，成本高，效率低，设备维护保养管理过程复杂，任务繁重③容易造成设备欠修，过修，严重降低设备的利用率和可靠性 传统模式 5G实时采集：电机、行动轮、主轴、刹车轮等，振动、压力等传感数据 p移车台防碰撞、防侵入 利用光学摄像头、激光雷达、毫米波雷达等技术，建立数字化的关键设备防护手段，规避安全风险。 业务痛点：告警不及时、突发停工停产，影响生产效率 ①人工管理，意外停机多 传统模式 ②作业区域异常，无法及时告警 减少因安全事故造成的停工，预估每年减少停工120小时，相当于增加了约30台车的产能。 5G实时回传：移车台的工作区域的报警信息，雷达检测告警等 p大数据+AI应用 业务需求：大数据建模、运行数据，价值提现 基于数据积累，通过大数据建模，数据治理，形成数据逻辑、应用和算法，从而形成从以流程为核心到以数据为核心构筑产品数字化、制造数字化。1、设备数据：通过关键设备关键部件运行数据采集，优化模型算法，不断提升设备资源利用率。2、质量数据：通过生产加工、外购关键件质量数据积累，优化模型算法，不断提升产品设计工艺优化。3、产品数据：产品全寿命周期数据积累，形成“一车一档”，产品数字化追溯。 建立管理、技术螺旋迭代优化机制，通过“稳态”的数字化平台打好基础，同时将具有管理优势、具备技术条件的典型业务和场景打造成标杆、示范案例，并通过持续优化、改善进行“敏捷”更新，建立“稳态”数字化平台和“敏捷”数字化用例，逐步打造数字化能力体系和高效的运营模式。 p第二阶段建立数字化能力体系和高效的运营模式 p第一阶段建立“稳态”数字化平台和“敏捷”数字化用例 1、建立数字化能力体系和高效的运营模式，实现数字化、智能化全面转型2、挖掘数据价值，贯穿全价值链流程，实现主场景应用3、各项指标完成率达到100% 1、平台框架和技术底座建成，提供“稳态”数字化平台2、建成计划、制造、质量板块的局部应用场景3、开发“敏态”数字化用例，贯通核心主价值链流程，实现局部突破4、各项指标完成率达到80% 制订多项制造技术规范和标准，为形成行业智能制造解决方案起到良好的应用示范作用 提能力，打造业务新动能1 制造能力：柔性生产及快速响应、实时监控与动态优化、预测性维护；决策能力：全过程数据整合、智能分析与洞察、辅助决策；质量控制能力：全流程质量管控、质量追溯/优化；协同能力... 提效益，提升企业效率价值2 生产效率提升25%，能耗成本降低超700万/年，材料成本降低超3000万/年，涂装作业人员减少70%以上... 提质量，建立产品质量新标准3 涂装面漆喷涂效果、设计一致性大幅提升；涂装质量不依赖人；实时、精准检测面漆质量。 基于数据流，构建灵活的底层数据支撑，减少信息不对称，打破信息孤岛。 以智能化的决策工具减少运营中的人为误差及对人员经验的强依赖，实现降本增效。 基于IOT，构建互联的智能化设备、数字化产线、人、终端。 涂装标杆工厂 持续探索新技术、新产品对公司数智化转型的促进作用，基于涂装标杆产线打造涂装安防标杆示范工厂，以智能化的管理手段替代大量人工，打造多技术融合标杆工厂。 p智能车体涂装缺陷全维度检测p生成式AI涂装创新设计平台p数字孪生驱动的涂装工艺优化p......