案例介绍：上海电气电站上发厂大型汽轮发电机智能工厂

编者按

《上海市建设100+智能工厂专项行动方案（2020-2022年）》已于去年9月发布，计划三年推动建设100家智能工厂，打造10家标杆性智能工厂，培育10家行业一流水平的智能制造系统集成商，搭建10个垂直行业工业互联网平台，即“10030”工程。上期，我们介绍了上海市智能工厂——上海凯宝药业智能工厂案例。本期，我们摘编介绍上海电气电站设备有限公司上海发电机厂大型汽轮发电机智能工厂案例。

一、项目简介

上海发电机厂（以下简称“上发厂”）大型汽轮发电机智能工厂，是上海电气首个开展智能化建设的离散型制造工厂，也是国内首次开展电力装备领域智能制造新模式研究，2019年3月验收通过并正式运营。工厂集数字化设计、智能制造和智能服务于一体，通过18个课题42个子项的深入研究，具备了离散型制造智能化应用的能力，形成智能化技术，提升了产品开发和制造效率，降低了工艺分散性、提高了产品质量，降低了人工工时和制造成本，使产品和服务更具竞争力。

二、项目亮点

1.数字化设计：全流程数字化应用助力效率提升

上发厂离散型智能工厂采用基于模型设计的数字化技术，打造全三维工作环境，创建数字化样机。以三维模型为基础，电磁、通风、机械等计算分析实现在线协同。关键零部件以系列化、模块化、标准化、数字化设计为基础，实施工艺路径规划、三维工艺仿真、文件电子化等，实现新产品设计开发全面数字化，开发效率和质量大幅提高。通过数字化设计，集中开发了世界首创的300MVar双水内冷调相机、1200MW级水氢氢发电机等新产品。

2.智能制造：先进智能装备打破制造瓶颈

工厂针对工艺流程中的制造瓶颈，重点研究了3类9项智能设备。例如：转子槽加工刀具智能检测系统等5项课题针对关键工序，采用自动化设备进行升级；端部形状测量等2项课题应用激光扫描等先进测量技术；机器人焊接等2项课题采用先进机器人替代手工作业。转子线圈铜排自动生产线为世界首创，定子铁心自动生产线和定子线圈端部自动弯形设备等5项课题达到国内领先、国际先进水平。

3.智能服务：在线监测实现远程诊断和无人值守

工厂打造了发电机远程监测与诊断平台，可实时采集和回传发电机运行状态的数据，通过平台知识模型诊断，综合专家评估，实现发电机远程监测。平台可实现全三维、全景仿真主机、油水系统、电气系统及周围环境，动态融合展示设备与环境的所有传感数据，远程监测与诊断平台的实施实现了电厂无人值守的目标。

三、项目成效

智能工厂专项延续和深化了上发厂智能化建设，通过对设计、工艺、制造、物流进行全流程分析评估，对产品开发、核心零部件加工制造、产品服务等重点领域立项攻关，解决核心技术难题，突破瓶颈，缩短研发制造周期、提升效率、提高质量，降低成本。

在数字化设计方面，基于模型的设计开发，实现多专业、全三维的在线协同。模块化设计实现数据重用，三维工艺仿真实现虚拟装配、制造人因工程，数字化模型实现检修过程仿真，提高设计开发效率，缩短开发周期。

在智能制造方面，打通了研发数据与生产制造系统之间的瓶颈，通过MBOM（制造物料清单）优化，在产品设计、制造中全面应用BOM结构，提高了数据管理信息化水平；通过智能装备开发和应用，大幅提升了生产效率。转子线圈铜排流水线配置了输送机、高速铣床、视觉检测等设备，从工厂MES系统中获取订单信息，自动调度、加工和检测，实现了无人化生产。产品质量可靠性高，生产效率提高25%以上。定子铁心柔性生产平台包括智能立体堆料库、激光导航AGV、自动传输线系统及冲片自动叠装机器人系统，四个模块间无缝对接、协同工作，实现了定子铁心段智能柔性生产。

在智能服务方面，远程监测与诊断系统为客户提供现场集成、离线诊断和远程监测服务，提高机组运行安全性和经济性。通过自主开发膛内检测机器人，集成了膛内可视化检测、定子铁心绝缘检测和定子槽楔紧度检测，可实现不抽转子而评估发电机健康状态，可缩短检修周期20天以上，风险小、成本低。

智能工厂建设实际投资额近7000万，涉及领域范围广，多学科深度交叉。建设成果显著，提高了产品质量，产品不良品率降低31%，工厂运营成本降低25%，生产效率提升21%，能源利用率提高9%。

经中科院上海科技查询咨询中心认定，上发厂离散型智能工厂项目具有新颖性，综合技术达到国际先进水平。智能工厂解决方案推进了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，对离散型制造企业具有显著示范作用。