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智能1+1,决胜新市场

常熟开关制造有限公司(以下简称“常熟开关”)是一家“小”公司,说它“小”,因为它只做配电产品,专注于断路器;同时它也是一家大公司,现注册资本3.8亿元,总资产26.6亿元,占地26万m2,并且作为国家级技术中心、国家创新型试点企业,两次荣获国家科学技术进步奖二等奖。

常熟开关制造有限公司常务副总经理、总工程师管瑞良

秉持着“精品立企,高端制胜”的发展理念,常熟开关始终致力于做电器元件、智能配电系统和成套电器三位一体的集成方案解决供应商。元器件离不开成套运营,到现在已经离不开系统运营,在这个过程中,常熟开关始终坚持成为行业的技术引领者,目前已经成为外资企业公认竞争对手。继“CW智能型万能式断路器”被国家工信部授予“单项冠军产品”称号之后,2018年,工信部智能制造新模式应用项目针对万能式断路器、塑壳断路器产品的“基于工业互联网平台的用户端电器智能制造系统的研制与应用”顺利通过验收。标志着常熟开关已经抓住智能化机遇,投身智能制造的浪潮当中。

无论是智能电网,还是泛在物联网,最终都要落在产品上。产品首先要有好的市场应用的产品,其次要有好的制造手段,“1+1”就是指智能产品加智能制造。智能制造和智能产品加起来,就是产品高端引领,实现高端替代的重要手段和方法。

常熟开关智能配电解决方案

产品智能化

以前大家认为智能电网就是用智能电度表去做智能化,这不是本质。电力是最有条件成为物联网的,因为电力系统本身就是一张网,这个网当中谁是重要节点?我认为是开关电器,基于开关电器再加上IT,在电力互联网基础上增加感知,也就是电力物联网。任何系统的底层都是具体的设备。对于配电系统来说,底层设备就是各类断路器等元件,断路器本身就具备保护和电能分配的作用,因此基于断路器的智能配电管理具有得天独厚的优势。

目前的断路器已经发展到什么程度呢?第一,完善的保护功能,满足新能源及智能电网发展要求。新一代ACB、MCCB均具有区域选择性联锁技术,双重参数设定,ACB剩余电流保护,变压器中心点接地故障保护,宽频电流保护,过电压漏电保护,BB型剩余电流故障保护,自动重合闸功能,以及方向性保护、电流需用保护、电流卸载功能等高级功能。第二,集成测量和维护功能,保护测量维护一体化设计,即插即用。第三,减少接线,提升可靠性,优化运行综合成本。第四,支持多种通信方式,与各类智能管理系统无缝对接。

目前,常熟开关已经能提供智能化全面解决方案的软硬件产品、智能元件解决方案和智能配电管理平台解决方案。常熟开关对传统的配电监控系统也进行了革新,促成了新一代智能化断路器与物联网的融合。断路器和物联网技术的有机结合,相比传统的配电监控系统有了翻天覆地的变化,断路器物联网平台具有无可比拟的特点和优势。第一,随时随地的设备掌控。断路器和物联网的融合,将原本在底层的封闭设备数据上传到了云服务器上并存储记录下来,这样用户的掌控就不再局限于传统单机系统的主机侧,只要在能够联网的地方,都可以对自己的断路器设备进行实时的掌控。第二,更低的成本,更短的部署时间。使用物联网方案,用户无须再购买监控主机、铺设专门的现场总线网络,以及定制专门的监控软件,由于监控平台软件集中在云服务器上,现场只需要将所有的断路器全部联网即可,无需要进行软件调试等工作。第三,高可靠性,便于维护。传统单机系统中的计算机作为监控的核心平台其实具备一定的可靠性风险。传统单机系统的主机都在各个用户现场,项目越多,维护的压力也越大,而物联网系统的主机维护工作都可以在远程完成,无论是用户要求的更改还是功能升级,都无须前往现场,优势大。第四,提升服务。利用云服务器数据库的优势,为用户提供全方位多功能的能耗分析数据展示,然后通过进一步的数据分析和数据挖掘,为用户提供能耗建议,指导用户做出更好的决策,提升和优化配电系统。通过对设备内部运维参数进行精准分析,产生预防性维护以及周期性维护计划,并提供服务支持,确保设备和用户资产的可靠性。

智能化全面解决方案的软硬件产品

制造智能化

常熟开关以创新、品质、优化、智能为智能制造的工作方针,融合信息技术、工业技术和智能技术,实施面向智能制造的用户端电器制造新模式。作为优秀的民族品牌,常熟开关还承担了2016年度国家工信部智能制造新模式应用专项。

1.信息化管理

首先是ERP企业资源管理系统。常熟开关信息化建设自2000年开始引入PDM系统,开展产品数据管理工作,并同步成立了专门的信息化部门。自主研发公司的管理软件、技术管理系统和销售管理系统最先开发。至今已构成了丰富的企业资源管理平台,覆盖了销售、服务、生产、物流、仓储、车间、管理和财务等各个部门。

其次是PLM全生命周期管理平台。常熟开关多年来不断推进全生命周期的产品管理,近年来重点推进了TCM的导入和建设,实现了设计与工艺的协同,构建了以Teamcenter Engineer和Teamcenter Manufacture的集成化PLM平台。通过统一的平台,公司开发部门在设计阶段可通过数字化三维设计进行产品开发,在TC环境中集成了NX的应用环境,技术人员创建三维设计模型进行相关的产品结构化设计、MOTION运动仿真分析,装配干涉分析和VA分析,并可进行数字化流程审批、EBOM管理和数字化更改管理,创建跨部门协同,组成项目管理小组,如电子与机械的协同开发。

第三个是MES车间制造执行系统。MES系统集成于ERP系统平台之中,使企业管理层和现场生产管理层一体化管控运作,并有诸多优点。首先有利于ERP系统自上而下的数据驱动,包括订单需求、生产需求和库存预警信息等数据,MES系统根据相关资源分配,自动对生产调度进行安排;其次有利于MES系统自下而上的数据驱动,包括完成状态、资源状态和实际在线库存,实时信息反馈,使成本计算、库存状态更可靠;最后有利于订单信息驱动更透明化,管理更有效,执行层管理更精确。

第四个是智能化生产物流。智能化生产物流包括供应商、零部件仓储、装配需求、配送、产品制造过程、成品仓储以及客户等各个流通环节,所有环节都应具备数字化、网络化的基本特征,同时要基本实现系统自分析、自决策功能。常熟开关利用iWMS智能仓储移动物流系统实现了对物料仓储管理和配送的数字化与智能化。

最后是可视化看板系统。常熟开关建立了“公司级、车间级、产线级、工位级”的“全方位、多层次”的可视化体系,使制造过程中原本不可见的各类信息转变成可视化数据,使订单、生产、品质、设备和物流等相关信息形象、直观,实现管理的透明化。

基于数字化设计技术的产品开发流程

2.数字化设计

常熟开关早在1998年就引入国外先进的三维设计软件,2000年引入PDM产品设计管理软件,2005年建立电器仿真研究室。至今,建立了数字化设计、数字化工艺仿真和数字化产线仿真的体系化制造数字模型。由于应用了先进的数字模型仿真分析工具和模型预试验相结合的交互式设计方法,大大提升了产品设计可靠性。目前,公司典型的仿真分析工具有:磁流体电弧仿真、动态动力学分析、应力分析和优化、电磁场仿真分析和可靠性仿真分析。

3.智能化制造

制造智能化是实现智能制造的核心。常熟开关利用新型检测技术研究、精益化生产研究、自动化制造研究、现代制造技术研究和物流管控研究加持的自动化生产线,来打通数据计算分析控制、信息管理集成化、可视化系统和安全网络设施。打造了精益化梳理、自动化制造和信息化互连的塑壳断路器生产新模式。全规格63~800A多条精益化、自动化、数字化的制造流水线,全过程作业标准化。以100A规格为例,结合了机器人技术、现代装配技术、伺服控制技术、传感器定位技术和视觉检测技术,并通过条码线扫协同,实现了参数自适应、生产柔性化和检测自动化的国内首条塑壳断路器自动装配线。出厂检查按规定要求100%自动化检测、自动识别和剔除。

另外,实现了多工艺复合的自动化制造零部件生产新模式。断路器零部件种类众多,形状复杂,涉及的工艺复杂、工序多,为实现关键零部件的智能制造,公司专门成立自动化设备制造部门并联合工艺部门开展了复合工序连续化技术研究、柔性体刚化定位研究、工艺参数自动化监控研究、制造精益化研究和自动化生产规划研究等课题,基本上实现了关键零部件的自动化生产。

“推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变”是习近平总书记对中国制造转型升级的重要论述。常熟开关也致力于此,公司正以智能1+1战略在产品开发上创新提升,致力于新一代强智能化产品系统化研究,创造全新的引领行业的产品,在生产制造上不断践行数字化、信息化和智能化战略,实现质量第一、效率优先的目标,努力成为国际一流的民族品牌。

(本文根据常熟开关制造有限公司常务副总经理、总工程师管瑞良在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)