走进上海智能工厂① 上海发电机厂：不仅“解放人手”更要“活在线上”

  上海已成为国内人机一体化智能系统的领先地区，连续3年蝉联中国先进制造业城市发展指数全国第一。抓住智能化、绿色化、融合化发展机遇，深入推动新型工业化，特别是智能工厂的探索，对上海传统产业转型升级，加快培育世界级高端产业集群，加快构建现代化产业体系具有特殊意义。

  本报今起推出走进上海智能工厂系列报道，聚焦申城一批企业设立的标杆智能工厂。这一些企业不仅是技术创新的先锋，更是新质生产力的重要载体，它们的实践既为上海制造注入新内涵，也是上海落实国家战略、勇担使命责任的生动体现。

  我国发电装备制造的有突出贡献的公司——上海电气电站集团上海发电机厂，正通过人机一体化智能系统，让数据成为引领制造业升级的利器，从而冲击世界最强发电机供应商。事实上，2015年开启的此轮人机一体化智能系统之变，已帮助上海发电机厂近年来在面对低碳转型等挑战时，明显提升了韧性和竞争力。而下一步，上海发电机厂的目标是打造出真正的智能工厂。

  上海发电机厂主营业务是为大型火电、核电站提供发电机产品与服务。记者在上海发电机厂车间现场看到，在一个工位上，机器人舞动着粗壮的手臂，将一片片硅钢片堆叠起来，制成发电机的定子铁心。动作干净利落，每层耗时不过几秒钟。

  这是上海发电机厂国内首创的叠装机器人方案。定子铁心是发电机的一个重要组件，每个铁心往往要堆叠超过10万片厚度仅0.5毫米的硅钢片。而在机器人上岗之前，铁心得靠工人用双手一片片叠起来。随着这几十万次的重复动作被转交给机器人，每个工位所需人手减少3/4，效率提升1.7倍，叠装精度从0.1毫米提升到0.03毫米。目前，定子铁心叠装基本上已实现无人操作，现场工人要做的就是巡视机器人状态。

  通过多年探索和创新，上海发电机厂多个工艺环节已实现自动化甚至无人化，包括定子铁心、转子铜排、定子线圈弯形等。记者在现场采访时发现，偌大的车间里看不到多少人，许多工位就是两三人+自动化设备的组合。

  在上海发电机厂，智能化的亮点不仅在制造环节。加工前，材料、配件、刀具等必须配备到位，而将这些物料从仓库到工位的运输，很多都交给了无人车，加上入库、出库、备货等，很大程度上也实现了智能管理，由此，上海发电机厂仓储部门近年来也解放了近一半人手。

  在设计环节，目前上海发电机厂的新产品开发已完全数字化，车间一线拿到的是数字化图纸，其意义当然不在于省下打印的成本——过去，新开发的设备在定型前，一定要按照设计图实打实地生产一台样机，用以验证设计的具体方案；而数字化后，新产品在完成设计的同时，会有一台结构、功能高度仿真的数字样机在电脑里同步诞生，供研发部门进行全方位验证。仅此一项，就能将开发周期缩短近一半。

  大型发电机区别于汽车、手机，无法通过流水线加工，整个制作的完整过程环节多、工艺分散、批量小、周期长，是典型的离散制造业。这决定了上海发电机厂的人机一体化智能系统，无法照搬别的行业经验，得结合自己实际，边干边摸索。

  探寻上海发电机厂智能制造的发展历史，最早可追溯到2008年。当时，他们从设计端入手，尝试形成数字设计能力。2015年，依托我国首批智能工厂示范专项，上海发电机厂试点建设智能工厂，将数字化从设计端向管理、制造、服务等更多维度拓展。几年间，他们研发了一系列智能加工设施和智能检测技术，开展了人机一体化智能系统的尝试。2019年，该项目通过验收，使上海发电机厂成为中国电力装备行业首家国家级人机一体化智能系统示范企业。

  在外人看来，2019年的成果，无疑是一个里程碑；而对上海发电机厂而言，这不仅不是探索的终点，反而是人机一体化智能系统事业的真正开端。就在项目验收后不久，上海发电机厂结合实践，对人机一体化智能系统进行了一番反思和再认识。经过半年的讨论总结，他们意识到，人机一体化智能系统关键并不在于单点的自动化，而是要借助信息技术，让数据在整个企业中流动起来，从而成为一条能将各板块、各业务串起来的线，带来精细化、数字化的运营和管理。

  与这个愿景相对照，彼时的上海发电机厂，一方面，智能制造已有初步探索，形成了框架，另一方面，在数据方面，还存在不少短板。比如，产品研究开发部门的设计的具体方案、图纸和工艺文件，需打印出来送到一线；车间各工艺之间有信息孤岛，相互配合与衔接不流畅；各工位要说明材料、工具，无法对接仓储部门，无法自动生成订单……总体上，如果能逐步加强各部门间的协同，将单点智能变为系统智能，人机一体化智能系统的价值可以在上海发电机厂进一步得到释放。

  正所谓学然后知不足，基于此前的实践和思考，上海发电机厂遵循问题导向，用两年时间，将精力聚焦于智能工厂的基础和底层，为各种物料赋予统一的数字编码，在企业内部构建新的物料、文档数据管理标准，为慢慢的变多设备加装数据采集模块，探索跨部门数字化协同模式……这个新构建的数据基座，让上海发电机厂具备了推进更高水平数字化转型的能力。

  进入人机一体化智能系统新阶段，如今上海发电机厂的管理层最关注的，已不仅是解放人手，更要努力实现活在线上。也就是说，要依据业务需求，在统一的数据和系统平台上，不断开发相应的业务模块，让研发、生产、财务、销售等都逐渐实现数据驱动。

  在上海发电机厂位于临港的制造基地，刚上线的数字化呈现项目，就是这一个思路的集大成者。通过多种数字化技术的综合运用，临港工厂初步构建了一个数字孪生体，车间内每个环节的工作状态都会实时映射到系统上，而闵行总部的管理者只要动动手指，就可以远程掌握临港基地的运行状况。

  随着智能工厂的数据越来越充分，分析越来越深入，企业的经营模式也开始发生明显的变化。在上海发电机厂内部，他们正推进经济运行的数字化管理，系统能将动态采集的开发、销售、生产、交付等数据，及时形成经营报表，为决策提供支持。在外部，上海发电机厂也开始在交付发电机的同时，给客户提供一台运行在虚拟世界的数字发电机。一方面，这能让用户提前利用数字发电机对员工开展设施安装、运维的培训；另一方面，并网发电后，发电机生命体征数据将不断汇入数字发电机，通过仿真诊断，让客户更科学地安排日常维保，确保设备稳定运行——实际上，这也为制造型企业向服务业转型提供了一个切入点。

  也正因为在该领域的持续投入，上海发电机厂在面对更有挑战性的环境时，体现出更多韧性。为贯彻双碳战略，上海发电机厂也在寻求业务转型。由于人机一体化智能系统明显提升了人均效率，使他们能在保留原有技术开发、制造能力的前提下，让许多员工离开火电方向，转型投入新能源领域。过去3年，上海发电机厂的新产品研究开发量达到常年的3到4倍，而研发人员并没有显著增加。

  对上海发电机厂而言，人机一体化智能系统已成为企业的核心竞争力之一。面向未来，他们有信心通过持续的数字化转型和创新，让高端制造在上海保持生命力，为做强上海实体经济作出贡献。

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