燃氣輪機(ji)，被譽(yu)為裝(zhuang)備(bei)制造業 “皇冠上的(de)(de)明珠”，不僅是能源系統(tong)的(de)(de)心臟，也是飛機(ji)、艦船及軍事(shi)系統(tong)的(de)(de)核心動力設備(bei)，代表了全球裝(zhuang)備(bei)制造領(ling)域的(de)(de)最高端技術。
圖(tu)1：新奧(ao)動力E2100兆(zhao)瓦燃機產品(pin)
然而長久以來，燃(ran)氣輪機(ji)技術長期被發達(da)國家壟(long)斷嚴密封鎖(suo)，即(ji)便有能力(li)開發燃(ran)氣輪機(ji)，歐美仍(reng)會采取(qu)壓低一次性設備(bei)進口(kou)價格(ge)、抬高備(bei)品備(bei)件及維修等后期服務價格(ge)來獲取(qu)競爭優勢(shi)。
01 創新路徑突破“卡脖子技術”
突(tu)破(po)燃機卡脖子技術，國內(nei)早在21世紀初就開(kai)始嘗(chang)試了(le)，然(ran)而(er)激進的技術路線(xian)直接對標彼時(shi)最先進的國外產品，一個環節卡殼就意(yi)味著前功(gong)盡棄。
新奧(ao)(ao)集團作為(wei)清潔能源(yuan)行(xing)業(ye)(ye)的(de)(de)先行(xing)者，2012年就啟動微(wei)、小(xiao)型(xing)燃(ran)(ran)氣輪機(ji)的(de)(de)研(yan)(yan)究工(gong)作，到(dao)2013年，新奧(ao)(ao)能源(yuan)動力科技(上海)有限(xian)公(gong)司(隸屬(shu)于(yu)新奧(ao)(ao)集團)，正式在上海掛牌成(cheng)立，以下(xia)簡稱“新奧(ao)(ao)動力”。經(jing)過十年的(de)(de)發展(zhan)，新奧(ao)(ao)動力作為(wei)國(guo)內(nei)唯(wei)一(yi)一(yi)家(jia)正向研(yan)(yan)發的(de)(de)微(wei)、小(xiao)型(xing)燃(ran)(ran)氣輪機(ji)企業(ye)(ye)，自(zi)主(zhu)研(yan)(yan)發的(de)(de)百千瓦及兆瓦微(wei)、小(xiao)型(xing)燃(ran)(ran)氣輪機(ji)在油田(tian)、陶(tao)瓷、紡織(zhi)等工(gong)業(ye)(ye)場景下(xia)成(cheng)功(gong)投入(ru)使用，幫助企業(ye)(ye)解(jie)決用能痛點，節能降耗，減少碳(tan)排放，并且核(he)心機(ji)部(bu)件實現(xian)了100%國(guo)產(chan)化。
圖2：新奧(ao)動力燃機核(he)心零部件
新奧動力經(jing)過十年的(de)發展，“度過了‘從無到有(you)’的(de)突破(po)階段”，在(zai)數字時代的(de)大背(bei)景下，新奧動力戰略與數字化負責人胡(hu)昊(hao)表示，“接(jie)下來將(jiang)全力攻堅打(da)磨定(ding)型燃(ran)機產品，這要求(qiu)我們全面以(yi)客戶需求(qiu)導(dao)向(xiang)為(wei)中心進行戰略轉(zhuan)型。”
02 數字化全面賦能戰略轉型
以客戶(hu)需求(qiu)導(dao)向為中心的(de)(de)戰略(lve)，對新奧動(dong)力來說意味(wei)著要做(zuo)好兩件事：其(qi)一：對內(nei)自(zi)動(dong)化與(yu)數字化相結(jie)合(he)，用精益生產的(de)(de)理(li)念實(shi)現(xian)智(zhi)能(neng)制造。其(qi)二：對外遠程監控與(yu)無(wu)人(ren)值守相結(jie)合(he)，以數據進行(xing)驅動(dong)實(shi)現(xian)智(zhi)能(neng)服務(wu)。
圖3：新奧動力燃機生產車間(jian)
為(wei)何要從這兩方(fang)面入(ru)手，胡昊對此也給出了解釋：“燃(ran)機作為(wei)高端(duan)裝備，相較于產品(pin)價格(ge)，用戶更關切質(zhi)量(liang)(liang)是(shi)否過硬，為(wei)贏得客戶的(de)(de)信賴，新奧動力(li)必須做好燃(ran)機全生命周期(qi)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)管理體系(xi)建(jian)設(she)，同時(shi)借助IoT的(de)(de)能力(li)遠(yuan)程監控燃(ran)機的(de)(de)運行狀況，沒有數字化的(de)(de)支撐幾乎不可(ke)能實現。”
事(shi)實上(shang)，從燃機裝(zhuang)備制造業的特性來看(kan)，也能有所洞察(cha)：
一(yi)方面，一(yi)臺燃機的(de)生(sheng)產交(jiao)付(fu)周期約3個月，涉及生(sheng)產單(dan)單(dan)據數過百，傳(chuan)統管理模式下，前(qian)端(duan)研發設計的(de)調整與后端(duan)制造(zao)很難精準且實時(shi)同步(bu)。
另一方面，隨(sui)著燃(ran)氣機組運行時間的延長(chang)，維修(xiu)量(liang)是呈現(xian)增長(chang)趨勢的，備品備件的需(xu)求量(liang)也會逐年增高，燃(ran)機上萬個零部件，出現(xian)問題如何快速精準溯源定位，也是很大的挑戰。
03 新核云MES破局：搭建燃機質量履歷本
新奧動力微小型燃(ran)氣輪機全生命周期(qi)的質(zhi)量(liang)(liang)(liang)管(guan)理主要圍繞項目質(zhi)量(liang)(liang)(liang)管(guan)理開展，具體(ti)包含產(chan)品(pin)研(yan)發質(zhi)量(liang)(liang)(liang)、供應商質(zhi)量(liang)(liang)(liang)、制(zhi)造(zao)過(guo)程質(zhi)量(liang)(liang)(liang)以(yi)(yi)及產(chan)品(pin)運營質(zhi)量(liang)(liang)(liang)四個維度。經過(guo)近百次(ci)的會議討論(lun)以(yi)(yi)及理論(lun)、實踐的多(duo)方面(mian)驗(yan)證下(xia)，新核云團隊認為(wei)當(dang)務之急是核心過(guo)程數據貫通，形成質(zhi)量(liang)(liang)(liang)履歷本才可實現產(chan)品(pin)研(yan)制(zhi)過(guo)程全程以(yi)(yi)及設備關鍵零件(jian)(渦輪、壓氣機、轉子、燃(ran)燒室)等追(zhui)溯(su)，初步實現全面(mian)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)管(guan)理的目標(biao)!
圖4：新(xin)奧動(dong)力數字化(hua)轉(zhuan)型目標
Step1：多系(xi)統集成(cheng)，平臺化(hua)管理
在引入新核云MES之前，新奧(ao)已經部署了CRM、PLM、ERP、TDM(試驗數(shu)據管(guan)理系(xi)統)等流(liu)程節(jie)點的(de)數(shu)字(zi)化系(xi)統。然而(er)整個流(liu)程尚未聯動，項(xiang)目單(dan)與(yu)生(sheng)產單(dan)、生(sheng)產單(dan)與(yu)生(sheng)產單(dan)的(de)關聯缺失，亟需MES打通 IT和OT，承上(shang)啟下，將運營和生(sheng)產數(shu)據融(rong)合貫通。
圖5：新核(he)云(yun)多系(xi)統集成解決方案
新(xin)核云通過實(shi)施(shi)MES與多系(xi)統的(de)集成解(jie)決方案，新(xin)奧動力所有的(de)燃機生產、和其他生產任(ren)務都(dou)將通過數(shu)字(zi)化系(xi)統集成平臺(tai)(tai)，統一(yi)進(jin)(jin)行任(ren)務派(pai)發(fa)，對所有生產過程數(shu)據進(jin)(jin)行實(shi)時(shi)記錄，實(shi)現生產透明化。單臺(tai)(tai)設(she)備(bei)歷時(shi)三個月的(de)生產項(xiang)目，通過平臺(tai)(tai)化管(guan)理有效地建立項(xiang)目綜合管(guan)理體(ti)系(xi)，閉環管(guan)理，從研發(fa)設(she)計(ji)端到生產制造(zao)端信息協同，以(yi)有效響應客戶(hu)的(de)需求變更，車間產能(neng)(neng)由原(yuan)每(mei)月35-40臺(tai)(tai)產能(neng)(neng)提(ti)升至超50臺(tai)(tai)，顯著提(ti)升了25%。
圖(tu)6：車間看板可(ke)視化管理
Step2：SN序列號管理搭建生產全過程質量控制體系
新核云給出(chu)(chu)的(de)SN(序(xu)列(lie)號)解(jie)決方案貫(guan)穿采購來料(liao)、生產過程(機(ji)加工、核心機(ji)/整機(ji)裝配、測試工序(xu))、發(fa)貨等全流程環節。首先，在(zai)采購環節啟用SN管理的(de)物(wu)料(liao)(外(wai)購件)，在(zai)外(wai)購入庫(ku)時錄入就生成SN序(xu)列(lie)號，并將(jiang)SN打印出(chu)(chu)二(er)維(wei)碼，粘貼在(zai)物(wu)料(liao)上，質量部(bu)門進行檢驗(yan)，出(chu)(chu)具檢驗(yan)報告(gao)，傳至ERP。
其(qi)次，生產(chan)過程數據也(ye)實現了與(yu)ERP的(de)同步，ERP通過接口把(ba)生產(chan)任(ren)務(wu)傳遞給(gei)MES，MES系(xi)統發起領料(liao)(liao)/退料(liao)(liao)任(ren)務(wu)，ERP執行將出(chu)入(ru)庫具有SN信息的(de)物料(liao)(liao)傳遞給(gei)MES線邊倉;機(ji)加工終(zhong)檢人員(yuan)則需要上傳檢驗(yan)報告(gao)給(gei)MES系(xi)統，流程的(de)規范使得產(chan)線返修任(ren)務(wu)顯著降(jiang)低(di)40%，產(chan)品(pin)一次性通過率由63%提升至(zhi)86%。在整機(ji)的(de)裝配環(huan)節，應用(yong)關(guan)鍵件綁(bang)定(ding)方案，對于關(guan)鍵件進行SN關(guan)聯(lian)綁(bang)定(ding)，組裝成品(pin)并張(zhang)貼SN碼，記錄相關(guan)綁(bang)定(ding)關(guan)系(xi)。
在(zai)整(zheng)機(ji)測試(shi)環(huan)節，通過TDM系統(tong)測試(shi)數據和MES集成，完工匯報(bao)結束測試(shi)，MES系統(tong)輸(shu)出整(zheng)機(ji)終檢報(bao)告。最后(hou)(hou)，當(dang)燃機(ji)設(she)備生產下線后(hou)(hou)，通過制定(ding)出廠(chang)編(bian)碼，并通過SN序(xu)列號管(guan)理，在(zai)MES系統(tong)里進(jin)行(xing)序(xu)列號與(yu)出廠(chang)編(bian)碼的(de)綁定(ding)關(guan)系，以便于后(hou)(hou)期售后(hou)(hou)維護時(shi)進(jin)行(xing)查詢和質量追溯。
圖(tu)8：異常信息批(pi)量導(dao)出
Step3：IOT技術為燃機裝上物聯網監控
通過(guo)搭建IOT物聯系統，已交付(fu)客戶(hu)的(de)設(she)(she)(she)備(bei)通過(guo)IOT系統實(shi)(shi)現物聯，采集燃機(ji)輪機(ji)及(ji)其附屬設(she)(she)(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)(xing)數據(ju)(ju)，當燃機(ji)發(fa)出設(she)(she)(she)備(bei)異常的(de)信號后(hou)，將異常信息返回，以及(ji)時(shi)了解(jie)異常情況，安(an)排后(hou)續解(jie)決方案，實(shi)(shi)現集控中心(xin)、APP、WEB、PC端數據(ju)(ju)共享，實(shi)(shi)時(shi)掌(zhang)握設(she)(she)(she)備(bei)運(yun)行(xing)(xing)狀態 ，同時(shi)有效監(jian)控以燃氣(qi)輪機(ji)為核心(xin)的(de)各能(neng)源站(zhan)的(de)運(yun)營狀態，如(ru)產能(neng)、能(neng)效等數據(ju)(ju)，避免(mian)運(yun)行(xing)(xing)狀態發(fa)生較大偏移，在運(yun)行(xing)(xing)過(guo)程(cheng)中及(ji)時(shi)進行(xing)(xing)狀態預警、故障(zhang)處(chu)理(li)、保障(zhang)設(she)(she)(she)備(bei)安(an)全運(yun)行(xing)(xing)。
圖(tu)9：設(she)備物聯IOT系(xi)統平臺化管控
Step4：通過燃機履歷本隨時隨地查詢信息產品
燃機履歷本完整(zheng)地(di)記錄了產(chan)品的(de)(de)(de)全(quan)生(sheng)命周期信(xin)(xin)(xin)息，通(tong)過(guo)(guo)序(xu)列號管理(li)，輸(shu)入整(zheng)機的(de)(de)(de)出(chu)廠編碼或其(qi)內部(bu)的(de)(de)(de)序(xu)列號即可高效地(di)查(cha)(cha)詢燃機關鍵件信(xin)(xin)(xin)息、質(zhi)量(liang)(liang)信(xin)(xin)(xin)息、生(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程(cheng)異常信(xin)(xin)(xin)息以及售后(hou)異常等四個維(wei)度的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息，快(kuai)速查(cha)(cha)詢到整(zheng)機或其(qi)核心部(bu)件的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程(cheng)，實現質(zhi)量(liang)(liang)追(zhui)溯，為質(zhi)量(liang)(liang)問題(ti)回顧與復(fu)盤提供了準確的(de)(de)(de)數據支撐，助力新奧動力初(chu)步構建全(quan)面質(zhi)量(liang)(liang)管理(li)的(de)(de)(de)目標。
圖10：燃機全生命周(zhou)期(qi)履(lv)歷本
如今，新(xin)核云(yun)賦能新(xin)奧動力的(de)數字化(hua)成果(guo)已從廊坊工(gong)廠(chang)復(fu)制到上海工(gong)廠(chang)，助力兩地(di)統一(yi)管理與運(yun)營，以(yi)持續(xu)提升(sheng)燃(ran)機整體的(de)質量管理水(shui)平。新(xin)核云(yun)未來也將持續(xu)伴(ban)隨(sui)中國的(de)燃(ran)機事業共同成長，砥礪前行!
