图为长城汽车重庆永川生产基地焊接车间，智能焊接机器人正在运行。新华社记者 黄 伟摄
习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时指出：“坚持以实体经济发展为重点，进一步推进新型工业化，加强产业基础再造和重大技术设备研究，促进制造业高端、智能、绿色发展”。从今天开始，本版推出“进一步推进新型工业化”一系列报道，实地考察了大江南北的工厂车间，展示了制造业高端、智能、绿色发展的积极进展和成果。
目前，新一代信息技术与先进制造技术的综合发展已成为新一轮产业变革的独特特征，推动了全球产业链和价值链的深刻变化。党的十八大以来，我国智能制造业的应用规模和发展水平大幅上升，智能制造业的发展取得了显著成效。目前，我国已建成2100多个高水平的数字车间和智能工厂。其中，209家示范标杆厂智能化改造后，产品研发周期缩短20.7%，生产效率提高34.8%，不良产品率降低27.4%，碳排放降低21.2%。在本报告中，记者带您进入三家不同行业的智能工厂，感受智能制造给行业一线带来的可喜变化。
——编 者
宁德时代新能源科技有限公司
极限制造，将不良品率降低到“近零”
制造业通常使用PPM（百万分之一），即每100万种产品中不良产品的数量来标记产品的可靠性。在汽车行业，世界级的PPM通常在100左右。然而，宁德时代新能源科技有限公司是世界上最大的电力电池制造商，这还远远不够。
“去年，该公司使用了192Gwh(吉瓦时)的全球动力电池，相当于约3亿个电池。如果不良产品率只达到PPM水平，就相当于市场上有数百个隐患的电池，这是我们无法承受的。”宁德时报工程制造与研发系统联席总裁倪军表示，极限制造业的首要目标是进一步将不良产品率降低到10亿分之一（PPB）级别。
宁德时代是如何达到如此极端的电池质量的？记者穿着防尘服、口罩、防护帽、鞋套，穿过新风除尘通道，走进宁德时代总部Z基地阳极搅拌车间。在两层楼高的厂房里，巨大的搅拌桶完全由系统自动控制。干混、预搅拌、慢搅拌、搅拌等生产工艺对应于不同的工作温度和不同的搅拌速度。自动填充的阳极活性物质应克服搅拌机中重力和惯性力的干扰，形成稳定的悬浮状态，然后成为完全一致的浆液。
“制浆是一个关系到动力电池安全一致性的重要过程，也是极限制造需要克服的第一个问题。”宁德时代智能工厂推广负责人冯安民解释说，独特的浆叶设计包含了宁德时代对流体物理学、虚拟仿真技术和核心算法的深刻理解。“MES（生产执行系统）承担了这些智能，并发布了允许机器自动完成复杂混合的指令，而许多传感器收集的数据确保了指令的准确执行。”冯安民说。
要克服极限制造的第二个问题是涂布。“一般来说，涂布有点像摊煎饼，或者像在面包上涂上一些窄黄油一样，追求的是薄而均匀。”宁德时代制造基地支持部高级经理刘玉清表示，区别在于Z基地的涂装工艺应以每分钟80米的速度将搅拌好的活性材料均匀涂覆在4000米长、4.5微米厚的铜箔上下两侧，“这个厚度相当于头发直径的1/10。”
一台80多米长的国产涂料设备，似乎不可能完成这项任务。“看看这个排电机控制器吗？”刘玉清指着涂料设备核心的狭缝挤压头告诉记者，工人通过手持平板电脑，依靠5G传输技术，以微米级精度控制挤压头，确保流出的浆液在铝箔表面高速均匀涂覆三个细细的“丝带”。记者仔细一看，薄如蝉翼的铝箔就像一个平静的黑色湖。只有转换角度，才能看到背辊旋转带来的微妙流动波纹。在嘴唇上，1.2米宽的铝箔和覆盖的浆料仍然像镜子。
“为了保证产品的良率，我们在涂装过程中安装了强大的产品‘鹰眼’系统。”冯安民说，8K高清摄像头通过超低延迟5G网络将涂层过程实时传输到机器视觉系统，任何小缺陷都将被传输“鹰眼”系统识别。阳极搅拌和涂层只是Z基地七大车间中的前两个。在其他五个车间，一个合格的电池必须经过20多个过程，如辊压、模切、卷绕和组装，才能离开生产线。同时，宁德时代的产品良率达到了行业最高水平，如干燥、激光预分切、卷绕、极耳焊接、电池顶盖激光焊接等复杂工艺环节。
自2020年底推出智能制造系统以来，在实现10亿分之一缺陷率的前提下，宁德时代总部智能制造示范厂将每组电池的生产节奏降至1.7秒，劳动生产率提高75%，年能耗降低10%。
如今，100多台自动化设备和6800个核心质量控制点越来越接近Z基地实时纠错的目标，无需停产。这不仅可以进一步降低不良率，提高产品质量和一致性，还可以进一步优化生产效率。宁德时报在全国拥有47家生产工厂，是全球市场占有率达到37%的动力电池龙头企业。令人惊讶的是，自2021年以来，宁德时代的47家工厂已经在半年内完成“5G 智慧工厂”的建设。
三月十二日，长达1000公里的麒麟电池在宁德时代总部新基地下线。“采用智能制造2.0系统的新基地将显著提高生产效率，生产成本和能耗将显著降低。”倪军向记者发出邀请：“当产能完成爬坡时，欢迎感受到极限制造的又一次转变。”
浙江极氪智能科技有限公司
智能工厂，数百万个性化配置的随机组合
“这是双电机版，红色车漆，浅色内饰，普通轮毂”“这是一个单电机版本，黑白车身，深色内饰，21英寸低风阻轮毂”……在极氪智能工厂总装车间的最后一道工序，不同车身和内饰颜色、不同轮毂、不同动力配置的新车缓缓驶过U型终检线。
“汽车在生产前已经有了主人。”极氪智能技术副总裁赵春林告诉记者，极氪车型完全由消费者在APP上定制，如极氪001，配置多达150万种。以轮毂为例，用户可以选择低风阻轮毂或普通轮毂，只有20多个组合。
有这么多的配置选择，生产中会出错吗？基于人工智能视觉技术进入终检线前“整车外观视觉检查系统”有效地解决了这个问题。高清摄像头，像一双明亮的眼睛，顶盖、扰流板、左右顶盖装饰板、左右后视镜、左右窗框、前后嵌板、门把手等九种关键配置“记录在案”，并与订单在后台MES系统中生成的配置表进行实时比较，以消除装配错误。
实施大规模个性化定制会影响生产效率吗？“传统汽车公司也可以实现多车型混线生产，但配置提前设置，包括车身和内饰颜色，最多约100种。”极氪智能工厂制造总监杨辉表示，为了向用户开放选择，有能力实现150万种配置组合，确保高效生产，有必要在研究、生产和销售的整个过程中定制智能解决方案。
极氪智能工厂作为工信部2022年智能制造示范工厂，于2021年第三季度投产，全面引进智能化、数字化技术“5G 工业互联网”以数字孪生驱动产品绿色研发为载体，以智能化生产牢牢控制产品质量，以工业互联网平台实现高效合作，形成“透明、敏捷、智能”智能制造系统。以物料配送为例。在极氪智能工厂总装车间，每辆新车的配件都由AGV(自动引导运输车辆)牵引，装配前应进行扫描“身份标识”，杜绝差错。
在轮胎安装过程中，普通车辆工厂由工人在车身静止状态下手动安装吊具和扭矩拧紧枪。极氪与设备供应商共同开发了智能安装方案。借助视觉检测系统与两台机器人的完美合作，不仅有效避免了不同规格轮胎与车身匹配的错误，而且减少了等待时间，节省了车站占用空间。
高效、快速地完成大规模的个性化定制只是极氪智能工厂需要解决的许多问题之一。通过生产过程中的数据采集和智能诊断，确保工艺质量和产品质量，是极氪赢得消费者认可的竞争武器。
走进极氪智能工厂的焊接车间，几乎没有工人。与传统汽车工厂的焊接车间不同，这里没有刺鼻的金属气味，飞溅的焊花也少了很多。703台自动焊接机器人和近200台AGV机器人自动运行，焊接自动化率达到100%。
“焊花飞溅看起来很壮观，但焊花大并不意味着焊接质量好。相反，它可能无法控制电流和电压，导致过度燃烧。”赵春林说，焊接过程的细分比较复杂，一开始要用小电流软化材料，然后逐渐增加电流，使材料真正融化，“突然给出非常大的电流，也可能导致爆燃、过度燃烧等异常，影响焊接质量。”
赵春林指着混合线生产的极氪009白色车身告诉记者，这款MPV有4800多个焊点，每个焊点的焊接过程只有一秒多，但极氪将这一秒多分成许多毫秒，然后通过焊接电流电压产生数值曲线。“在焊接过程中，点焊机器人不仅可以通过数值曲线进行毫秒控制，还可以收集电流电压的精确数据，并在后台进行大数据分析，完成质量可追溯性。”焊接车间高级经理张旭业说。
类似的数据采集、分析和质量追溯系统也用于底盘组装站。这里，46个螺栓自动拧紧，底盘与车身紧密组装在一起。在车站旁边的钢架上，几十个家用电表大小的小盒子排成两行。“这是一个螺栓控制器，记录每个螺栓的扭矩数据，并实时反馈给系统。”总装车间高级经理李凯表示，扭矩数据产生扭矩曲线，智能比较系统设置的曲线，如果超过阈值，意味着螺栓拧紧过程异常，下一站显示屏将亮红灯，车身从装配线“扣”下一步，确保线上车辆设备质量万无一失。
“我们的目标是实现智能工厂的不断发展，探索未来的人工智能平台，实现数字化、智能化、敏捷、高效、高质量的三个平台和六款车型的全灵活生产。”赵春林说。
宝武宝钢冷轧车间p>
智能大脑有助于提高30%的生产效率
“车间怎么黑？”
“这里的生产线足够智能，不用开灯就能自动运行，名副其实‘黑灯工厂’。”四冷轧分厂厂长沈青福走进中国宝武宝钢冷轧厂热镀锌智能车间，自豪地说。
记者一打开灯，就发现车间上方的行车正抓着直径约2米的冷轧钢卷来回穿梭。“驾驶通常需要工人操作。通过智慧赋能，无人驾驶本身就知道如何根据生产计划从库区找到所需的钢卷，然后运输到指定的位置。”沈青福告诉记者，2017年至2019年，宝钢对冷轧车间进行了整体智能化改造，实现了两台热镀锌机组的智能化升级。
沿着生产线前进，32个技术改造项目一个个映入眼帘。
让我们先看看捆绑机器人。过去，钢卷在不同的工艺之间移动，需要手动捆绑和手动捆绑。特别是在捆绑过程中，工人需要用大钳子切割钢辊带，这既费时费力，又有安全风险：一个人的高度和25吨左右的钢辊在弹出时很容易伤害人。改造后，将此工作移交给机器人，高效、安全。
钢卷拆捆后，进入机组，打开卷，自动焊接和清洗，然后进入连续退火炉进行高温退火。退火带钢快速冷却后，进入锌锅，即实现热镀锌加工。钢卷长3000多米，短1000多米，就像染色车间的布一样，在7层退火炉内上下缠绕，向前滚动。
“场面壮观，工作量大。”沈青福告诉记者，在运行过程中，钢卷缠绕在无数辊子上。过去，为了发现辊子异常，每班工人必须从一楼到七楼进行检查。一次旅行需要2到3个小时，“现在，巡检机器人每4小时自动巡检一次，遇到异常再提示工人检查维修。工作效率提高，劳动负荷降低。”
还有世界上第一个锌锅电磁撇渣系统。在镀锌过程中，液态锌与空气接触后会形成氧化锌杂质。为了保证汽车板等成品的质量，必须抑制氧化锌的渣、驱渣和捞渣。“过去，工人们穿着保温服，用长柄勺子取出杂质。改造后，氧化锌依靠电磁撇渣技术聚集在一起，然后由捞渣机器人捞出，实现无人化。”沈青福说。
炉闭环、碱液回收、能环智能在线、锌层闭环、增湿抑渣、边缘测厚仪、取样机器人……智能应用大大减少了生产线的就业。每条线只需要4名操作员，集中在车间中间的集中控制室，监控电脑和大屏幕上的各种生产参数，大大减轻了工作量。此外，智能制造还带来了降低成本、提高效率、节能降耗等好处。据报道，数字车间改造以来，综合污染物吨钢下降30%，生产效率提高30%，产能提高20%，吨钢能耗降低15%，加工成本降低10%。
“宝钢有限公司对钢厂进行了智能化改造，主要有两个方面：一是在原设备上安装了大量的传感器、摄像头和探测装置，连接设备、设备和系统；二是借助‘智慧大脑’控制设备。”宝钢股份有限公司大数据与智能化部高级经理沈立明告诉记者，同时满足了钢铁生产规模化、定制化的两大需求，“智慧大脑”至关重要，“从炼钢环节开始，钢水应根据不同订单的需要定制，热轧、冷轧等环节也是如此。为此，我们将生产机制，‘老师傅’经验输入系统，辅以人工智能，使系统做出科学有效的决策。未来，随着数据积累、经验沉淀和算法升级，‘大脑’会越来越智能，生产也会越来越高效。”
在中国宝武，智能制造的总体目标总结为“四个一律”。沈立明介绍：一是“所有操作室都集中”，原来相对分散的操作室将进行远程集中改造，至少可以实现“一条生产线，一个操作室”或更高的集中度，然后大大提高工作效率；二是“所有操作岗位都是机器人”，特别是对于脏污、危险、重复性高的岗位，优先采用机器代人，降低劳动强度和安全风险；“所有操作和维护都是远程的”，通过实时监控、提前预警、远程诊断，将部分通用设备连接到设备智能运维平台，提高运行效率；第四，“所有的服务链接都在线”，在平台上完成钢铁外部供应链服务的所有流程业务。
目前，宝钢宝山基地约80条主要生产线实现了不同程度的智能制造。“除生产环节外，设备管理、能源环境、物流运输、安全生产等也是数字翅膀。”据沈立明介绍，近五年来，宝钢投资50多亿元进行智能化改造，帮助人均钢铁产量年均增长8%左右，“未来，随着5G的发展、随着工业互联网、人工智能、数字孪生技术的不断实施，钢铁生产将更加智能化。”
资料来源：人民日报
广州鲁邦通物联网科技股份有限公司成立于2010年，致力为行业客户提供软硬件结合的5G+工业互联网平台解决方案，通过设备物联、机器人乘梯、设备售后管理系统、电梯物联网等产品和服务，助力电梯及特种设备、医疗设备、机器人、环保设备、环卫设备、电力设备和水务设备等工业客户进行后市场服务的数字化转型，降本增效，开启利润增长的第二曲线。
