【智能制造案例2】“纤”引世界“智”造未来 光纤预制棒和光纤智能工厂

发布时间:2021-04-30
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为推动智能制造深入发展,推介智能制造标杆企业经验做法,在工业和信息化部装备工业一司指导下,我们组织编写了智能工厂典型案例,内容涵盖汽车、家用电器、石油化工、纺织服装、飞机制造等领域。现将部分内容摘编如下,供有关方面学习借鉴。

光纤光缆是信息通讯基础设施中不可或缺的基础材料,其制造类型属于偏流程型制造的混合型制造,具有加工周期长、影响因素多、控制精度高的特点。光纤预制棒是光纤制造的源头,占据光纤光缆产业链利润的70%,是产业链中制造技术最难、生产工艺最复杂的产品。长飞光纤光缆股份有限公司(以下简称长飞公司)制定了详细的智能制造发展规划,在充分考虑氯气等生产原材料及废料循环利用的条件下,在湖北潜江建设了预制棒及光纤智能制造单体工厂(以下简称智能工厂),实现了从设备层到车间层的智能制造。

图1  VAD沉积-烧结-退后车间精密装配机器人

一、实施路径

(一)自主研发核心工艺装备,打破国外技术垄断。自2012年以来,长飞公司成立了VAD、OVD工艺研发及产业化公关团队,并通过五年的研发攻关,研制出具有完全自主知识产权的VAD、OVD工艺及装备平台,实现多项关键技术的创新和突破,改变了国内预制棒技术长期被卡脖子的不利局面,获得国家、省级科技进步奖。2016年起,团队又开始进一步推进VAD、OVD产线的智能制造改造提升,基于工艺突破实现了18种核心工艺装备的智能化升级改造,并投入使用。通过与MES、专家知识库等集成,实现了核心工艺装备工艺过程自适应控制、自诊断修复、生产流程工艺趋势控制及模型优化等功能,大大提升了生产效率。

(二)全面应用智能物流装备,打造离散工艺流程化生产模式。智能工厂光纤车间精密及重载装配机器人、光纤成品高参数自动化立体仓库、AGV和自动物流线等多套智能物流装备全面应用,将离散工艺设备、分离车间系统整合连通,实现全流程预制棒工序间的自动装卸载和物流运输,主工艺流程物流自动化覆盖率100%。

(三)基于工业大数据分析,实现生产工艺趋势控制与优化。预制棒和光纤生产工艺流程长、人为驱动工艺控制等因素,造成了工艺质量控制滞后和波动等问题。通过采用智能工艺系统和工业大数据分析应用技术,建立生产工艺的加工数学模型,对衍生出的大数据样本不断进行智能拟合,实现了工艺的在线趋势控制、设备健康诊断和预测模型、工艺模拟及质量预测等功能。

图2  光纤成品高参数自动化立体仓库系统

二、实施成效

经过多年的智能工厂建设,智能制造成功在长飞光纤潜江有限公司产业化落地,取得了显著的经济与社会效益。不仅打破了国外的技术垄断,达到了世界领先水平,还实现了显著的经济效益,预制棒生产效率提高26%,运营成本降低27.3%,产品研制周期缩短34.4%,产品不良品率降低24.7%,能源利用率提高48.4%。2020年,入选国家智能制造标杆企业。

 


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