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(来源:两机动力控制 作者:刘慧东)
1、GE燃气轮机的辉煌工厂
上午首先由Alex Pringle先生和Felicia Long女士为我们介绍了GE燃气轮机的辉煌工厂,该工厂从 1968 年开始运营,目前已经是拥有3200多名员工,占地11.2万平方米的企业,成为全世界最大的燃气机厂,主要产品系列包括MS5、7E、9E、7FA、9FA、7HA等,其中7HA是输出产能最大、效率最高的系列,创造了吉尼斯世界记录。
Alex Pringle先生介绍GE燃气轮机发展历程
GE燃气轮机在智能制造方面使用了SAP系统和BMS系统(辉煌生产系统,brilliantmanufacturing suite)。Alex Pringle先生重点介绍了BMS系统,生产过程和工人的数据由BMS搜集和管理起来,包括生产工人的行为、当天所做的工作、工作的时间、机器数据、废品率、维修历史等,核心功能包括:
1)制造工程管理:工号输入后,所有的文档都会量身定做。目前生产是三班倒,前一班留下的工作,会提醒下一班如何做,完成哪些工作的信息都会记录下来。
2)生产执行管理:管理了作业标准、数据采集、工作流程,以及生产工人行为、当天工作、机器数据、工作的时间等。还有合规性管理也很重要,生产过程中如果零部件尺寸超出许可的范围,自动报警和冻结,零部件不合格要停下来。如果出现废品,需要送到废品区重新做或维修,维修、报废的成本自动计算出来。
3)跟踪和反馈:跟踪废品率,对每个零部件输入序列号,可以跟踪所有的历史,包括是否维修或回炉过,通过组装号可以展开零部件号。
4)供应商协同:供应商存货平台,可以跟踪供应商做了什么工作。
GE燃气轮机工厂MES的核心功能
MES的很多功能是根据GE燃气轮机工厂需求二次开发的,界面整洁干净,不会太复杂,避免分散注意力。可以用工号、序列号或工作中心搜索需要做的工作,工人不通过相关的审核就不能开工。工人的工作方法(SOP)可以看到什么时候发布、什么时候修改;还可以查询不合格的零部件,相关质量控制数据就会看到;同时有序列号的管理,可以跟踪序列号;还有打印功能,可以打印工序号和工序列表;还可以查看工时、分析报告、生产过程信息。对生产管理和生产透明度上有很大的提升。
Alex Pringle先生演示和讲解MES系统
值得关注的是使用GE的快速实施法,用了不到两年时间完成了6个工厂的BMS实施,并且通过不断的完善和修正BMS已经迭代到第9个版本。BMS好处是可以快速迭代,快速实施,不到一年时间完成了北美的格林韦尔工厂、纽约工厂等3大工厂的实施,又用了一年时间完成了其他3个工厂的实施。实施过程中也遇到了一些问题,比如从老系统转移到新系统会发现速度有些慢、存在数据错误等问题,有些问题已经更改,有些还在改进。为了优化数据库和访问速度,采用了两级数据库架构,第一级Wip Only是实时数据库(SOADB),第二级的All WOS是数据分析(SOADB Replication)和Data Lake(SOADB BACKUP)存储,数据库非常重要,要存在三个不同的地方,总部负责管理。
GE燃气轮机工厂MES系统实施后带来的带来的主要效益:
1)可以跟踪工人的工作效率,可以根据工人的工时进行更新,修正标准工时。
2)可以全面跟踪零部件和原材料。
3)可以管理机床数控数据和工人工作方法,全公司联网,同时用数字化管理可以减少库存。
4)可以提高质量,可以看到不合格的原材料、原材料的库存、数控程序最新的版本等
5)为工人提供统一的界面,所有需要的信息都在同一个界面中。
随后,Mike Roseberry先生带我们参观了工厂,他已经在这里工作了18年,工厂有150万平方英尺,2200人,每年可以生产200-300个燃气轮机,这里很多正在制造的产品是要交付给中国客户的,例如正在制造的最大的9HA.02燃气轮机,单机可给60万家庭供电。在智能制造方面比较理性,以效率和效益为先,产线根据自身需求做了合理改造,其中一条加工流水线25台设备,原来要20多个工人,目前只需要5个工人;另外一条热锻叶片工段一个人可以操作8台设备,包括数控机床、机器人等设备。但有些工段并不适合使用机器人,比如组装工段使用机器人每天只能装3个产品,而人工每天可以装9个产品;坚持实用性原则,能够使用的设备继续使用,1970年的第一台设备及80年代的光学检测仪器仍在服役。另外Mike Roseberry先生提出了7S的概念,即在6S基础上增加了标准化,可见标准化对智能工厂的重要性。工厂参观完后,Haroldwill moore先生带我们参观了燃烧实验室,燃烧实验室可以做燃气轮机全载、全速试验,是全世界首位的。储气罐及管道也是全球唯一的,包括用于实验的各种气体CO、H2、CH4等。在燃烧实验室可以完成燃烧、压力、温度、寿命等实验。
GE燃气轮机的AWV(先进制造中心)展厅
2、GE燃气轮机的AWV(先进制造中心)
AWV是为了验证数字化及3D打印等先进技术而建立的,同时也是智能工厂的示范模型,GE燃气轮机的先进技术在AWV实验成功后再进行大面积推广。
TaiLai Hu和Douglas Serieno两位先生首先为我们介绍了GE数字化转型的步骤,一是把设备和数据连接起来,二是把数据可视化显示出来,三是进行数据的分析,四是转化成可提升效率的有价值的内容。GE燃气轮机工厂实现数字化转型主要是通过Proficy Web Hmi(SCADA)、Historian(实时数据库)、Data Firewall(数据安全)等系统实现的,终端用户所需要的内容均可以通过手机下载和应用。
GE燃气轮机的数字化实验室
GE燃气轮机的数字化实验室生产监控界面
随后参观了3D打印实验室,金属材料和复合材料(CMC)都是在这里实验的,这里可以打印20μm(需要7-8天)-50μm(需要3天)的材料,根据形状的复杂性及材料的不同,打印时间会有较大差异,为了缩短时间,采用了增加激光点的方法,目前一台3D打印设备最多有4个激光点。然后带我们参观了实验车间。
GE燃气轮机的3D打印实验室
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