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为了不让焊工夏天裹着护具煎熬,GE天津水电工厂在自动化上下足了功夫
2018 . 7 . 11
 


为了不让焊工夏天裹着护具煎熬,GE天津水电工厂在自动化上下足了功夫

在中国传统制造业的历史中,师徒制是传承手艺和工匠精神的主要方式。老师傅教得好,小徒弟学得快,这门手艺就算是传承下来了。随着自动化在传统制造业的普及,在GE天津水电工厂,老师傅们也打起了机器人的主意。

自动化在电视里见怪不怪,汽车或者电视在流水线上真的如流水一样出库。但对水电来说,自动化却是一个行业性难题。

难题一:

一般行业自动化生产出的产品是标准的,但是水电行业的产品要根据不同电厂的需求定制。光转子(发电机中旋转的部分,通过旋转切割磁场产生电力)的尺寸差异就从一两米到十几米不等,难以标准化生产。

难题二:

一般行业自动化生产的产品没有那么大。比如一般车辆的钢板只有几毫米厚,车再大,普遍也不会超过两米;但水电工厂设施动辄几层楼高,所用钢板也要好几厘米厚,没有现成的自动化设备。

难题三:

一般行业自动化生产的产品对工艺的要求没有那么细,出一些误差并不影响实际使用;但水电设备许多零部件的误差上限却只有头发丝厚度的1/3。设备又大,误差又小,就挑战了。

 

总之,你电视上看到的自动化是一般的自动化,水电自动化是“别人家的自动化”。但是,这些并不能停止GE提升生产安全、生产质量与生产效率的脚步。GE结合目前自动化现有技术,并利用开源机器人写代码,与供应商一起自主开发相应工序的生产程序,培养出了一批堪比十年工作经验老师傅的小徒弟。这些小徒弟不仅能够做脏活累活,还能让师傅们从事更有创造性的工作,为客户提供更好的服务。

 

你左手右手一个慢动作,我一只机械手快速完成

水电设备生产中谁最苦?焊接工一定能拿提名。即便是40度的酷暑中,他们也要全副武装,穿上防护装置,拿着焊枪,顶着高温和强光工作。有时候,若干部件需要预热到一定温度后才能焊接,这时候师傅就只能穿着防护装置坐在(你没看错,是坐在)甚至趴在(你还是没有看错,是趴在)温度可达120摄氏度的工件上进行焊接。

而如今,老师傅通过开源机器人设置了焊接程序,把这门手艺传给了机器人徒弟们。工人只需要告知机器人运行哪个程序,标记好工作区域,机器人就会自动进行焊接。机器人焊接相比人工拥有更高的效率和稳定性,焊接熔敷率(即每一小时可以用掉的焊料公斤数)从2015年的平均水平1.1到现在的1.5左右。

 

 

另外,机器人工作的一致性很高,调节好参数和状态后就几乎不会出现偏差。所以,有了机器人,天津水电工厂焊接一次通过率从95%提升至目前的98%以上,相当于所有师傅们每月总共节省2000个小时的工作量,或者说一个人不眠不休地工作将近三个月。

熟练上下料,日接数千片

在水电设备的生产制造过程中,看似简单的上料及下料环节也并不轻松。以水轮发电机中的常见部件硅钢片(一种含硅的钢铁,用以产生发电所需要的磁场)为例,一片硅钢片大约一张写字台大小,但厚度仅为0.5毫米,只比打印纸略厚一些。一个项目下来,需要加工十几万,甚至三十几万片硅钢片。

 

硅钢片需要进行打磨、喷漆、加热、冷却等步骤。过去,工人需要将粗加工的硅钢片放到流水线上。天津水电工厂每天会生产大约一万片硅钢片,工人三班倒,每人每天就要将上下料的工作进行大约3500次,好比将刀刃从桌子下拿到桌子上八小时不断重复,不仅十分枯燥,也相当危险。而GE机器人可以用吸盘将硅钢片吸起来进行加工,最后再由机械臂自动抓到存放物料的地方,自动码齐。

机器人不仅能忍受寂寞,数学还够好。每攒够1000片,机器就会自动码下一摞,帮助GE与客户更好地对物料进行计数。

三百多个焊点,精确密密“缝”

在水电机组中,硅钢片很容易发热,因此还需要在硅钢片上加上大量通风槽(通风管道的钢条)。为了放通风槽,一片硅钢片上要有300多个焊接点。之前,老师傅们要把硅钢片放到两个标记好焊点位置的模具中间。工人把焊点位置调整好,接下来一个类似于缝纫机的装置向下一按,咯噔一声,一个焊点做好。

 

 

这个工作一个刚毕业的工人可能一天也做不好一片。但是,机器人会自动寻找焊点,只需要十分钟左右就能完成一个硅钢片的工作,约等于一个十年经验熟练工人的效率。

 

除了这些以外,天津水电工厂还有其它“黑科技”。比如,几百吨重甚至上千吨重的水电机组无法直接整体运抵现场,为了保证所有零件达标,需要先在场地预先安装,确认无误后再运抵现场。这个过程叫做“预装”,需要耗费少则几日多则半月的时间。但是,通过激光测距,GE现在可以获得所有零件的模型轮廓,并在电脑上将零件模拟拼接,实现“模拟预装”,最高可以节省装配过程三分之一的时间,进一步提升交付效率。

 

 

目前,天津水电工厂已经成为GE全球最大的水电工厂,不仅支持了乌东德等中国国内的世界级水电项目,还支持了“一带一路”沿线国家的工程。

 

迎难而上,GE正打造水电领域领先的自动化水平,教出机器徒弟的名师们,既节省了大量的工时,又避开了危险的工作环境,他们的时间可以被更加有效地利用到其他创造性的工作上去。此处不得不给GE天津水电工厂的老师傅们的“收徒眼光”点赞!

 

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为了不让焊工夏天裹着护具煎熬,GE天津水电工厂在自动化上下足了功夫

为了不让焊工夏天裹着护具煎熬,GE天津水电工厂在自动化上下足了功夫

在中国传统制造业的历史中,师徒制是传承手艺和工匠精神的主要方式。老师傅教得好,小徒弟学得快,这门手艺就算是传承下来了。随着自动化在传统制造业的普及,在GE天津水电工厂,老师傅们也打起了机器人的主意。

自动化在电视里见怪不怪,汽车或者电视在流水线上真的如流水一样出库。但对水电来说,自动化却是一个行业性难题。

难题一: