為重量超數(shù)千公斤、批量最少僅10余件的高精密閥門零件投建高端自動(dòng)化產(chǎn)線，梁桂華先生，西派集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)，于2019年做出這個(gè)決定時(shí)，幾乎遭到了公司所有高層的反對(duì)和同行的質(zhì)疑：“這么小批量做自動(dòng)化不是嘩眾取寵嘛”，“各種不同類型的閥門，規(guī)格大小不同而且是各種特殊材料，要如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化”，“產(chǎn)品品質(zhì)怎么保證”……如今，三年過去，這條集成了6臺(tái)高端加工中心、長(zhǎng)度接近100米，堪稱亞太區(qū)規(guī)模最大的適用多品種小批量生產(chǎn)的柔性產(chǎn)線已成功運(yùn)行，在用生產(chǎn)效率翻番、生產(chǎn)人員減少40%卓越表現(xiàn)擊碎一切質(zhì)疑的同時(shí)，也成為了西派智能夢(mèng)工廠的“定海神針”，為其躋身中國(guó)最完善的高端閥門制造企業(yè)之列打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
“對(duì)于制造企業(yè)來說，想更勝一籌，必須要有自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。之于西派，我認(rèn)為就是智能化。”梁桂華先生介紹說，“錨定熄燈工廠、數(shù)字工廠，西派正是以這條柔性線為起點(diǎn)，持續(xù)發(fā)力，不斷加固面向未來制造挑戰(zhàn)的核心壁壘。”
針對(duì)多品種小批量，亞太區(qū)規(guī)模最大的混合柔性產(chǎn)線
成立于2009年的西派，是一家專注流體控制解決方案的高端智能企業(yè)，一直從事于石油鉆采專用設(shè)備、管線閥門、控制閥、儀表儀器的研發(fā)和生產(chǎn)，并憑借著高性能、高精度的產(chǎn)品成為了中石油、中石化，以及科威特國(guó)家石油公司(KOC)、阿布扎比國(guó)家石油公司(ADNOC)、阿爾及利亞SONATRACH等領(lǐng)先能源企業(yè)的一級(jí)供應(yīng)商，在業(yè)內(nèi)有著的較高知名度和影響力。
走進(jìn)西派位于江蘇金湖的工廠，無論是設(shè)計(jì)前沿的現(xiàn)代化廠房，還是智能高效的生產(chǎn)裝備、自動(dòng)化產(chǎn)線，又或是極具未來感的數(shù)據(jù)監(jiān)控大廳，其先進(jìn)程度令人贊嘆。正如一位省領(lǐng)導(dǎo)在參觀時(shí)所說“我沒有想到金湖有這樣先進(jìn)的企業(yè)，更沒有想到金湖有這樣具備先進(jìn)思想的企業(yè)家”，這一切的背后，離不開其掌舵人梁桂華先生深刻且前瞻性的思考。
“競(jìng)爭(zhēng)只會(huì)更激烈，一面是國(guó)內(nèi)巨頭和海外品牌雙向夾擊，一面是用戶需求瞬息萬變，唯有走智能化路線才能讓西派擁有‘差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)’。數(shù)年前，我們著手規(guī)劃，直至2019年遇到了Fastems。”梁桂華先生介紹說，“通過Fastems遍布全球的諸多成功案例，我看到了自己設(shè)想中柔性產(chǎn)線的樣子;在多次深入探討中，我切實(shí)感受到了Fastems的‘不一樣’，他們總能站在我的角度出發(fā)，贏得了我的信任。”
值得一提的是，西派柔性產(chǎn)線不僅在長(zhǎng)度上創(chuàng)下紀(jì)錄，其產(chǎn)線的混合性、復(fù)雜程度在業(yè)內(nèi)來說也是首屈一指。首先是不同品牌的機(jī)床的混合，西派產(chǎn)線集成了大隈和牧野兩種品牌、不同規(guī)格型號(hào)的6臺(tái)四軸四聯(lián)動(dòng)加工中心，這不僅要求產(chǎn)線集成商有著強(qiáng)大的品牌兼容能力，還需要有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)難點(diǎn)也是亮點(diǎn)：不同尺寸、不同功能的托盤的混合。為配合兩種型號(hào)機(jī)床，產(chǎn)線內(nèi)的159個(gè)機(jī)加托盤有著兩種差異不小的尺寸，分別為630*630mm臺(tái)面臥加和800*800mm臺(tái)面臥加，此外還有118個(gè)1200*800mm的物料木托盤，柔性線需要智能地識(shí)別各個(gè)托盤，并將它們精準(zhǔn)送至對(duì)應(yīng)的料站或機(jī)床，對(duì)于柔性控制軟件的性能也是一個(gè)不小的考驗(yàn)。
圖1：西派與Fastems聯(lián)合建立的高端定制化FMS生產(chǎn)線，集成了兩種品牌的6臺(tái)智能加工中心，同時(shí)集成了159個(gè)機(jī)加托盤與118個(gè)物料托盤，整條產(chǎn)線長(zhǎng)度近百米，是目前亞太地區(qū)規(guī)模最大的柔性線。
芬發(fā)自動(dòng)化上海有限公司總經(jīng)理丁永平先生介紹說：“不同品牌機(jī)床、不同托盤尺寸混線及物料托盤管理，從來不是哪家公司的‘專利’，而Fastems能夠承接這一項(xiàng)目，并確保產(chǎn)線順暢運(yùn)行的篤定和自信，皆來自于我們?cè)谧詣?dòng)化領(lǐng)域潛心四十余年的豐富經(jīng)驗(yàn)。哪種品牌的機(jī)床配備怎樣的接口，垛機(jī)如何切換識(shí)別不同尺寸的托盤，柔性控制軟件怎么滿足用戶不同需求，這些問題的答案在我們遍布全球的數(shù)千個(gè)案例中已經(jīng)得到無數(shù)次的成功驗(yàn)證。并且，本次西派柔性線的安裝與調(diào)試工作均由我們中國(guó)服務(wù)團(tuán)隊(duì)完成，取得了客戶的高度認(rèn)可，這也是Fastems中國(guó)定位‘全球技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、本地響應(yīng)速度’的一次有力證明。”
“最長(zhǎng)的柔性產(chǎn)線，用最少的人”
當(dāng)走進(jìn)車間，這條柔性線真實(shí)矗立在眼前時(shí)，其所帶來的震撼無以名狀。只見，長(zhǎng)度近百米、高度近八米的五層立體庫(kù)整齊排列，庫(kù)內(nèi)集成有一臺(tái)垛機(jī)，以每分鐘210米的超快速度，高效且有序地將各類托盤以及托盤上的毛坯、在制品等搬運(yùn)至產(chǎn)線內(nèi)的6臺(tái)機(jī)床和3個(gè)裝載站內(nèi)。所有工序僅依靠?jī)晌患夹g(shù)人員，通過操作控制面板與裝夾零件來完成。
“在梁總最初讓我來負(fù)責(zé)柔性線項(xiàng)目時(shí)，我是心存懷疑的，甚至直接和梁總提出‘公司的產(chǎn)品不適合上自動(dòng)化線’。”西派集團(tuán)設(shè)備部經(jīng)理、柔性產(chǎn)線技術(shù)負(fù)責(zé)人陳輝先生回憶道，“在我最初的認(rèn)知中，自動(dòng)化線一般只適合大批量產(chǎn)品，因?yàn)橐袚Q產(chǎn)品，需要對(duì)產(chǎn)線進(jìn)行大規(guī)模調(diào)整，步驟極其繁瑣。而我們的閥門零件最大批量?jī)H有幾百件，種類、規(guī)格之多，多托盤生產(chǎn)對(duì)夾具精度要求極高，怎么自動(dòng)化生產(chǎn)呢?直至看到Fastems那么多成功的應(yīng)用，我才真正理解了柔性自動(dòng)化與常規(guī)自動(dòng)化的區(qū)別。基于軟件它可以同時(shí)生產(chǎn)不同的訂單，將待加工的產(chǎn)品自動(dòng)送入需要加工的機(jī)床，產(chǎn)品切換精準(zhǔn)、靈活。Fastmes柔性線采用的是托盤交互形式，零件、夾具和托盤作為一個(gè)整體在線內(nèi)移動(dòng)，由此可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線不同零件的快速切換加工。此外，當(dāng)一個(gè)零件在調(diào)試、裝夾、檢測(cè)時(shí)，柔性線可以自動(dòng)調(diào)換其他零件進(jìn)行加工，大大提升了設(shè)備利用率。”
這條柔性線如今運(yùn)行狀況如何呢?陳輝非常自豪地介紹說：“我們的產(chǎn)線自2022年底調(diào)試完成后，目前已經(jīng)運(yùn)行近一年時(shí)間。各類閥門(6A、6D)的多個(gè)零件，包括閥蓋、閥體、管頭等各種規(guī)格都已上線生產(chǎn)過，零件重量從幾公斤到數(shù)千公斤，批量最小僅為18件，無論是加工品質(zhì)還是生產(chǎn)效率均表現(xiàn)出色。以閘閥管頭零件舉例，傳統(tǒng)車間里單機(jī)生產(chǎn)8小時(shí)能夠做7件，柔性線上的單機(jī)則可以生產(chǎn)13件，效率幾乎提升一倍。再比如球閥閥體零件，柔性線單機(jī)生產(chǎn)32件的時(shí)間，傳統(tǒng)車間的單機(jī)只能加工20件。”
圖2：西派數(shù)種尺寸的多個(gè)零件，包括閥蓋、閥體、管頭等都已上線生產(chǎn)過，零件重量從幾公斤到數(shù)千公斤，批量最小僅為18件，其無論是加工品質(zhì)還是生產(chǎn)效率均表現(xiàn)出色。
柔性線還減少了操作人員的數(shù)量與工作量。得益于Fastems軟件，只要上線加工過的產(chǎn)品，以后如有重復(fù)，一鍵可以重啟生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了工藝的可傳承。Fastems軟件在生產(chǎn)還沒有開始前，便提前告知操作員保證持續(xù)生產(chǎn)所需準(zhǔn)備的所有生產(chǎn)資源。西派實(shí)現(xiàn)了‘最長(zhǎng)的FMS線，用最少的人’!
“西派80%的業(yè)務(wù)是出口海外，客戶對(duì)交貨期以及產(chǎn)品品質(zhì)的要求非常嚴(yán)格。因此我最看重的就是柔性線的穩(wěn)定性和高效率。在這一年的時(shí)間中，F(xiàn)astems沒有辜負(fù)我們的期待，在有效提升加工效率的同時(shí)，極少發(fā)生故障，即使偶爾有報(bào)警，其技術(shù)團(tuán)隊(duì)的售后保障也十分給力。”梁桂華先生補(bǔ)充介紹說，“此外，這條柔性線還在很大程度上提升了我們的品牌影響力，不僅有來自政府的關(guān)注，一系列獎(jiǎng)項(xiàng)榮譽(yù)以及資源的獲得，當(dāng)客戶來到工廠，看到這條產(chǎn)線，便對(duì)西派的供貨能力、產(chǎn)品品質(zhì)有了更大信任。”
夯實(shí)西派數(shù)字化工廠根基
作為驅(qū)動(dòng)世界生產(chǎn)最重要的產(chǎn)業(yè)之一，油氣開采裝備卻一直被認(rèn)為是智能化建設(shè)較為落后的洼地。一方面，產(chǎn)品本身特性，如品種多、體積大、制造工序長(zhǎng)、定制化程度高等，致使生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)易碎片化，對(duì)自動(dòng)化、數(shù)字化技術(shù)方案要求非常高。另一方面，由于油氣裝備投入高、整合資源難度大，實(shí)現(xiàn)全流程智能生產(chǎn)更加困難。然而，這些在外人看來的重重挑戰(zhàn)，卻成為了目標(biāo)高遠(yuǎn)、敢于突破的西派集團(tuán)一路前行的動(dòng)力。
從偏遠(yuǎn)農(nóng)村白手起家，靠貿(mào)易銷售賺到第一桶金;到2009年調(diào)轉(zhuǎn)賽道，投身實(shí)業(yè)，單槍匹馬回到家鄉(xiāng)建廠;再到2020年疫情爆發(fā)、行業(yè)低迷困境下，力排眾議投建柔性產(chǎn)線……梁桂華先生以創(chuàng)新者的魄力一步步成長(zhǎng)蛻變，同時(shí)也讓油氣閥門生產(chǎn)一次次實(shí)現(xiàn)“更高效率”的升級(jí)躍遷。如今，西派卓越制造又將登上新的臺(tái)階，一幅智能數(shù)字夢(mèng)工廠的藍(lán)圖正圍繞柔性產(chǎn)線緩緩展開。“以柔性制造、自動(dòng)化生產(chǎn)為基礎(chǔ)，西派已經(jīng)搭建起了一個(gè)較為完整的全信息化平臺(tái)，集成了覆蓋生產(chǎn)、企業(yè)信息、物流、采購(gòu)、用戶管理等多個(gè)數(shù)字化系統(tǒng)，在最終建成后可實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)外部所有數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，并依靠科學(xué)的數(shù)據(jù)分析達(dá)成生產(chǎn)管理層面的智能決策和企業(yè)整體的智能戰(zhàn)略規(guī)劃。”梁桂華先生介紹說。
圖3：成立于2009年的西派，是一家專注流體控制解決方案的高端智能企業(yè)，一直從事于石油鉆采專用設(shè)備、管線閥門、控制閥、儀表儀器的研發(fā)和生產(chǎn)，并憑借著高性能、高精度的產(chǎn)品成為了中石油、中石化，以及科威特國(guó)家石油公司(KOC)、阿布扎比國(guó)家石油公司(ADNOC)、阿爾及利亞SONATRACH等領(lǐng)先能源企業(yè)的一級(jí)供應(yīng)商。
“Fastems柔性線所配置的MMS生產(chǎn)控制管理軟件能夠完全滿足西派的數(shù)字化需求。首先，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排單，以及遇到急單或設(shè)備故障時(shí)訂單自動(dòng)調(diào)整動(dòng)態(tài)，加上實(shí)時(shí)、詳細(xì)的訂單進(jìn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可真正幫助用戶做到不間斷生產(chǎn)。其次，MMS還可與公司的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)輕松連接，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線所有生產(chǎn)要素?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控，如機(jī)床、刀具、夾具、托盤等，為工藝優(yōu)化、生產(chǎn)管理，乃至企業(yè)管理提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。”丁永平先生補(bǔ)充介紹說。
數(shù)據(jù)的透明化，讓西派對(duì)生產(chǎn)要素產(chǎn)前準(zhǔn)備、訂單進(jìn)展、瓶頸排除和機(jī)床OEE一目了然。生產(chǎn)加工不再僅依靠于人員的技術(shù)水平和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，而是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程、一個(gè)程序化的工藝方案。無論是誰，只要依循數(shù)據(jù)，就可以加工出相同高品質(zhì)的產(chǎn)品。這一優(yōu)勢(shì)在現(xiàn)實(shí)加工中，可大大減少操作人員的工作量，正如陳輝先生說介紹的，柔性線在加工已生產(chǎn)過的產(chǎn)品時(shí)，無需重復(fù)調(diào)試，直接在軟件中調(diào)取數(shù)據(jù)即可。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，為西派數(shù)字化工廠未來在全球范圍內(nèi)的復(fù)制帶來了可能。
“柔性線是西派的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，更是起點(diǎn)。我們計(jì)劃一兩年后，待這條產(chǎn)線運(yùn)行更平穩(wěn)、工藝和團(tuán)隊(duì)更成熟時(shí)，將其在其他傳統(tǒng)車間進(jìn)行復(fù)制，讓整個(gè)工廠都‘智能’起來。還有，我們正在考察海外建廠，只要有這套產(chǎn)線方案，就可以直接復(fù)制轉(zhuǎn)移，無需為人員和工藝問題擔(dān)憂。”梁桂華先生總結(jié)說道，“隨著市場(chǎng)的不斷發(fā)展以及用戶個(gè)性化需求的增強(qiáng)，我堅(jiān)信柔性制造、數(shù)字化生產(chǎn)必將成為能源設(shè)備行業(yè)的一大趨勢(shì)。我們也期待能繼續(xù)與Fastems這樣全球領(lǐng)先的技術(shù)力量攜手，為中國(guó)能源裝備制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為中國(guó)能源機(jī)械品牌揚(yáng)帆出海，貢獻(xiàn)自己的一份力量。”
圖5：西派集團(tuán)設(shè)備部經(jīng)理、柔性產(chǎn)線技術(shù)負(fù)責(zé)人陳輝先生(圖左)，芬發(fā)自動(dòng)化上海有限公司總經(jīng)理丁永平先生