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智能制造升级改造项目可行性研究报告
点击数:5488  更新时间:2023/12/20 

智能制造升级改造项目可行性研究报告 




宏盛华源铁塔集团股份有限公司智能制造升级改造项目,围绕公司的输电铁塔主营业务在切割工艺、焊接工艺等制造流程方面和信息化管理方面开展相应智能制造改造升级,将充分利用在输电铁塔制造领域的技术优势,结合更先进的智能制造设备打造更加高效率的智能制造生产模式。具体而言,集团所属浙江盛达、盛达江东、安徽宏源等 8 家子公司的现有设备,系多年来陆续采购,部分设备无法实现充分自动化生产。

随着公司技术的不断升级及市场需求的不断扩展,公司现有设备无法满足公司发展的需求,也面临着较高的人力成本和能源消耗。因此,本项目拟对 8 家子公司设备进行智能制造升级改造,替换部分老旧设备,实现更多关键工序的自动化生产,提高生产效率及品质,全面提升公司的综合竞争力。

1、项目概况

宏盛华源铁塔集团股份有限公司智能制造升级改造项目是公司在现有场地、生产工艺、产品结构的基础上,通过新增激光切割设备、焊接机器人、桁架机器人、设备数据采集模块、自动上下料系统、自动物流系统等智能化软硬件设备,建设角钢智慧切割、智慧焊接生产线等以及对镇江鸿泽杆塔有限公司镀锌生产线进行环保化、智能化改造升级。

本项目是对现有生产车间进行智能化升级改造,同时建设适配公司生产经营的工业互联网平台、仓储物流系统等数字化平台,以实现全生产流程的数字化监测和管理,提高生产车间的智能化、数字化水平。本项目包含多个技术改造方向,具体如下:

(1)角钢智慧加工中心应用

本项目拟在生产车间引入国际先进的自动上下料系统、高功率光纤激光器、专用切割头、切割总控系统、高精度直线导轨等软硬件设备,建设适配本企业加工流程的角钢智慧加工中心,通过应用行业领先的激光加工技术,实现角钢加工环节增质、提效、降本。角钢智慧加工中心能够精确控制加工进度,提升加工效率,提高产品的履约交付能力。

(2)激光技术深化应用

目前板材下料主要使用等离子切割机、火焰切割机,存在生产效率低、产品质量不稳定、自动化水平低、职业健康危害大等缺点。本项目拟采用先进的激光加工技术和数控技术,建设板材激光加工生产线,在现有生产车间内新增20,000W 激光切割机及配套清渣机,用于板材切割。激光加工生产线的建设有助于解决生产加工过程中中厚板的加工瓶颈,提升产品质量,改善工作环境。

(3)角钢塔焊接机器人应用

本项目拟建设对角钢塔塔脚、十字连板等工件进行自动化焊接的生产线,主要内容为开发、建设适用于自动焊接的机器人、变位机、焊接设备及焊接程序控制等,通过采用工艺仿真、激光寻位焊接、焊接工艺库等技术手段,并利用机器人柔性编程技术,实现输电铁塔加工制造环节的机器人智能焊接。

(4)钢管塔焊接机器人应用

本项目拟建设对钢管塔、钢管杆组成构件(如法兰、筋板等)实现自动化焊接的生产线。通过结合钢管塔、钢管杆的结构形式特点,开发适用于法兰、筋板等构件自动焊接的机器人、变位机、焊接设备、焊接管理系统等,采用工艺仿真、激光寻位焊接、焊接工艺库的技术,以及机器人柔性编程技术,实现钢管塔、钢管杆等输电铁塔加工制造的机器人智能焊接。

(5)智慧角钢仓储物流系统应用

输电线路铁塔的主要原材料之一是角钢,其特点是体积大、重量沉,在仓库中堆放较为困难;同时,目前企业角钢的转运基本依靠人工进行不停的搬料,工作强度大,效率低下。本项目的主要内容为:建设角钢智能立体仓库、自动物流系统和自动上下料系统,提高物料调节水平和空间利用率,对角钢物料进行科学管理,满足多品种角钢的存储要求,并实现物流自动化,提高生产效率。

(6)厂区转运车辆绿色升级

本项目主要通过购置新能源车辆,消除运行 5 年以上转运车辆因设备老化、尾气排放等带来的安全及环保问题,同时降低车辆运行成本,实现节能降耗。厂区转运车辆更新后可消除废气排放及噪音问题,提升员工作业环境,提高转运的安全性;同时也是企业响应国家号召,加快实现 2030 年碳达峰的行动方案。

(7)自动上下料改造

本项目的主要内容包括在保持原功能不变的前提下,对现有设备进行改造,包括对进出料道进行升级改造,实现角钢上下料自动化;同时对控制系统加以改造,并将其接入公司信息化 MES 系统,进而实现自动在 MES 系统中下达生产指令,实现物料的加工生产。自动化的生产设备不仅有利于减轻工人的劳动强度,降低人工数量,而且大幅度提高了劳动生产率,确保了产品质量。

(8)原材料无人实验室建设

本项目通过改造原实验室基础环境,新增 100T 智能拉力机检测系统、电动冲击试样缺口拉床、全自动低温冲击试验机、全自动引伸计等设备,实现拉伸、冲击实验无人化、智能化操作;并将数据自动记录并上传至信息化平台,有益于提高实验数据准确度、实验效率和实验安全性,以及解决人员不足等问题。

(9)烟尘专项治理

在输电线路铁塔生产中的焊接、气割等工序操作中产生的烟尘不仅污染环境,而且危害焊接劳动者的身体健康。因此本项目拟解决车间烟尘问题、改善工作环境,并兼顾员工的职业健康、生产加工效率、地方环保要求。通过比较市面上不同除尘方案的优缺点,本项目选定在自动化工位采用伸缩房中房式、工作间式、顶吸罩式等方式进行除尘;在人工工位采用顶吸罩式方式进行除尘。

(10)镇江鸿泽镀锌车间升级改造

本项目计划在自有土地上对镀锌车间进行改造建设。将现有镀锌生产车间建筑物及镀锌生产设备全部拆除,在原址新建生产厂房及配套生产辅助用房。新建建筑内配置 1 条满足安全环保要求的 12.5 米环保型智能化热浸镀锌生产线,主要服务于特高压输电线路铁塔产品热浸镀锌加工。本项目实施能够解决企业现有镀锌工艺和设备设施落后问题,满足生态环境建设和安全生产要求,履行企业社会责任,促进企业健康有序发展。

(11)工业互联网平台建设

本项目对生产设备加装传感、采集功能和自动控制程序,实现设备运行状态监控、自动化控制和设备数据实时采集等功能。并应用先进的三维仿真建模技术和实验算法等,预测车间产能、设备利用率等关键工艺数据,通过技术瓶颈分析,提供科学的决策方案和优化生产工艺,实现数据驱动的数字孪生工厂。此外,本项目投入先进的软硬件设备建设铁塔放样管控平台和宏盛华源数据中心,以提升公司的信息化水平和信息化管理能力。

(12)综合能源项目

本项目建设装机总容量为 11.88MWp 的分布式光伏发电站,在生产厂房屋顶加装光伏支架,利用半导体界面的光生伏特效应,将光能直接转变为电能,并将所发电并网接入厂房配电室各变压器,用于日常办公及生产。本项目的开展能够充分利用生产车间屋顶面积,实现部分电能自发自用,节约用能(用电)成本。

(13)新能源光伏支架生产车间建设

本项目根据厂区的功能定位、厂房布局以及设备配置等情况,结合光伏支架生产车间建设需求及产品加工特点,拟利用现有土地新建新能源光伏支架生产车间,进行光伏支架产品的生产制造。本项目的开展是公司丰富现有产品结构、拓展盈利渠道、支持国家新能源战略发展的行动方案。

(14)智能制造车间建设

本项目拟在现有厂区闲置地块建设智能制造车间,并在新车间内配置数字化软硬件生产设备,对生产流程进行智能化升级改造。本项目的开展有助于提高企业生产水平的智能化、合理规划厂区现有布局、提高企业对外形象、促进企业健康有序发展。

2、项目投资估算

本项目总投资为 47,352.90 万元,其中固定资产投资为 42,001.10 万元,无形资产投资 3,368.30 万元,项目预备费 1,983.50 万元。项目规划建设期为 2年,在建设期内将完成厂房建设、设备购置、生产线改造、配套设施建设、完善人员配置等。结合公司既往积累的行业技术经验及成功的项目管理经验,本项目的建设将使公司的生产效率大大提高、在输电线路铁塔市场中的占有率和竞争实力有更大的提升,使企业获得更大的利润空间。

3、项目的必要性

(1)本项目符合国家开展电能替代的宏观导向

随着全球气候变化形势的日益严峻,越来越多的国家将“碳中和”上升为国家战略,提出了无碳未来的愿景。在我国,“双碳”目标已经上升为国家战略,未来很长一段时间将成为我国经济发展的重要宏观导向。

化石能源等传统能源的使用是碳排放的主要来源,对此我国很早就提出“电能替代”的解决措施,即“使用具有清洁、安全、便捷等优势的电能替代散烧煤、燃油等能源消费方式;同时带动相关设备制造行业发展,拓展新的经济增长点”。

2016 年 5 月,国家发展与改革委员会等八部门联合发布《关于推进电能替代的指导意见》,意见指出要“稳步推进电能替代,提升我国电气化水平”,此外“将进一步扩大电力消费”、“带动相关工业行业提升产品附加值,促进产业升级”。本项目的开展有助于为电力行业提供必要的配套铁塔产品,是响应我国“电能替代”宏观导向的举措。

(2)本项目有助于改善切割、焊接等生产工艺,提高产品市场竞争力

输电线路铁塔由各种型号、结构的钢材通过焊接工序连接制成,钢板的剪切加工、部件的焊接水平,成为制约电力铁塔质量的重要因素,本项目通过使用智能化设备升级现有切割、焊接等工序,进而提高生产效率和产品质量。

企业拟对角钢加工环节进行智能化升级,通过深入应用激光切割技术,显 著提高角钢切角、剪短、制孔、打钢印等工序的效率和加工质量;同时接入信 息系统,对工序前端的原材料分拣、进料和后端出料完成全自动化控制,减少 人力投入。

此外,本项目引进焊接机器人对塔脚、筋板等部件执行焊接操作, 焊接技术和信息技术的结合能够实现焊接点位的自动识别和自动焊接,有利于 提升焊接质量、焊缝部位的衔接精度及焊接稳定性,显著提高了产品质量。综 上,本项目的开展有助于改善角钢切割、焊接等环节的工序水平,提高加工效 率,节省生产中的能耗和人力投入,有助于提高电力铁塔产品的市场竞争力。

(3)本项目有助于生产流程的信息化升级,实现增质提效降本

本项目对仓储、物流、切割、焊接、上下料等生产工序进行信息化升级, 能够提高企业对库存物料和生产流程的管理能力,有助于企业增质提效降本。

信息系统的接入为生产车间提供了科学化、集成化、可视化的生产信息管 理手段,利用信息技术可以实现物料信息的智能录入、动态显示、自动传输、 共享共用;库存物料的自动出入库、质量检测和自动化调配;还可以实现生产 加工过程的物料信息的实时获取和跟踪追溯,极大提高生产流程的信息化管理 水平。

本项目的开展一方面为企业提供了高效的库存材料管理手段,使得物料 的入库、检测、调用、生产、出库等环节的管理更加科学透明高效,极大减少 人为误差和人力投入,降低生产成本;另一方面可以集成化管理生产的各个环 节,实现原材料、半成品在不同加工工序之间的高效调度,科学管控物料在各 生产工序间的流转,提高产品的生产效率。





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