衛華集團：三方面實現智能突破

文｜本刊記者 石菲

衛華集團：三方面實現智能突破

文｜本刊記者 石菲

作為中國夢的一部分，航天夢近幾年取得了重大突破，2016年，天宮二號和神舟十一號相繼升空，并順利完成對接工作，為中國航天事業增添了光輝的一頁。2017年4月，在中國航天紀念日到來之際，天舟一號貨運飛船升入太空，并順利完成與天宮二號的資源補給，中國航天事業再創輝煌。

然而卻很少有人知道，在航天項目中發揮作用的，除了航天科技，還有智能制造的功勞。

在航空航天領域，由于廠房建筑結構特殊、單件產品的價值高、裝配工藝復雜、部件外形尺寸大等特點，對起重設備要求嚴格，設計、制造、安裝難度大。

衛華集團自主研發的防搖擺精確自動定位控制技術，利用計算機控制關鍵部件的運行，能把搖擺的角度降低到0.2°以內，把搖擺的幅度降低了95%，控制精度達2毫米，這項世界首創的技術填補了此領域的技術空白，同時使起重機轉變成為了“起重機器人”。

搭載了防搖擺技術的衛華起重機目前已成功應用于國內四大衛星發射基地，相繼在神州十號、天宮一號、嫦娥三號、長征七號、天宮二號等重大航空航天項目中發揮了重要作用，并在2016年10月17日助力我國新一代神舟十一號載人飛船成功發射。

拓展智能服務空間

衛華集團創建于1988年，是以研制起重機械、港口機械、建筑塔機、減速機為主業，房地產開發、建筑防腐、餐飲酒店、資本運營等為輔業的大型企業集團。是我國產銷量最大、品牌影響力最強、最具競爭力的起重機械制造行業領軍企業。在企業發展過程中，衛華集團深刻地意識到只有通過構建信息化平臺，推進管理信息化實踐和研發信息化實踐，形成數字化、網絡化、智能化的制造手段，最終實現企業兩化融合應用的全面提升，才能加快企業轉型升級步伐。因此，2009年衛華集團成立了信息領導小組，由衛華集團總裁俞有飛親任組長，并將信息中心提升為一級部門。隨后的每三年，衛華集團都會制定信息化子戰略規劃用以支撐集團的整體戰略規劃。

上面提到的防搖擺精確自動定位控制技術是衛華集團智能服務領域的重要一環。

服務型制造是制造業轉型升級的重要方向。制造業企業通過創新優化生產組織形式、運營管理方式和商業發展模式，不斷增加服務要素在投入和產出中的比重，從而實現以加工組裝為主向“制造+服務”轉型，從單純出售產品向出售“產品+服務”轉變，有利于延伸和提升價值鏈，提高全要素生產率、產品附加值和市場占有率。而隨著智能制造等技術的進一步發展，智能服務領域的空間也進一步得到拓展。

目前衛華集團產品已遠銷全世界108個國家和地區，為了更快捷地為國外客戶提供銷售服務，2013年，衛華集團建立了國內工業起重機領域首個電子商務平臺，并于2014年4月，利用當時最為先進的網絡技術打造了產品網絡3D展廳，以全方位展示工廠及產品細節，并實現了產品線上下單及銷售功能。

如今，針對產品銷售之后的后期保養與維護，衛華不僅僅可以派人親自赴現場進行點對點服務，還在起重機上搭載了遠程監控系統、上位機監控系統、自動規劃運行路線等技術，實現了產品故障自診斷、自反饋功能，并能利用遠程操縱手段高效、安全地解決問題。

智能化服務既提高了服務的質量，又提高了服務的效率，極大降低了公司的服務成本。

同時，衛華集團還研發了起重機遠程監控系統。該技術能夠實現對起重機運行數據的實時監控、歷史數據的存儲、PLC程序的遠程上下載等功能。在設備的日常運行中，當設備發生故障時，客服人員能夠實時掌握現場信息，即使出差在外，打開手機登錄網頁就能了解現場情況，幫助客戶盡快地解決現場出現的問題。

此外，上位機監控系統具有智能化自動故障報警、分析設備運行、動作仿真、檔案存儲查閱、信息打印輸出等功能，實現了人機數據交換。該項目可運用到工業現場中的參數采集系統中，為后期的大數據分析提供基礎。同時可視化的人機界面，能夠在操作室監控和操作現場設備，提高了生產的效率和安全性。

而由衛華集團自主研發，達到國內領先，并成功應用于航空航天領域的自動規劃起重機運行路線的控制技術是通過建立起重吊裝運行的數據庫，用戶根據廠房的布置情況，選擇合適的路徑自動從起始位置運行至目標位置，操作員可根據現場情況自動更改、保存路徑，使各機構能夠按照最佳的路徑避開障礙物。該項目實現了可視化人機界面、吊車系統控制自動化、故障診斷報警、打印報表等功能。

智能制造四階段

衛華集團 CIO牛力表示，衛華集團是國內橋門式起重機的龍頭企業，是典型的離散制造業。離散制造業在向智能制造轉型的過程中，首先應該專注于精益制造，然后借助信息化技術將物流、工藝流、信息流整合在一起。流程順暢是智能制造的前提，通過準時生產和杜絕生產時的浪費，在降低成本的同時，使生產的各個環節達到節奏一致。

牛力介紹說，衛華集團的智能制造轉型過程主要分為四期建設。一期主要目標是實現以數據交互為中心的工業總線布局，將生產線上各類數據采集終端，通過基于物聯網的標準工業總線集成在一個網絡中，打通數據通信層面的壁壘。

二期目標是建立可視化車間，實現智能物料配送、來料驗收、現場異常呼叫、設備狀態監控、過程質量控制、生產統計、質量統計、成品檢驗等生產全過程數據報表可視化。

第三期的主要目標是利用互聯網技術，讓管理無處不在，不但能夠實現互聯網下單，生產遠程在線監控、業務優化等功能，而且可以連接云平臺與大數據，實現協同制造、優化業務和服務。

第四期的目標是智能診斷，以智能工廠的設備、工具及其他生產資產為目標對象的維護管理活動。以對象的維護屬性資料為基礎信息，通過物聯網方式在生產過程中獲取生產執行系統（MES）所采集對象在現場的實時運行數據，并結合每個不同對象單體維護屬性及各個對象在生產過程中的關聯性影響，通過智能化的維護管理模型，產生針對某個對象或全系統的預警方案及維護計劃。最終維護結果的信息可以自動實現實時在線的反饋、監控、跟蹤，并對異常情況進行在線的即時報警。

目前，衛華集團正在進行智能制造的第二期建設。已經實現了按合同定制生產的柔性制造，實現了制造單件部件的智能化制造，并正在探索面向大型鋼結構件和整體起重機的智能制造，現已經取得了一些成績。

向智能轉型

衛華集團的智能制造轉型主要體現在智能生產、智能制造、智能服務三方面。其中，高端人才儲備是一個不可忽視的問題。在人才儲備方面，衛華集團以中科院楊叔子院士、工程院張鐵崗院士為顧問，聚集起600余人的科研精英團隊，其中在站院士2名，外籍專家6名，教授級高工29名，博士后7名，博士15名，碩士123名，工程師461名，打造了全行業最大的技術研發隊伍。

智能生產主要采用自動規劃、圖像識別、自動焊接、自動診斷、柔性單元多機協調控制技術，從而實現產品生產制造過程的智能控制。

目前，衛華集團面向工程機械大型結構件的智能機器人焊接生產線已被列為國家科技支撐計劃，并由河南衛華重型機械股份有限公司和河南衛特汽車起重機有限公司籌建。項目重點在于建立主梁生產線基本硬件和軟件，具備焊接智能工藝和控制、焊接機器人智能故障診斷等基本功能，實現了集成 30 臺以上焊接機器人的起重機大型結構件機器人自動化焊接生產線，主要技術性能指標達到國際先進水平。

在智能產品方面，根據用戶對起重機使用環境的特殊要求以及不同行業、工況的特點，衛華集團開發出一系列智能化的產品。如：全自動垃圾處理起重機、智能化冶金上料起重機、鋼管智能分配專用起重機、酸洗車間全自動高精度定位起重機等。

其中，全自動垃圾處理起重機是在有灰塵、腐蝕氣體的惡劣環境中使用的，特別適合在垃圾發電等惡劣工況環境下使用。

產品融入了電氣防搖擺技術，具有防止投料堵塞料斗、防止抓料過程鋼絲纏繞、垃圾高度及區域的動態顯示功能，上位機系統能夠自動歸檔垃圾吊的操作信息、運行狀態、報警信息。該產品為國內首創，獲得河南省科技進步二等獎及中國機械工業科技進步二等獎，技術水平處于國內領先。

智能化冶金上料起重機主要應用于鎳礦冶煉行業吊運850℃紅土鎳礦焙砂料料罐，能實現無人操縱、智能化吊運料罐上料、卸料，可根據料倉盈虧自動分配料砂，達到了物料搬運的自動化。該起重機采用新型的自動化吊具，實現料罐自動掛取、脫放。采用電氣防搖擺技術及精確自動定位技術，減小了起重機負載搖擺幅度，可實時檢測吊運位置，定位精度≤5mm。

鋼管智能分配專用起重機主要用于生產線中排鋸之前的鋼管分配工段?？蓪崿F從某個滾道取料后可向任何指定輥道上直接放料，使鋼管分配工藝流程實現智能化，以及鋼管自動找心、防滑脫等功能。該起重機通過采用公司自主研發的精確自動定位控制系統，實現了起重機的精確自動定位，并采用冗余技術的方法提高了起重機的安全性和可靠性。

酸洗車間全自動高精度定位起重機使用了防腐油漆和防腐隔板處理工藝，適用于酸洗車間的強酸、腐蝕環境。該產品具有智能化技術，達到了國際先進水平。采用單吊點雙板鉤雙向酸洗吊具，具有自動取料、卸料和酸洗功能。采用機械防搖機構和電氣防搖擺控制系統，保證起重機的無搖擺和高精度定位功能，能夠提高生產效率、減輕工人勞動強度。

工業大數據補短板

由于客戶需求多樣化造成小批量、多品種、定制化產品與規模生產之間的矛盾。衛華集團的智能化轉型之路還存在著一些困難。

比如由于大量結構件都是非標準化的，物料相似度不到20%。對此，牛力認為工業大數據可以對設備、裝備的質量和生產效率以及產業鏈進行更有效的優化管理，使制造過程的信息透明化，提升效率，保障質量，并且以低成本、低資源消耗滿足客戶定制化要求。

“在企業生產運營過程中會產生大量的數據，這些數據本身不會帶來價值，數據必須轉化為信息后才會對產業產生價值。智能工廠通過與環境系統的無縫交互，設備能夠有自我意識和自學能力，在未來可以實現更高程度的智能控制和優化控制”。他說。

此外，制造業企業有著大量的數據，從內部而言，積累了大量的內源數據，包括運維、管理、流程、質量等方面。外源數據則包括供應商、競爭對手、客戶反饋等等。事實上，制造業企業不缺數據，問題在于數據質量低下，采集手段不科學。造成的現象是數據豐富但信息貧乏。目前表現出兩大問題：第一是數據的有效利用率很低；第二是缺乏分析能力，需要大量的工具。

他說：“衛華集團在起重機制造行業有強大的優勢，我們可以利用這種優勢，利用之前積累的龐大數據，為客戶更好地使用起重機提供科學依據，這就成為與國內外公司競爭的新武器，幫助衛華集團實現彎道超車?！?/p>

比如利用大數據分析工具，通過數據分析和挖掘，可以了解到問題產生的過程、造成的影響和解決的方式，找到創造附加價值的新形式。利用大數據的工具和思維，幫助制造業實現商業模式的轉變，改造和提升客戶體驗，完善內部操作流程。