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正源:紧固件行业智能制造先行者

时间:2021-11-13 18:20:57   作者:张琳     
内容摘要:正源走向行业金字塔顶端的历程清晰地展现了制造业企业发展的四件法宝:品质领先、智能智造、数字孪生、绿色低碳

  在舟山群岛的海面上,63架硕大的风力发电机矗立在海面上,巨大的扇叶搅动着海风。这是国内首个建设在强风领域的国家能源集团国电舟山海上风电场,支撑这些风机在强风中运转的,是一枚枚看似不起眼的螺栓。


正源:紧固件行业智能制造先行者

舟山市正源标准件有限公司董事长林仲岳


  “风能紧固件对抗拉强度的要求更高,等级性能比传统紧固件高出2-3倍,同时还要增加拉伸、冷冲击等检测。”舟山市正源标准件有限公司(以下称“正源”)董事长林仲岳说。正源是国内最早参与风力发电用高强度螺栓领域生产的企业之一,通过自主研发新产品、新技术、新工艺,实现了国产替代进口,为国内外95%的风电设备制造商配套。与此同时,正源开始转型智能制造,2017年投入2亿元建设舟山正山智能制造科技股份有限公司。凭借智能化、数字化建设,正山陆续获评浙江省大数据智能车间、舟山市大数据首个示范工厂、全国通用零部件数字化工厂示范企业,林仲岳也获评“浙江省优秀企业家”“浙江省大工匠”。2021年7月,正源入选第三批国家专精特新“小巨人”企业,正山智能未来工厂2期也将于2021年12月开工。

  从“传统市场”到“风电市场”

  风电螺丝是正源腾飞的重要契机。2006年,在传统紧固件行业深耕多年的林仲岳发现,“高铁”“航天航空”“新能源”等大项目、大产业不断推出,高强度紧固件、钛合金等高端紧固件需求量大大提升。同时,国内风电产业迅速扩张,他迅速将目标瞄准了风力发电产品。

  但是,从做传统紧固件到做风能发电产品,这条“河”不是简单可以跨越的。

  紧固件是工业制造业的重要基础件,其用途小到玩具、钟表,大到轮船、飞机、桥梁,被称为“工业之米”。要做好这个小小的紧固件并不容易。“过去,国内既没有符合条件的原材料,也没有相应的技术手段。国内企业从国外进口材料,借助国外技术,在国内加工好,运出国外贴牌,然后再被高价卖回国内。国外企业赚得盆满钵满,国内的紧固件厂家却只能获取微薄的利润。”林仲岳说,“更重要的是,国内高端设备的螺栓依靠进口,许多超级工程被小小的螺栓卡住了脖子。”

  创新要承担风险。螺丝虽小,但装在风机上,就承担着重要的使命,一旦出问题,可能导致价值上亿元的损失,这足以让一家中小企业破产,这种风险让很多人望而却步。是守旧还是出新?林仲岳选择了后者。

  从2006年起,林仲岳每年投入2000万元科研费用,聘请专家、技术人员,进行风力发电产品的自主研发。一年半后,“正源”新开发的风能紧固件产品顺利通过质检,填补了国内该领域的产品空白,随后的几年里,风能紧固件产品一跃成为公司的支柱产品。“过去,为了监测风力发电站的运转情况,工人需要定期爬到100米高的机组上进行检修,费时费力。”林仲岳说:“我们研发的智能螺栓和智能螺母,可以保持24小时智能在线,一旦螺栓松动便会触发报警系统,工人可以实现远程智能监测。”

  林仲岳的选择是明智的。随着“碳达峰”“碳中和”目标的提出,国内风电产业迅速成长,正源年产风力发电配套紧固件飙升到50万套,正源也成为该领域的先行者。

  尝到了创新的甜头,正源开始把目标从风电市场延伸到核电、石油、高铁等领域,通过产学研、自我技术攻关等形式,推出风叶螺母、风力发电高强度螺栓、风力发电双头螺栓、地锚螺栓等“硬核”产品。

  从“传统车间”到“智能制造”

  “近几年,制造业企业的日子不太好过。”正源总经理助理王斌说,即便是正源这样已实现技术突破的企业,也是如此。

  受中美贸易战、欧美反倾销、新冠疫情的影响,中国紧固件行业进入深度调整期。特别是从去年开始,全球大宗商品价格疯狂上涨,钢材价格从每天上涨100-200元到每周上涨1000元,钢材下游用料大户处境愈发艰难。

  林仲岳决定利用数字赋能传统车间——通过数字化管理提高产品制造效率,通过自动化数据采集实现精益化生产管理,通过数字孪生提高生产执行力,通过先进的储能设备、光伏顶,围绕碳中和的目标,建造低能耗、减排放的绿色低碳工厂。

  2014年起,正源对生产线进行大刀阔斧的改造提升,投入1.5亿元引进多条代表国内顶尖水平的生产线和多套智能化程度较高的先进设备,打造“大数据车间”“智能车间”和“黑灯工厂”。

  和传统车间相比,“大数据车间”的人力需求减少,生产效率提升。比如,过去生产600吨螺母需要60人,在新的螺母冷镦自动线上,只需要6个人;利用CNC数控加工中心,1人可以操作3台机床,生产效率提高近5倍;喷涂机器人自动线实现了生产效率提高50%,人工成本降低300%.其旗下正山制造以4.0为模板打造的智能工厂建成后,只需配备50人,每年就可生产各类高强螺栓6.5万吨,实现产值10亿元以上。

  传统的作业模式也亟需改变。过去,原材料钢棒料的存储方式为平地堆放,因生产中要预先购买原材料,占用了工厂很大的面积,甚至需要借用租赁外仓来满足存储需求;在生产下料的过程中,由人工根据订单计算棒料的数量,由于没有历史数据,无法查询库存,常常导致重复购买;人工计算锯料长度时无法合理分配,剩余很多废料,造成大量浪费。此外,由于原材料很重,工人在摆放、寻找时要花费很长时间和精力。针对这些痛点,林仲岳大量走访同行,参观国内外先进的自动化设备,最终找到解决方案——数字化大数据采集。

  通过软件分析自动化锯料,由软件识别订单优先次序,自动寻找原材料并进库,由软件控制原材料自动库自动出料,AGV无人化叉车运送半成品回库。此举把工人从繁重的体力劳动中解放出来,提高了作业效率。这种原材料立体化存储、自动化上货架的模式也填补了行业空白。

  “ 企业要找准赛道, 看清方向。”林仲岳说,“智能制造、万物互联的新时代已经来了,企业必须专注在自己的赛道上,精耕细作,顺应市场改变,抓住改革的机遇,才能实现突破和发展。”

标签:2021年第11期 专精特新 
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