东方数科:为能源装备智造把脉开方
创始人
2025-12-04 18:45:56
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走进中国东方电气集团有限公司(以下简称“东方电气集团”)位于四川德阳的全行业首个汽轮机总装数字化车间,巨大的零部件整齐地排放在参观路线两侧,激光扫描关节臂、激光跟踪测量仪有条不紊地工作着。

过去,汽轮机各零部件需要在总装车间进行总装与调整,再拆分并分批运往电站,在电站就地完成最后的总装。而在这座汽轮机总装数字化车间里,东方电气集团凭借自主开发的相关数字化技术,只需测量仪器将数据上传系统,数字装配预测系统便可完成虚拟“总装”,总装周期缩短40%。

“这个车间平均每天要接待五六个参观团。”东方电气集团数字科技有限公司(以下简称“东方数科”)总经理、党委副书记熊建坤说。该车间所在的“清洁高效透平动力装备高度定制敏捷智能工厂”入选2024年度国家卓越级智能工厂。这份榜单由工业和信息化部、国务院国资委等6部委联合发布,东方电气集团旗下共有2项成果入选。

东方电气集团近年开展的数字化转型探索在业界备受瞩目。能源装备行业具有项目周期长、零件数量多、单件小批量、生产离散化、工程变更多等特点,其数字化转型面临较高难度的挑战。从世界范围来看,截至2024年10月,全球“灯塔工厂”累计达到172座,但行业分布上仍以家电、钢铁、汽车、医药、食品等居多,重型装备制造领域鲜有入选案例。在此背景下,东方电气集团与国际先进企业加强交流与合作,为全球装备制造行业的数字化转型贡献中国方案。

产业数字化向数字产业化迈进。2024年12月,东方电气集团在近10年积累基础上成立东方数科,作为其数字化转型唯一平台、数字化产业唯一窗口。“我们的发展目标是2027年成为全国装备制造行业数字科技领军企业,‘十五五’末成为全国工业领域数字科技领军企业。”熊建坤说。

路线探索

“业务+信息技术”还是“信息技术+业务”?这是一个关系数字化转型成功与否的根本性问题。

熊建坤曾总结出东方电气数字化转型“四心”方法论——决心、主心、信心、同心。其中“主心”指的就是要明确由哪个部门牵头的问题。

东方电气集团的数字化探索始于2015年。当时,国家正加快新一代信息技术与制造业深度融合,推进智能制造发展。此前,汉诺威工业博览会上,德国政府提出“工业4.0”战略,西门子等行业先驱吹响数字化转型的号角。

东方电气集团最初遵循先导产业和本行业先导企业的惯例,采取了“信息技术+业务”的模式,即以信息技术牵头、业务协同的模式推进。但这样的数字化转型效果并不理想。“就是把纸质版的东西录入电脑,虽然实现了信息化,但离实现数字化转型目标差距甚远,在提质增效方面也成效甚微。”熊建坤说。

东方电气集团开始调转航向,探索符合企业自身实际的数字化转型道路。2018年起,东方电气集团东方汽轮机有限公司(以下简称“东方汽轮机”)、东方电气集团东方电机有限公司(以下简称“东方电机”)等核心子企业尝试以工艺部门牵头、信息部门协同的方式推进数字化转型。

熊建坤当时担任东方汽轮机工艺部部长。在他看来,工艺部作为企业生产的核心部门之一,承担着研发、设计和优化生产流程及工艺技术的职能,具有熟悉技术与流程、了解行业痛点、与各部门合作密切等优势。东方汽轮机等子企业由工艺部牵头,智改数转从2018年开始驶入快速通道。2020年左右,东方电气集团下属二级企业陆续将工艺部与信息技术部合并,由新部门牵头开展数字化转型。

东方汽轮机

数字总装

不过,工艺部接手数字化转型业务之初进展并不顺利。首先要解决的是信息孤岛问题。“每个部门、每个车间都有一套系统,东方汽轮机总共有108个系统,尚未实现互联互通的,开会的时候需要分别调出数据来查看。”熊建坤介绍,信息孤岛问题在中国很多企业普遍存在,探索具有建设性的解决方案意义重大。

是全部推倒重来,还是将既有的108个系统互联起来?企业内部展开了激烈讨论。熊建坤等人提出的互联方案最终获得通过。“我们在实践中形成了‘连、用、好、快、智’为主线的数据治理方法论。”熊建坤介绍,团队先搭建了一套将108个系统连接起来的新系统,以公司名义在内部强制推行。但这套系统最初很难使用,数据出错等问题频发,团队几乎每天都要解决上千个问题。此后几年,团队陆续实现了从“能用”到“好用”再到“快速”进而到“智能”的逐阶进化。

系统连接在集团层面推开。目前,东方电气集团统建“6+2”系统搭建管理平台,各子企业自建个性系统实现业务数据全汇聚。以统自建结合为基础,解决了离散制造长期存在的信息孤岛问题。“连、用、好、快、智”为主线的数据治理方法论在全集团内广泛推行。

样板问世

除了“主心”部门牵头,东方电气集团的数字化转型还离不开各级领导的“决心”和样板工程带来的“信心”。

为了提振信心、回应质疑、打出品牌影响力,东方电气集团决定先聚力打造几个数字化转型样板车间。

千头万绪从何处着手?当时公司内部出现了不同的声音:一部分人认为应该采取保守策略,从相对简单而边缘的环节着手;另一些人则态度更加进取,希望从难度较大且核心的环节着手,“不鸣则已,一鸣惊人”。

东方电气集团是全球最大的能源装备制造企业集团之一。以最初立业的传统能源为例,火电三大主机分别是锅炉、汽轮机、发电机,东方汽轮机和东方电机作为东方电气集团的核心子企业,在全集团的数字化转型中自觉扮演了旗手角色。

从核心子企业的哪个车间着手?2021年8月,东方汽轮机党委书记、董事长刘辉拍板敲定了叶片车间。叶片被称为“汽轮机的心脏”,其主要功能是将蒸汽(由锅炉产生)的热能转化成机械能,是火电、核电、气电等设备中最精细、最重要的零件之一,在航空发动机上也可应用。

东方汽轮机叶片

“这里就体现出领导决心的重要性。从集团到二级企业都是‘一把手’主抓数字化转型。刘辉选择叶片车间时跟我们说,要做就做行业的第一、中国的第一、世界的第一。”熊建坤说。

东方电气集团的雄心壮志指向一年后的一场盛会。2022年8月,四川省人民政府、工业和信息化部计划在四川德阳共同主办2022世界清洁能源装备大会,届时会有来自全球各地的政府官员、国际组织代表、专家学者、企业代表等参会。

时间紧,任务重。熊建坤召集了一支7人团队,对照国家标准《智能制造能力成熟度评估方法》,制定叶片加工无人车间的建设方案。“这个标准共分5级,目前全国最高能达到4级,但当时我们的对标结果只有1.72。”东方数科大客户部部长易泰勋回忆。

易泰勋作为7人团队成员,参与了叶片加工无人车间设计建设的全过程。他介绍,经过3个月的反复论证,包括邀请院士专家“把脉”,东方汽轮机于2021年11月确定了最终版建设方案。

此后是8个月的奋战。团队从优化工艺入手,先是实现各环节标准化,再对工艺布局进行调整、做到物流最优,进而优化各工序之间的衔接。“叶片品种繁多,如何让机器准确识别,是一个行业共性难题。我们解决的最大问题就是接口问题,这样才能实现真正的自动转移。”易泰勋说。

数字化转型不仅要从工艺流程角度实现“增效”,更应为叶片本身的“提质”作出贡献。叶片是一个对精度要求较高的行业。为解决精度问题,团队应用了人工智能等技术,实现了在线测量、智能检测。

与生产的数字化转型相伴,管理的数字化转型也提上日程。过去,车间管理大多由计划调度人员去现场直接指挥。数字化转型大幅减少了计划调度人员的工作量,依托APS系统、SCADA系统、MES系统等,计划排程实现了自动化,车间的各项数据也更加透明。

易泰勋介绍,经过数字化改造,该车间实现多品种小批量叶片24小时无人值守连续加工,人均效率提升了650%,设备利用率达到90%,产品合格率达到99%。

2022世界清洁能源装备大会期间,这座叶片加工无人车间成为参会嘉宾争相前往的“打卡点”。西门子、三菱等国际友商代表也慕名而来,就重型装备制造行业的数字化转型展开交流。

一系列荣誉纷至沓来。“超高精度透平叶片柔性高效智能制造无人车间”入选2024年中国智能制造十大科技进展,该车间所在的“清洁高效透平动力装备高度定制敏捷智能工厂”入选2024年度国家卓越级智能工厂,东方汽轮机的高端装备离散制造柔性协同领航实践,则被工业和信息化部认证为“数字领航企业实践案例(大企业)示范”,东方汽轮机还获得智能制造与数字化转型成熟度“双四级”认证。

聚力突围

叶片加工无人车间并非一枝独秀,而是在东方电气集团上下凝聚起数字化转型的典型缩影。

一些原本对数字化转型有所顾虑的基层员工也纷纷拥抱变革。东方汽轮机重型二分厂轮槽铣班班长朱绍华告诉记者,数字化转型让大家工作变得更轻松,原本的一天两班可以增加到一天三班,工时上去了,收入也随之增加。大家的积极性被充分调动起来,经常主动找到数字化转型团队,提出建设性意见。

“现在焊接工人才短缺严重。东方汽轮机建成了国内首个绿色高效焊接数字化车间,把我们从高强度、高危险的工作环境中解放出来。建设过程中,他们特别尊重我们这些老师傅,我们也愿意将自己几十年的技术积累用新的方式沉淀下来。”东方汽轮机焊接分厂高压装焊一班副班长唐林说。

东方汽轮机

激光修复焊接

东方电机则相继建成了发电装备行业首个定子冲片无人车间、大型清洁能源装备重型制造数字化车间等数字化车间。其中,定子冲片无人车间将5G、物联网技术融入定子冲片生产制造过程,定制开发多工序产线控制系统,实现从原料上料、冲压成型,到清洗去毛刺、刷漆烘干,再到成品下料入库,所有工作都由自动化设备完成,现场作业无人化,人均产出提升620%,劳动强度降低90%。

东方电机打造的“基于数字孪生的清洁能源发电装备智能工厂”入选2024年度国家卓越级智能工厂,东方电机也获得智能制造与数字化转型成熟度“双四级”认证。

在东方汽轮机和东方电机的带动下,目前东方电气集团共建成或改造28个数字化车间,其中所有核心制造车间均完成了数字化改造。例如,东方锅炉建成行业首个蛇形管“数制·智联工厂”,设备数字化率达到100%,人均产值提升250%;东方重机自主研发的核电大马鞍焊接机器人首次应用于第四代先进核电堆型核岛主设备,焊接周期由75天缩短至28天,焊材成本下降30%;东方风电打造的风电主机数字化车间智能制造平台创新应用,入选了工信部2024年工业互联网平台创新应用案例(智能化制造)。

东方电机

机器人焊接

经过近10年积累,东方电气集团决定进行专业化整合,于2024年12月成立唯一负责数字产业化的全资子公司——东方数科。刘辉兼任东方数科党委书记、董事,熊建坤担任东方数科总经理、党委副书记,第一批员工以双向选择的方式从东方汽轮机、东方电机等兄弟企业调入。

熊建坤介绍,东方数科采取“小总部、大业务”的模式,下设综合管理部、大客户部、工业互联网部、信息技术部、智能制造部、咨询服务部。全公司约200人,综合管理部10人负责全部行政管理事务;其他各业务部门“分灶吃饭”,即大客户部拿到订单后,可选择交予内部相关部门实施,或分包给外部更具竞争力的公司来完成。“初创公司需要奋斗者文化。我们不追求过度内卷,但合理内卷才能激发积极向上的竞争力。”

市场营销策略方面,东方数科立足四川、立足东方电气集团的产业链这两个基本盘,地域维度将逐步向全国乃至世界拓展,行业维度将逐步向整个装备制造业扩围。“我们将在数字化车间、智慧建造、数据应用、人工智能等领域向装备制造行业提供整体解决方案。”易泰勋透露。

资本市场融资方面,熊建坤表示,东方数科正在积极寻找战略投资人而非财务投资人。“希望能发展成为独角兽企业。”他说。

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