卫华集团：三方面实现智能突破

文｜本刊记者 石菲

卫华集团：三方面实现智能突破

文｜本刊记者 石菲

作为中国梦的一部分，航天梦近几年取得了重大突破，2016年，天宫二号和神舟十一号相继升空，并顺利完成对接工作，为中国航天事业增添了光辉的一页。2017年4月，在中国航天纪念日到来之际，天舟一号货运飞船升入太空，并顺利完成与天宫二号的资源补给，中国航天事业再创辉煌。

然而却很少有人知道，在航天项目中发挥作用的，除了航天科技，还有智能制造的功劳。

在航空航天领域，由于厂房建筑结构特殊、单件产品的价值高、装配工艺复杂、部件外形尺寸大等特点，对起重设备要求严格，设计、制造、安装难度大。

卫华集团自主研发的防摇摆精确自动定位控制技术，利用计算机控制关键部件的运行，能把摇摆的角度降低到0.2°以内，把摇摆的幅度降低了95%，控制精度达2毫米，这项世界首创的技术填补了此领域的技术空白，同时使起重机转变成为了“起重机器人”。

搭载了防摇摆技术的卫华起重机目前已成功应用于国内四大卫星发射基地，相继在神州十号、天宫一号、嫦娥三号、长征七号、天宫二号等重大航空航天项目中发挥了重要作用，并在2016年10月17日助力我国新一代神舟十一号载人飞船成功发射。

拓展智能服务空间

卫华集团创建于1988年，是以研制起重机械、港口机械、建筑塔机、减速机为主业，房地产开发、建筑防腐、餐饮酒店、资本运营等为辅业的大型企业集团。是我国产销量最大、品牌影响力最强、最具竞争力的起重机械制造行业领军企业。在企业发展过程中，卫华集团深刻地意识到只有通过构建信息化平台，推进管理信息化实践和研发信息化实践，形成数字化、网络化、智能化的制造手段，最终实现企业两化融合应用的全面提升，才能加快企业转型升级步伐。因此，2009年卫华集团成立了信息领导小组，由卫华集团总裁俞有飞亲任组长，并将信息中心提升为一级部门。随后的每三年，卫华集团都会制定信息化子战略规划用以支撑集团的整体战略规划。

上面提到的防摇摆精确自动定位控制技术是卫华集团智能服务领域的重要一环。

服务型制造是制造业转型升级的重要方向。制造业企业通过创新优化生产组织形式、运营管理方式和商业发展模式，不断增加服务要素在投入和产出中的比重，从而实现以加工组装为主向“制造+服务”转型，从单纯出售产品向出售“产品+服务”转变，有利于延伸和提升价值链，提高全要素生产率、产品附加值和市场占有率。而随着智能制造等技术的进一步发展，智能服务领域的空间也进一步得到拓展。

目前卫华集团产品已远销全世界108个国家和地区，为了更快捷地为国外客户提供销售服务，2013年，卫华集团建立了国内工业起重机领域首个电子商务平台，并于2014年4月，利用当时最为先进的网络技术打造了产品网络3D展厅，以全方位展示工厂及产品细节，并实现了产品线上下单及销售功能。

如今，针对产品销售之后的后期保养与维护，卫华不仅仅可以派人亲自赴现场进行点对点服务，还在起重机上搭载了远程监控系统、上位机监控系统、自动规划运行路线等技术，实现了产品故障自诊断、自反馈功能，并能利用远程操纵手段高效、安全地解决问题。

智能化服务既提高了服务的质量，又提高了服务的效率，极大降低了公司的服务成本。

同时，卫华集团还研发了起重机远程监控系统。该技术能够实现对起重机运行数据的实时监控、历史数据的存储、PLC程序的远程上下载等功能。在设备的日常运行中，当设备发生故障时，客服人员能够实时掌握现场信息，即使出差在外，打开手机登录网页就能了解现场情况，帮助客户尽快地解决现场出现的问题。

此外，上位机监控系统具有智能化自动故障报警、分析设备运行、动作仿真、档案存储查阅、信息打印输出等功能，实现了人机数据交换。该项目可运用到工业现场中的参数采集系统中，为后期的大数据分析提供基础。同时可视化的人机界面，能够在操作室监控和操作现场设备，提高了生产的效率和安全性。

而由卫华集团自主研发，达到国内领先，并成功应用于航空航天领域的自动规划起重机运行路线的控制技术是通过建立起重吊装运行的数据库，用户根据厂房的布置情况，选择合适的路径自动从起始位置运行至目标位置，操作员可根据现场情况自动更改、保存路径，使各机构能够按照最佳的路径避开障碍物。该项目实现了可视化人机界面、吊车系统控制自动化、故障诊断报警、打印报表等功能。

智能制造四阶段

卫华集团 CIO牛力表示，卫华集团是国内桥门式起重机的龙头企业，是典型的离散制造业。离散制造业在向智能制造转型的过程中，首先应该专注于精益制造，然后借助信息化技术将物流、工艺流、信息流整合在一起。流程顺畅是智能制造的前提，通过准时生产和杜绝生产时的浪费，在降低成本的同时，使生产的各个环节达到节奏一致。

牛力介绍说，卫华集团的智能制造转型过程主要分为四期建设。一期主要目标是实现以数据交互为中心的工业总线布局，将生产线上各类数据采集终端，通过基于物联网的标准工业总线集成在一个网络中，打通数据通信层面的壁垒。

二期目标是建立可视化车间，实现智能物料配送、来料验收、现场异常呼叫、设备状态监控、过程质量控制、生产统计、质量统计、成品检验等生产全过程数据报表可视化。

第三期的主要目标是利用互联网技术，让管理无处不在，不但能够实现互联网下单，生产远程在线监控、业务优化等功能，而且可以连接云平台与大数据，实现协同制造、优化业务和服务。

第四期的目标是智能诊断，以智能工厂的设备、工具及其他生产资产为目标对象的维护管理活动。以对象的维护属性资料为基础信息，通过物联网方式在生产过程中获取生产执行系统（MES）所采集对象在现场的实时运行数据，并结合每个不同对象单体维护属性及各个对象在生产过程中的关联性影响，通过智能化的维护管理模型，产生针对某个对象或全系统的预警方案及维护计划。最终维护结果的信息可以自动实现实时在线的反馈、监控、跟踪，并对异常情况进行在线的即时报警。

目前，卫华集团正在进行智能制造的第二期建设。已经实现了按合同定制生产的柔性制造，实现了制造单件部件的智能化制造，并正在探索面向大型钢结构件和整体起重机的智能制造，现已经取得了一些成绩。

向智能转型

卫华集团的智能制造转型主要体现在智能生产、智能制造、智能服务三方面。其中，高端人才储备是一个不可忽视的问题。在人才储备方面，卫华集团以中科院杨叔子院士、工程院张铁岗院士为顾问，聚集起600余人的科研精英团队，其中在站院士2名，外籍专家6名，教授级高工29名，博士后7名，博士15名，硕士123名，工程师461名，打造了全行业最大的技术研发队伍。

智能生产主要采用自动规划、图像识别、自动焊接、自动诊断、柔性单元多机协调控制技术，从而实现产品生产制造过程的智能控制。

目前，卫华集团面向工程机械大型结构件的智能机器人焊接生产线已被列为国家科技支撑计划，并由河南卫华重型机械股份有限公司和河南卫特汽车起重机有限公司筹建。项目重点在于建立主梁生产线基本硬件和软件，具备焊接智能工艺和控制、焊接机器人智能故障诊断等基本功能，实现了集成 30 台以上焊接机器人的起重机大型结构件机器人自动化焊接生产线，主要技术性能指标达到国际先进水平。

在智能产品方面，根据用户对起重机使用环境的特殊要求以及不同行业、工况的特点，卫华集团开发出一系列智能化的产品。如：全自动垃圾处理起重机、智能化冶金上料起重机、钢管智能分配专用起重机、酸洗车间全自动高精度定位起重机等。

其中，全自动垃圾处理起重机是在有灰尘、腐蚀气体的恶劣环境中使用的，特别适合在垃圾发电等恶劣工况环境下使用。

产品融入了电气防摇摆技术，具有防止投料堵塞料斗、防止抓料过程钢丝缠绕、垃圾高度及区域的动态显示功能，上位机系统能够自动归档垃圾吊的操作信息、运行状态、报警信息。该产品为国内首创，获得河南省科技进步二等奖及中国机械工业科技进步二等奖，技术水平处于国内领先。

智能化冶金上料起重机主要应用于镍矿冶炼行业吊运850℃红土镍矿焙砂料料罐，能实现无人操纵、智能化吊运料罐上料、卸料，可根据料仓盈亏自动分配料砂，达到了物料搬运的自动化。该起重机采用新型的自动化吊具，实现料罐自动挂取、脱放。采用电气防摇摆技术及精确自动定位技术，减小了起重机负载摇摆幅度，可实时检测吊运位置，定位精度≤5mm。

钢管智能分配专用起重机主要用于生产线中排锯之前的钢管分配工段。可实现从某个滚道取料后可向任何指定辊道上直接放料，使钢管分配工艺流程实现智能化，以及钢管自动找心、防滑脱等功能。该起重机通过采用公司自主研发的精确自动定位控制系统，实现了起重机的精确自动定位，并采用冗余技术的方法提高了起重机的安全性和可靠性。

酸洗车间全自动高精度定位起重机使用了防腐油漆和防腐隔板处理工艺，适用于酸洗车间的强酸、腐蚀环境。该产品具有智能化技术，达到了国际先进水平。采用单吊点双板钩双向酸洗吊具，具有自动取料、卸料和酸洗功能。采用机械防摇机构和电气防摇摆控制系统，保证起重机的无摇摆和高精度定位功能，能够提高生产效率、减轻工人劳动强度。

工业大数据补短板

由于客户需求多样化造成小批量、多品种、定制化产品与规模生产之间的矛盾。卫华集团的智能化转型之路还存在着一些困难。

比如由于大量结构件都是非标准化的，物料相似度不到20%。对此，牛力认为工业大数据可以对设备、装备的质量和生产效率以及产业链进行更有效的优化管理，使制造过程的信息透明化，提升效率，保障质量，并且以低成本、低资源消耗满足客户定制化要求。

“在企业生产运营过程中会产生大量的数据，这些数据本身不会带来价值，数据必须转化为信息后才会对产业产生价值。智能工厂通过与环境系统的无缝交互，设备能够有自我意识和自学能力，在未来可以实现更高程度的智能控制和优化控制”。他说。

此外，制造业企业有着大量的数据，从内部而言，积累了大量的内源数据，包括运维、管理、流程、质量等方面。外源数据则包括供应商、竞争对手、客户反馈等等。事实上，制造业企业不缺数据，问题在于数据质量低下，采集手段不科学。造成的现象是数据丰富但信息贫乏。目前表现出两大问题：第一是数据的有效利用率很低；第二是缺乏分析能力，需要大量的工具。

他说：“卫华集团在起重机制造行业有强大的优势，我们可以利用这种优势，利用之前积累的庞大数据，为客户更好地使用起重机提供科学依据，这就成为与国内外公司竞争的新武器，帮助卫华集团实现弯道超车。”

比如利用大数据分析工具，通过数据分析和挖掘，可以了解到问题产生的过程、造成的影响和解决的方式，找到创造附加价值的新形式。利用大数据的工具和思维，帮助制造业实现商业模式的转变，改造和提升客户体验，完善内部操作流程。