生產(chǎn)線機(jī)器人放置完工葉片。東方汽輪機(jī) 供圖

東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司G50整機(jī)試驗(yàn)臺(tái)。東方汽輪機(jī) 供圖　　

中新網(wǎng)成都3月11日電 (單鵬 安源)F級(jí)50兆瓦重型燃?xì)廨啓C(jī)的高溫透平葉片，經(jīng)100多道工序的“千錘百煉”，能夠承受超1300攝氏度的高溫；1828毫米低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片，作為“華龍一號(hào)”“國(guó)和一號(hào)”等重點(diǎn)項(xiàng)目的核心部件之一，填補(bǔ)了中國(guó)核電領(lǐng)域技術(shù)空白……這些令人震撼的產(chǎn)品，顯示出“重裝之都”四川德陽打造清潔能源裝備的硬核實(shí)力。

制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重中之重。裝備制造業(yè)是中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，其中，燃?xì)廨啓C(jī)作為裝備制造業(yè)的最高端技術(shù)產(chǎn)品，可廣泛用于能源電力、工業(yè)驅(qū)動(dòng)等重點(diǎn)領(lǐng)域，因研發(fā)和制造難度極大，被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠上的明珠”。

四川是全國(guó)重要的動(dòng)力設(shè)備制造基地。未來五年，清潔能源裝備將是四川重點(diǎn)發(fā)力的領(lǐng)域。在推進(jìn)新型工業(yè)化背景下，四川將培育包括裝備制造在內(nèi)的3個(gè)“萬億級(jí)”世界級(jí)集群，加快推動(dòng)成德高端能源裝備等3個(gè)國(guó)家先進(jìn)制造業(yè)集群向世界級(jí)集群躍升。近日，記者來到位于四川德陽的東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司(簡(jiǎn)稱東方汽輪機(jī))，探訪這座擁有50余年歷史的燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)基地。

“智慧車間”賦能先進(jìn)生產(chǎn)

燃?xì)廨啓C(jī)是能源、電力等重點(diǎn)領(lǐng)域的動(dòng)力來源，而葉片作為核心部件，猶如燃?xì)廨啓C(jī)的“心臟”。在東方汽輪機(jī)葉片加工數(shù)字化車間，記者看到，紅色和黃色的機(jī)械手臂靈活揮舞，在產(chǎn)線自動(dòng)識(shí)別、放置葉片；藍(lán)色的ATV小車沿著地面上由一排二維碼組成的運(yùn)行通道，快速進(jìn)行物料輸送。在車間的數(shù)字孿生長(zhǎng)廊，產(chǎn)線的每條生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)在可視化系統(tǒng)中，大幅度減少葉片首件調(diào)試時(shí)間。

毫秒級(jí)精準(zhǔn)定位，40秒內(nèi)智慧供料，質(zhì)量合格率達(dá)99%，人均效率提升650%……一個(gè)個(gè)驚人數(shù)據(jù)的背后是直觀的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)了解，這是國(guó)內(nèi)首個(gè)葉片加工無人車間及首條黑燈產(chǎn)線，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能物流配送、機(jī)器人協(xié)同、自適應(yīng)加工、在線檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)線集群數(shù)字控制新模式。

現(xiàn)場(chǎng)一位東方汽輪機(jī)工作人員透露，這條葉片黑燈產(chǎn)線包括一條F級(jí)黑燈產(chǎn)線和一條J型黑燈產(chǎn)線，其產(chǎn)出的壓氣機(jī)葉片廣泛應(yīng)用于F級(jí)和J型重型燃?xì)廨啓C(jī)。尤其是J型黑燈產(chǎn)線，其加工的燃?xì)廨啓C(jī)葉片精度達(dá)正負(fù)0.03毫米，誤差相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的四分之一，達(dá)到世界頂尖水平。

這間“智慧車間”還實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人干預(yù)連續(xù)加工。在葉片加工產(chǎn)線，記者鮮少看到工人的身影。在技術(shù)尚不發(fā)達(dá)的年代，生產(chǎn)葉片需要大量機(jī)床操作工人“三班作業(yè)”。而如今，工人在車間的“智慧大腦”——生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地掌握車間運(yùn)轉(zhuǎn)情況，在工位上就高效完成了全車間的生產(chǎn)調(diào)度。

據(jù)介紹，在葉片的全生命周期中，生產(chǎn)只是其中一環(huán)。在裝備全生命周期的數(shù)字孿生系統(tǒng)賦能下，在銷售端，用戶通過數(shù)字化營(yíng)銷系統(tǒng)直觀查看各類產(chǎn)品，根據(jù)需求生成數(shù)字化訂單，目前核電、火電、燃機(jī)等機(jī)組均已實(shí)現(xiàn)數(shù)字樣機(jī)模型交付。

在生產(chǎn)端，工廠收到訂單后迅速將訂單分解，把所需產(chǎn)品的數(shù)據(jù)下發(fā)至各生產(chǎn)車間。在葉片車間，收到葉片數(shù)據(jù)后，研發(fā)部門緊急進(jìn)行葉片的參數(shù)化、模塊化三維設(shè)計(jì)。經(jīng)過技術(shù)準(zhǔn)備，生產(chǎn)任務(wù)隨即下發(fā)至產(chǎn)線和機(jī)床，“智慧車間”大大提高了加工效率。

此外，產(chǎn)品交付后，通過智能傳感、邊緣計(jì)算、自動(dòng)控制等技術(shù)，在線平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)。當(dāng)葉片發(fā)生故障或達(dá)到使用壽命年限，用戶可以在平臺(tái)上更換修復(fù)，實(shí)現(xiàn)葉片全生命周期管控。

燃?xì)廨啓C(jī)引領(lǐng)技術(shù)突破

燃?xì)廨啓C(jī)是發(fā)電、動(dòng)力輸送以及大型艦船的重要工業(yè)設(shè)備，其工作原理十分清晰：空氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)后，壓氣機(jī)將其增壓；在燃燒器內(nèi)，經(jīng)壓縮的空氣與燃料混合、燃燒，產(chǎn)生膨脹熱氣；熱氣驅(qū)動(dòng)動(dòng)力透平，輸出機(jī)械能量。但目前，世界上僅有少數(shù)國(guó)家掌握了燃?xì)廨啓C(jī)全產(chǎn)業(yè)鏈研制能力。

據(jù)東方汽輪機(jī)“G50發(fā)展中心”副主任李鑫介紹，中國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)曾長(zhǎng)期落后國(guó)外。“以前能夠自主研制燃?xì)廨啓C(jī)的，只有幾個(gè)主流工業(yè)大國(guó)的個(gè)別公司，比如西門子、三菱、通用電氣。2003年前后，我國(guó)引進(jìn)了一批國(guó)外燃?xì)廨啓C(jī)制造技術(shù)，部分實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化。”

經(jīng)過發(fā)展，中國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化率接近90%，“但90%的國(guó)產(chǎn)化率并不意味著90%的利潤(rùn)。”李鑫解釋說，這是因?yàn)椴糠趾诵牡母邷夭考?如燃燒器、透平葉片)仍掌握在國(guó)外公司手中，因此每賣出一臺(tái)設(shè)備，就不得不外購(gòu)一套高溫部件。

為加快實(shí)現(xiàn)中國(guó)高水平科技自立自強(qiáng)，東方汽輪機(jī)從2009年開始，在缺乏設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的條件下，正式啟動(dòng)國(guó)內(nèi)首臺(tái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)F級(jí)50兆瓦重型燃機(jī)“G50燃機(jī)”研發(fā)，旨在突破產(chǎn)業(yè)鏈上的斷鏈環(huán)節(jié)。

“燃?xì)廨啓C(jī)的整體設(shè)計(jì)和制造非常難，包括壓氣機(jī)、燃燒器以及透平葉片的設(shè)計(jì)和制造，如果設(shè)計(jì)不好，整個(gè)項(xiàng)目都會(huì)失敗。”李鑫表示，經(jīng)過多年努力，國(guó)產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)基本試制成功，形成自己的設(shè)計(jì)體系和制造體系，“我們現(xiàn)在可以拍著胸口說：燃?xì)廨啓C(jī)高溫部件都是自己設(shè)計(jì)、自己生產(chǎn)。”

東方汽輪機(jī)工藝部副主任工程師曹天蘭表示，經(jīng)過十余年全面攻關(guān)，燃?xì)廨啓C(jī)主機(jī)國(guó)產(chǎn)化率已實(shí)現(xiàn)100%，搭建出自主的F級(jí)燃機(jī)設(shè)計(jì)體系，具備燃機(jī)全部部件的制造能力，突破燃機(jī)關(guān)鍵部件材料選型，建成完備的燃機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)，還培養(yǎng)出一支燃機(jī)攻堅(jiān)的人才隊(duì)伍。

李鑫認(rèn)為，國(guó)產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)仍需進(jìn)一步突破，“要持續(xù)優(yōu)化‘G50燃機(jī)’，使它的可靠性、耐久性、便利性達(dá)到甚至超越世界一流水平；提升‘G50燃機(jī)’的數(shù)字化、智能化、清潔化水平；同時(shí)開展系列化研制，開發(fā)大功率的燃?xì)廨啓C(jī)。”

布局燃?xì)廨啓C(jī)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈

3月8日，“G50燃機(jī)”發(fā)電機(jī)組在廣東華電清遠(yuǎn)華僑工業(yè)園天然氣分布式能源站順利完成“72+24”小時(shí)試運(yùn)行，成功轉(zhuǎn)入商用階段。這標(biāo)志著我國(guó)已全面掌握F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、施工、調(diào)試、運(yùn)維等方面的標(biāo)準(zhǔn)體系和工藝規(guī)范，能夠?yàn)榍鍧嵞茉搭I(lǐng)域提供自主可控全鏈條式的“中國(guó)方案”。

“四川清潔能源裝備制造實(shí)力雄厚，能源裝備研發(fā)設(shè)計(jì)和制造能力國(guó)際領(lǐng)先。”四川省德陽市委副書記，市政府市長(zhǎng)劉光強(qiáng)表示，建議優(yōu)化國(guó)家清潔能源裝備重大生產(chǎn)力布局，以四川成都、德陽等地優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，建立部省合作、央企地方協(xié)同共建機(jī)制，出臺(tái)專項(xiàng)激勵(lì)政策，推動(dòng)新能源及配套設(shè)備產(chǎn)業(yè)能力提升，培育世界級(jí)產(chǎn)業(yè)集群，建設(shè)世界級(jí)制造基地。

在曹天蘭看來，要設(shè)立“中小型燃?xì)廨啓C(jī)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈鏈長(zhǎng)”，以制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展推動(dòng)中國(guó)式現(xiàn)代化，“建議給予專項(xiàng)財(cái)政資金支持，由‘鏈長(zhǎng)’企業(yè)統(tǒng)籌謀劃產(chǎn)業(yè)布局，以10兆瓦至200兆瓦系列化燃?xì)廨啓C(jī)、摻氫/純氫燃?xì)廨啓C(jī)的主機(jī)裝備研制為抓手，加強(qiáng)制造能力提升、數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)、智慧化運(yùn)行等配套能力建設(shè)，帶動(dòng)基礎(chǔ)元器件、基礎(chǔ)科學(xué)等原創(chuàng)技術(shù)突破，促進(jìn)創(chuàng)新鏈、供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，建成自主可控、安全可靠的燃機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈。”

談及產(chǎn)業(yè)鏈打造，東方汽輪機(jī)副總工程師孫奇表示，要通過企業(yè)自身發(fā)展帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。今年東方汽輪機(jī)將加強(qiáng)與周邊相關(guān)配套企業(yè)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，中小企業(yè)通過支持、參與東方汽輪機(jī)的部分業(yè)務(wù)，從而參與產(chǎn)業(yè)鏈打造。為突破技術(shù)難關(guān)，東方汽輪機(jī)還將與部分外部企業(yè)開展聯(lián)合科研，共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和核心技術(shù)攻關(guān)。