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2023 02/ 04 08:15:23
來源:新華每日電訊

用最“酷”的方式制“冷” 全球制冷行業(yè)龍頭天津丹佛斯“土洋”結合的數字化之旅

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1月30日,丹佛斯商用壓縮機中國(天津)工廠員工在車間內組裝產品。受訪者供圖

  在日常生活中,冷酷是一個貶義詞,會讓人聯想到鐵石心腸般的無動于衷。但在丹佛斯商用壓縮機中國(天津)工廠(以下簡稱天津丹佛斯),它的含義則截然不同。

  以全球制冷行業(yè)領導者著稱的丹佛斯,是丹麥最大的工業(yè)集團。丹佛斯旗下的商用壓縮機制造商——天津丹佛斯扎根中國市場20多年,對“冷酷”的追求從未間斷過。

  “英語的COOL有冷和酷兩種含義。為了足夠COOL的制冷能力,我們采用很酷的行業(yè)尖端技術?!碧旖虻し鹚垢呒夁\營總監(jiān)張瑞興的“繞口令”,說出了“冷”與“酷”的新解。

  2019年,這家低調務實的外商獨資企業(yè),躋身全球“燈塔工廠”網絡,成為天津市首家獲此殊榮的數字化轉型典范。

  為“冷”而“酷”的天津丹佛斯,何以憑借一張普通的小卡片,登上數字經濟的高速列車?一顆顆緊固的螺絲背后,又隱藏著怎樣的轉型之旅?

  數十萬張卡片的煩惱

  走進天津丹佛斯廠區(qū),第一印象就是簡約:整潔而略顯擁擠的車間里,似乎沒有一件多余的裝飾物,與想象中氣派的跨國公司工廠相去甚遠。

  自動化生產線上,穿著深灰色工服的現場工人,雖然繁忙依舊,但人變少了,活也輕了。智能化生產流程有條不紊,已很難尋見熱火朝天的場面了。

  在這里,每年有幾十萬臺壓縮機排隊下線,運往全球各地,為眾多商超、寫字樓、冷鏈物流提供強勁“凍”力。

  “憑借全數字追溯系統與智能傳感器、視覺檢測,自動監(jiān)控系統等數字工具,成功改善了質量控制體系,在兩年內將勞動生產率提高了30%,客戶投訴率減少了57%?!笔澜缃洕搲膶<以u價,說明數字化轉型最終還得靠數字說話。

  自動化生產線背后的故事,2003年進廠的張瑞興最清楚不過。這位來自豐田汽車的工程師,參與了天津丹佛斯數字化改造的每一個節(jié)點。

  按照行業(yè)規(guī)范,每臺商用壓縮機配備一張追蹤卡片——留存全部生產數據。一旦出現產品質量問題,方便廠家追溯查找原因。只要壓縮機沒有報廢,這張卡片就需要一直保留。

  2012年,天津丹佛斯年產商用壓縮機約25萬臺,但尚未建立產品的數字化追溯系統。整理、存檔和查詢這些紙質卡片,成了一件非常麻煩的事情。

  “光存放就要占幾個房間,查找更像進了大圖書館??僧a量還要增加,以后怎么辦?”張瑞興回憶,廠里曾嘗試掃描錄入生產數據,由于基數太大,用壞了不少掃描儀。

  同時,這些僅留在紙面上的產品信息——設備運行狀態(tài)和工時工單等數據,本可為工廠管理層決策提供統計依據,最終卻因無法共享而變成數據垃圾。

  從2012年開始,天津丹佛斯全數字追溯系統正式啟動。

  這個數字化改造項目的合作方——天津愛迪自動化科技有限公司(以下簡稱愛迪科技),也是天津丹佛斯的設備集成商,其負責人弋國成回憶,當時每個車間的最后一站,都存放著厚厚一沓追蹤卡片。

  “改造后,電子看板取代了紙質追蹤卡,現場感覺一下子清爽了?!彼a充道。

  從打造數字化追溯系統,到應用各種數字化工具,再到引入機器人和視覺系統,整個工廠變得更加聰明、高效。

  為了解決錯裝、漏裝等裝配環(huán)節(jié)問題,每個工作站都通過連鎖系統實行“互鎖”模式:前一個環(huán)節(jié)發(fā)生錯誤,就進入不到下一道工序,這確保了客戶投訴率保持在百萬分之五十以下。

  近三年來,這座智能制造的全球“燈塔工廠”持續(xù)發(fā)光發(fā)亮:生產效率連續(xù)保持兩位數提高,客戶投訴率每年也平均呈兩位數下降……

  光講擰螺絲就可以出本書

  裝配工藝經理羅慧萍快人快語,十分干練。談及數字化之路,她笑著說:“光是講擰螺絲的事,就可以出本書!”

  組裝一臺壓縮機,通常需要緊固十多顆螺絲。過去工人緊固螺絲,使用手動咔噠扳手或氣動扳手。由于這些定扭扳手沒有數據采集功能,難免出現漏擰或者擰不到位現象,留下質量隱患。

  2012年,工廠引進了一家知名品牌的電動扳手,不但力矩可以校準,還可以采集上傳作業(yè)過程的所有數據。

  新工具雖帶來流程變革,實際效率卻提升有限。工廠管理層提出,有沒有能同時緊固兩顆螺絲的扳手?

  這種非標工具需求,讓設備供應商和廠里的工程師犯了難。雖然多螺絲同時緊固在別的行業(yè)有解決方案,但由于生產工藝和產品精度差異,大家一開始都覺得不可能,不過大家沒有放棄,硬著頭皮鉆研攻關,結果竟真做出來了。

  2016年,工人們用上了針對壓縮機生產工藝定制的雙頭緊固扳手機構,動作效率提高了約50%,勞動強度卻同步降低了。

  沒多久,管理層又提出新要求,“既然兩顆螺絲可以同時擰,何不試試四顆螺絲一起擰?”

  羅慧萍又帶領團隊反復設計、試驗,直到2018年,工作站用上了四頭緊固扳手。生產線還設置了光電防錯和順序防錯,確保工人進行正確的操作。

  一旦嘗到效率的甜頭,升級沖動變得難以抑制。隨著一條新生產線上馬,他們決定采用自動送釘機構、工業(yè)視覺系統及機器人自動緊固系統,通過自動拍照識別緊固孔位置,實現了壓縮機螺絲全自動緊固。

  就這樣,一顆倔強的螺絲終于完成了自動化數字化改造,徹底解放了工人的雙手,實現了“機器換人”的歷史性轉變。

  過去10年間,這家工廠的員工一直在600人左右,年產量卻從20多萬臺攀升至近60萬臺,組裝單臺產品的平均耗時也從160秒減至60秒。

  2003年入廠的周利,是壓縮機產線最早的20名工人之一。從普通員工成為生產大領班,他始終在一線生產崗位,對數字化改造的體會更直接。

  “兩個工作站相隔不過三四米遠,過去一天來回就要走上兩萬多步,還得把20多斤重的金屬件反復舉起400多次。”周利的話里透出當年的辛苦。

  值得一提的是,廠里設立了針對生產過程改善的建議墻,不少金點子就是由一線工人提出來的。截至目前,每月召開的流程改善大會已持續(xù)了200多次,形成持續(xù)改善生產流程的工廠文化。

  工廠剛啟用自動送釘機構時,若螺絲帽直徑超標就會卡殼,必須取出后才能恢復運行。周利班組根據員工建議,設計了一個專門攔截超標螺絲“過濾門”,巧妙解決了這一難題。

  張瑞興稱,自己從未缺席過一次流程改善大會。他頗為自豪地說,員工對于生產流程改造的積極參與,是全球“燈塔工廠”可持續(xù)發(fā)展的重要保證。

  焊接機器人當上搬運工

  天津丹佛斯打造全球“燈塔工廠”,其實“走過一些歪路,也吃過一些虧”。

  2018年,扳手供應商推出智能扳手,與升級前的脈沖式扳手相比,新產品力矩更加精準可控。

  現場工人使用后卻發(fā)現,由于螺絲表面經常附著一些焊渣,導致摩擦力增加,智能扳手經常出現誤判。

  “它誤以為夾緊了,其實是假到位,有可能導致壓縮機泄漏。”張瑞興說。

  所幸工廠有一批善于學習的工程師,設計出角度控制法替代力矩控制法——假設擰緊一顆螺絲需要50牛,先將智能扳手設置為40牛,然后再增設一個角度值,確保夾緊,杜絕質量隱患。

  無獨有偶。為了給機器人配上一雙“慧眼”,實現工件按需要無序抓取,也讓他們糾結過一段時間。

  2017年,廠里引入配備3D相機的機器人。在實驗室里,3D相機跟機器人協作流暢,抓取準確性高。工程師們興高采烈把機器人接回廠里,卻發(fā)現它們“水土不服”了。

  工程客戶質量經理邊疆回憶:“在實驗室它們一抓一個準,到了車間怎么抓都不準。國內外專家都請教了一遍,還是不行?!?/p>

  那段時間,弋國成在一直在實驗室和工廠車間來回跑。“這條線50多個型號混產,零部件看著都差不多,相機識別難度很大,最后只能為機器人更換其它品牌的工業(yè)相機?!彼忉屨f。

  目前,這家工廠一共引進了約50臺機器人,用于焊接、噴涂、裝配等勞動力繁重的工序。

  “很多工序被機器人取代了,比如內裝線原來每班需要9名作業(yè)員,現在是5名作業(yè)員和6臺機器人?!敝芾f。

  說來有趣,第一批進廠的焊接機器人,一年后被工程師們“馴服”,改行專門干重活的“搬運工”。

  “焊接機器人相對便宜,加上我們已經吃透了這些機器,為了節(jié)約成本臨時讓它們干起了搬運工。”邊疆補充說。

  焊接機器人最多能舉50公斤的重物,一開始還能勝任,隨著需要搬運的大件越來越多,后來實在搬不動了,廠里才購買了專業(yè)的搬運機器人。

  天津丹佛斯大部分智能化升級改造,都是由其設備工程師與供應商合作完成,充滿了“土洋”結合的色彩,這也為其培養(yǎng)了一批出色的工程師。他們或精于設備改造,或精于系統開發(fā),或既懂技術又會管理,形成了企業(yè)級智能制造人才梯隊。

  “我們追求精益制造,就是要讓復雜流程簡單化,簡單流程標準化。選擇的技術和工藝可能不是最先進,但一定是最實用的?!睆埲鹋d總結道。

  最近,他還向同事推薦了一本書《減法》,“這本書提醒我們不要走極端,化繁為簡來實現數字化轉型?!?/p>

  燈塔就得讓別人看到你的光

  不久前,廠里一位分管數字化的生產經理,被南方一家企業(yè)高薪聘用,對方看重的正是丹佛斯在數字化改造方面的成效。

  張瑞興樂見這種人才流動,“作為‘燈塔工廠’,就應該告訴別人應該怎么走,讓別人看到你的光。”

  今年是羅慧萍入廠的第13個年頭,“剛來那幾年,我們更多是被供應商牽著走,現在慢慢地開始拽著他們走?!?/p>

  “這些年,他們提的需求確實越來越多,也越來越細致。很多需求對我們來說是全新的,也是倒逼我們成長的?!边畤烧f,自己的很多客戶點名要去天津丹佛斯參觀學習。

  丹佛斯商用壓縮機在裝配過程中,需要對內部上下兩根軸承進行同軸度調整,允許誤差值須控制在0.04毫米以內,這是愛迪科技從未遇到過的挑戰(zhàn)。

  “丹佛斯在丹麥的工廠有這種應用案例,我們認真學習吃透了其中的原理,加上自己的創(chuàng)新,幫助天津工廠實現了這一應用的落地?!边畤烧f。

  這位當年從天津摩托羅拉走出來的工程師認為,在天津甚至全國,自動化行業(yè)的進步,離不開國外先進制造企業(yè)在國內的落地。

  “摩托羅拉來到天津后,很快吸引幾家新加坡企業(yè)過來從事非標服務,然后又慢慢帶動了天津非標自動化這一行業(yè)的發(fā)展?!边畤烧f。

  2021年,丹佛斯總部將美國壓縮機工廠關閉,所有產品搬至天津工廠生產,包括200多個型號10萬臺商用壓縮機訂單。2022年,企業(yè)計劃投資3億元,引進和新建10余條高尖端的新產線,每年預計為該工廠帶來8億元的新增產值。

  同年,總投資近1.4億元的“全球制冷研發(fā)測試中心”簽約天津,成為丹佛斯落戶天津以來的第六次,也是最大一次增資,顯示這家外資企業(yè)對中國市場和中國制造的信心。

  67年前,我國制造的第一臺電冰箱“雪花”在北京誕生。最關鍵的部件——制冷壓縮機,就來自遙遠的北歐丹佛斯。

  27年前,丹佛斯商用壓縮機落戶天津武清,成為其扎根中國市場的首個工廠。如今,中國已經成為這家北歐企業(yè)在全球第二大區(qū)域市場和最大的采購市場。

  “在我們集團內部,丹佛斯天津工廠的數字化程度在第一檔次,這和中國市場和中國整體的經濟科技發(fā)展很大關系?!睆埲鹋d并不掩飾對自己供職的這家工廠的自豪之情。(記者劉荒、黃海波、李坤晟、張典標)

【糾錯】 【責任編輯:焦鵬 】
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