現代工業最具代表性的一點,是能源提供方式的改變:電力能源的提供,為人類的生產生活提供了前所未有的充足動力。到今天,供電系統本身不僅成為影響一個國家或地區經濟發展的重要基礎架構,而且在很大程度上,也成為限制該地區未來經濟發展前途的關鍵。
作為國內重要的低壓電器設備提供商,成立于1974年的常熟開關制造有限公司(以下簡稱常熟開關)是一家名副其實的國有參股的電器研發制造領軍企業。在過去的40多年時間里,常熟開關一直立足于自主創新,對標國際先進電器產品,不斷在核心技術領域取得突破,開發了一代又一代具有自主知識產權的國產高端電器產品。其研發和制造的中低壓配電電器、工業控制電器、中低壓成套裝置、光伏發電配套電器和智能配電監控系統及配套測控器件,被廣泛應用于電力、機械、礦山、冶金、石化、建筑、船舶、核電和新能源發電等領域。
信息化基礎是企業需求
事實上,成立之初的常熟開關,面對的是一個我國自主設計的低壓電器從無到有的建立過程。當時的產品研發,基本是由一個研究所研制,全行業生產,采用統一型號的模式。到了上個世紀80年代末期,隨著技術發達國家和地區低壓電器產品被引入中國市場,企業根據市場需求自主開發的市場經濟模式逐漸成為主流。
“工欲善其事,必先利其器”。領先的產品是常熟開關進一步擴大市場影響力的關鍵,面對市場的改變,常熟開關最早將關注的重點放在產品研發環節:1992年開始,常熟開關花費巨額外匯引進國外先進的CAD/CAM軟件以及數控加工設備,從事開關電器產品的研發和制造。
1994年,常熟開關又在全行業率先引進兩套西門子CAD/CAM軟件及圖形工作站(當時稱為UGII軟件,為西門子工業軟件NX的前身),用以解決產品研制中用傳統的設計手段根本無法實現的難題,并在行業當中培養了一支CAD應用的骨干隊伍。隨后,又針對國際上先進斷路器性能指標高,產品體積小,機構復雜精巧,零件精密可靠的特點,提出了全面普及CAD應用的戰略規劃。
“專注、精深”被稱之為“常開之道”,而技術創新是常熟開關的核心動力。
到了1998年,在常熟開關就已經全面采用了UGII三維軟件進行產品設計。同時,對于產品設計流程的管理方面,常熟開關還實施了IMAN產品數據管理系統(Teamcenter軟件的前身)——以設計BOM為核心,三維CAD為手段,建立了一整套可查、可控可共享的電子化研發體系。在當時,憑借從設計工具CAD到產品數據管理系統PLM,常熟開關的產品研發系統比傳統的方式,在產品設計周期上縮短了60%以上,降低開發成本50%,圖紙查詢速度提高20倍,提高勞動生產率30%,在制品減少20%,圖紙更改可以減少55%。
不僅如此,采用信息化手段對產品研發過程的管理,也為企業的質量管理提供了足夠的數據支持,為企業在后端流程當中建立先進的制造管理系統和引進一批先進的智能化、數字化的研發和制造設備提供了必要的支持。有數據顯示:從1994年以來,參加產品質量責任保險的常熟開關所有產品,無一理賠,產品質量深受用戶信任。
順理成章的數字化進階
進入到新世紀,智能配電網建設為整個低壓電器行業的發展提出了全新的要求:智能化、電子化、組合化、模塊化的產品要求,使得整個行業的產品都面臨更大的產品升級和轉型。與此同時,整個IT領域對于制造業企業的支持也在持續推動行業領先的公司不斷從內部和外部,升級自己在產品研發和生產等方面的創新能力。
經歷了第一輪的信息化建設,實際上常熟開關已經在同行業當中,對于信息技術的應用經驗、行業知識的儲備,都已經到了一個非常成熟的階段。于是當整個外部環境發生變化時,常熟開關總是樂于嘗試挑戰,并憑借不斷的自我優化,在行業當中保持相對的領先位置。
2012年以后,常熟開關開始嘗試升級和擴展其全生命周期管理方案應用,完善研發體系:將在CAD/CAM/PDM領域的信息化應用經驗和知識,拓展到CAE領域及數字化制造領域的應用。以期獲得更快的產品研發速度,和更具競爭力的設計質量。
2012年,常熟開關引入西門子Tecnomatix尺寸質量模塊VSA,在產品結構設計中廣泛采用該模塊進行分析,在一系列尺寸鏈中,找出關鍵尺寸及公差要求,改變了以往靠反復物理樣機試驗確定關鍵尺寸及公差的模式,確保在物理樣機試制之前滿足尺寸要求。
“全面采用西門子數字化解決方案,常熟開關產品研發周期又縮短了三分之一的時間,一次成功率也大大提高。這對促進企業掌握產品研發的核心競爭力大有裨益。”常熟開關副總經理、總工程師管瑞良強調,常熟開關正在將數字化仿真模擬分析作為一個不可或缺的流程納入產品研發流程,基于Teamcenter的仿真數據和過程管理目前正在實施中。
在產品生產加工環節,常熟開關受物聯網技術的啟發,決定建設自己的智能制造模式,將新開發的電器產品向智能化、網絡化方向升級。
2016年,常熟開關引入西門子Teamcenter制造模塊(TCM)以及Tecnomatix產線裝配仿真和人機操作仿真解決方案。這就使得在常熟開關的業務架構當中,產品研發、工藝規劃以及與ERP系統都能夠通過西門子全生命周期管理(PLM)解決方案進行無縫集成,從而實現了從產品研發到生產制造信息的無障礙傳遞,不僅能夠將從設計到生產各環節的信息進行貫通與集成,而且更是實現了產品工藝的可追溯。
現在在常熟開關成功投產的兩條智能裝配線,通過產品裝配設計仿真、產品裝配工藝仿真、產線仿真、工廠仿真以及布局數字化建模,虛擬與現實得以一一映射:TCM編制三維結構化裝配工藝,結合Tecnomatix構建的智能生產線模型、三維工裝和夾具和機器人編程等,即可真實模擬智能裝配生產線自動裝配的運行過程及生產節拍。而人機操作仿真可以模擬智能裝配中部分需要人工操作的工序。從而不僅為智能裝配生產線設計和建設,提供了數字化三維驗證和測試能力,確保了首次投產一次成功;而且也從企業整體業務流程上,最大程度地縮短了研發周期、提高生產效率,實現企業對產品的全生命周期管理。
寫在最后
回顧從1992年以來常熟開關發展的歷史,這就是典型的中國制造發展的縮影。”常熟開關發展到今天的高度,得益于中國的改革開放,得益于兩代常熟開關領導層的高瞻遠矚,得益于常熟開關員工不懈的努力,也得益于西門子數字化解決方案的助力。”管瑞良強調,目前常熟開關所取得的成績,只是一個新的起點,常熟開關的研發體系要向機、電、軟緊密集成一體化方向發展,企業智能化制造要向更高層次發展。“我們期待著與西門子進一步的合作。”管瑞良說。