水轮机备品修复加工数字化车间管理的探索与实践.pdf
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1、124第 46 卷 第 08 期2023 年 08 月Vol.46No.08Aug.2023水 电 站 机 电 技 术Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStation1 引言近年来,建设数字化智能水电厂是国内众多水电厂的发展方向。作为发电企业,为保障水轮发电机组的可靠运行,对水轮发电机组的检修和备品修复加工必不可少,创建水轮机备品修复加工数字化车间管理成为了主攻方向之一,也是势在必行。水轮机备品修复加工车间是电网企业中少有的制造车间,更是少之又少的水电产品修复加工车间。在修复加工的过程中,其核心就是通过车间生产将被冲蚀破坏了的水轮机备品转化为修
2、旧如新的新产品这就是生产性转化,车间在这个过程中处于非常重要的位置,水轮机备品修复加工车间是将不满足尺寸、外观、质量要求的各种水轮机备品按照设计图纸转变为新备品的主要场所,是决定生产效率与备品质量的重要环节。2 构建柔性适应性的生产组织架构通过构建数字化环境下的水轮机备品修复加工车间生产管理组织架构,如图 1 所示,建立人员、材料和数控加工设备之间的相互协作机制、信息传递机制、质量过程管控机制,修复加工都在数字化车间管理的统一系统框架下进行统筹安排。2.1 创建水轮机备品修复质量管理体系水轮机备品修复加工车间各岗位、各设备都统筹于生产组织架构下管理,以高效高质生产为核心,人、机、料、法、环、测
3、各环节相互融合,基于统筹的管理,使管理者能够做到“看得见,说得清,做得对”1,实现了水轮机备品修复加工过程的敏捷、高效、高质、协同的精细化生产质量管理体系2。主要包括加工设备管理体系、生产计划管理体系、仓库物流管理体系、品质质检管理体系、安全生产管理体系和生产现场管理体系。水轮机备品修复加工数字化车间是直接进行生产活动的单位,其质量管理必须具体明确,依据质量管理的计划、组织、控制职能等要求,结合备品修复加工生产特点,构建完善的质量控制流程与质量预警机制,使得备品修复加工质量可控;通过对工作地点、内容、工作负责人、风险等级、作业类型和危险管控措施的日管控,实现对备品修复加工车间的生产全过程管理可
4、控。图 1 数字化车间建设收稿日期:2023-05-04作者简介:黄长久(1991-),男,工程师,从事水电站备品修复与技术监督工作。水轮机备品修复加工数字化车间管理的探索与实践黄长久(国网四川省电力公司映秀湾水力发电总厂,四川 都江堰 611830)摘 要:介绍了在智能化水电厂建设背景下,通过构建柔性适应性的生产组织架构、建立工件数字化设计数据库以及搭建信息化项目管理平台等手段,探索水轮机备品修复加工数字化车间管理新模式,实现水电装备修复加工行业的数字化和智能化,助力备品修复高质量发展。关键词:智能化;水电厂;备品修复;数字化车间中图分类号:TV737文献标识码:B文章编号:1672-538
5、7(2023)08-0124-04D O I:10.13599/ki.11-5130.2023.08.035125第 08 期黄长久:水轮机备品修复加工数字化车间管理的探索与实践2.2 优化数控加工模式下的人力资源配置实施专业化班组建设,提升多班组高效协同配合能力,车间根据专业设置了 5 个班组,班组设置如图 2 所示。随着水轮机备品修复加工项目数量的增多、劳动强度与日俱增,质检标准的不断提高,受项目周期、人员数量、技能水平的限制,都不能靠单个班组自行完成。采用水轮机备品修复加工多班组协同配合工作的模式,按照专业化多工种形式进行班组建设,建立了高效性、系统性、精益化的管理模式,在安全、效率、质
6、量等方面都有很大程度的提高。图 2 车间班组设置结构图2.3 加强全员绩效管理,完善激励约束机制水轮机备品修复加工车间采用全员绩效管理,绩效管理体系科学化、规范化和系统化,充分调动了员工积极性,持续提高员工工作业绩。采用目标任务制和工作积分制两种激励方式,目标任务制是通过目标任务、减项指标以及综合评价等考核内容进行量化评价的考核制度;工时积分制同价计酬是以标准工时为度量单位,以单位耗时为计量基础,确认工时积分,工时积分核算成绩效工资作为绩效激励3。建立了绩效管理积分同价计酬工时积分标准定额库,工作项目分为备品一级分类(修复备件项目分类)、二级分类(工序分类)、三级分类(工种分类),具体的计时方
7、法有标准定额法、实录工时法和协商评估法,以站间系数和质量系数(良好、合格、降级使用、不合格)两种系数适应性协调绩效激励机制。3 构建工件数字化设计数据库针对水轮机备品修复加工生产特点,以现有数字化设备为基础,优化工艺工序流程,全方位搭建工件模型 3D 数据库和 NC 程序数据库的水轮机备品修复数字化生产设计数据库,在修复加工全周期的设计阶段实现数字化4。深度调研水轮机过流部件备品修复主要客户群岷江流域内水电站水轮机过流部件设计参数情况发现,主要存在设计图纸数字化程度薄弱、因制造厂家技术壁垒导致设计数据缺失以及各客户过流部件备品形式结构差异大等问题,导致水轮机过流部件备品修复加工与水轮机过流部件
8、新品制造存在较大差异。为解决客户设备情况差异大、标准化程度低的现实问题,构建多渠道工件设计数据库显得尤为迫切。3.1 基于正向建模的 C A D/C A M工件信息数字化采集针对客户可提供完整二维设计图纸的相关部件如水轮机导叶、顶盖及底环等部件,运用交互式计算机辅助设计软件平台对相关工件进行数字化设计和造型复现。首先,进行二维草图绘制,向 CAD 平台完成工件参数化约束的二维轮廓信息传递。随后运用先进的三维建模、网格曲面重构技术建立尺寸及形位约束驱动的三维模型,如图 3 所示。图 3 正向建模数字化采集3.2 基于逆向工程的实体工件信息数字化采集针对客户因制造厂家技术壁垒等原因无法提供完整的可
9、用于三维重构的二维设计数据等情况,例如水轮机转轮 3D 模型,需要运用逆向建模技术,通过 3D 扫描设备获取实物样件表面或内腔数据,输入逆向反求软件中进行处理和三维重构,在计算机上逆向求出实物样件的设计模型。处理数据的流程包括点阶段、多边形阶段、形状阶段等5。图 4 逆向工程数字化采集3.3 创建模块化与在线审批的 N C程序数据库水轮机备品修复加工中,涉及到数量繁多的内外圆车削加工、规则曲面与自由曲面的铣削加工等工序。完整的 NC 数控程序编制流程包括从三维建模、工序制定、加工参数优选、刀路生成、动态仿真、防碰撞检测到程序输出6。面对备品修复加工对象的非标准特性,如果每次加工都从零开始编制
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