Làm thế nào để tạo ra một nhà máy thông minh với tỷ lệ kết nối trực tiếp 99,97%?

Lời nói đầu

Trong nhiều năm, nhóm của chúng tôi tại Geyue Electric đã chứng kiến ngành công nghiệp sản xuất điện năng đấu tranh với tỷ lệ vượt qua cao nguyên ở mức 96%-98%. Chúng tôi biết 3 triệu hóa đơn chất thải vật liệu hàng năm là không thể chấp nhận được. Sau ba năm R & D tập trung, chúng tôi đã chuyển đổi hệ sinh thái sản xuất của chúng tôi. Ngày nay, chúng tôi vận hành một nhà máy thông minh trong đó 99,97%Tụ điệnđáp ứng các thông số kỹ thuật thẳng ra khỏi dòng. Cuộc cách mạng này bắt nguồn từ ba đột phá cốt lõi mà chúng tôi đã thiết kế: Hệ thống kiểm soát căng thẳng phim 0,3 Newton của chúng tôi giúp loại bỏ sự biến đổi vật liệu, giám sát tẩm thời gian thực 316 điểm đảm bảo độ bão hòa 99,5% và mạng chất lượng cảm biến 1428 cho phép can thiệp một phần nghìn giây. Các hệ thống này đã giảm tỷ lệ làm lại của chúng tôi từ 1,8%xuống 0,03%, cắt giảm chi phí sản xuất mỗi đơn vị xuống 21%và hiện tiết kiệm cho chúng tôi 2,5 triệu hàng năm về sự mất chất lượng.

Cơ sở sản xuất thông minh được đưa vào sản xuất hoàn toàn

Khi chúng tôi ra mắt trung tâm sản xuất thông minh của chúng tôi, chúng tôi đã mô phỏng lại mọi khía cạnh của chế tạo tụ điện. Các hệ thống cuộn dây tự động của chúng tôi hiện xử lý màng polypropylen trong các điều kiện chính xác 25 ± 0,5 ° C, trong khi các cơ chế servo duy trì sự căng thẳng trong 0,3 phương sai Newton. Sự ổn định này cho phép chúng tôi sản xuất 8.000 tụ điện tự phục hồi hàng ngày với sự nhất quán chưa từng có. Mười hai robot hậu cần tự trị phối hợp dòng chảy vật chất, loại bỏ các lỗi xử lý con người. Chúng tôi đã xác nhận năng suất đầu tiên 99,97% thông qua chứng nhận IATF 16949 cấp ô tô-một minh chứng cho độ tin cậy hàng loạt của các tụ điện của chúng tôi.

Kế hoạch cải thiện độ chính xác của thiết bị

Đường dây sản xuất được trang bị hệ thống động cơ tuyến tính có độ chính xác cao để kiểm soát lỗi giữa các lớp cuộn dây của lõi tụ điện không quá 3 micron. Quá trình ngâm tẩm chân không áp dụng quy trình tăng cường 38 giờ: giai đoạn ban đầu là môi trường 60 độ C trong môi trường và 70 kPa giảm áp lực trong 4 giờ, sau đó là sự xâm nhập áp suất 0,3 MPa của tác nhân ngâm tẩm. Các cảm biến áp suất giám sát trạng thái thâm nhập trong thời gian thực để đảm bảo rằng tốc độ tẩm không nhỏ hơn 99,5%. Thông qua quá trình cải tiến này,Tụ điệnChỉ số tăng nhiệt độ đã được giảm từ trung bình của ngành là 18 độ Celsius xuống còn 7 độ C.

Quản lý dữ liệu vòng kín cho toàn bộ quá trình

Chúng tôi đã dệt 1.428 cảm biến trong suốt dây chuyền sản xuất của chúng tôi, tạo ra một cặp song sinh kỹ thuật số sống của quy trình sản xuất của chúng tôi. Máy đo micromet laser mất 500 chỉ số độ dày mỗi giây trong khi cuộn dây, trong khi các bộ chuyển đổi áp suất cập nhật điều kiện buồng chân không cứ sau 10 mili giây. AI trung tâm của chúng tôi thực hiện xác thực ba tầng: kích hoạt các cảnh báo ở độ lệch tham số 0,5%, xung đột dữ liệu giữa các quá trình xác nhận chéo và bắt đầu phân tích nguồn gốc cho các dị thường hàng loạt. Khi độ nhớt tăng 5% trong lô#CT -882, hệ thống này đã truy tìm và chứa vấn đề cho một lô hàng nguyên liệu thô trong vòng 19 phút - ngăn chặn những gì sẽ là 180.000 đô la tổn thất phế liệu.

Tổng số đảm bảo vòng đời sản phẩm

Thiết lập một hệ thống phòng thủ ba lớp bao gồm toàn bộ vòng đời sản phẩm để đảm bảo chất lượng sản xuất ổn định từ nguồn. Thử nghiệm cấp độ phân tử được thực hiện trên các nguyên liệu thô vào kho để đảm bảo rằng tính đồng nhất của chất nền polypropylen không nhỏ hơn 98% tiêu chuẩn; Hệ thống bảo trì trước của thiết bị sản xuất theo dõi giá trị rung của vòng bi chính, giảm 92%thời gian ngừng hoạt động của thiết bị; 150.000 thiết bị chạy trên mạng truyền nhiệt độ và dữ liệu điều kiện làm việc hiện tại trong thời gian thực để xây dựng phổ tải sản phẩm hoàn chỉnh. Các tụ điện đặc biệt cao nguyên sử dụng vật liệu nhựa epoxy biến đổi, trọng lượng phân tử được kiểm soát chính xác với giá trị tiêu chuẩn của 2200 và các hạt silica có đường kính 50 nanomet được thêm vào để tăng cường khả năng thích ứng với môi trường nhiệt độ thấp. Quá trình sản xuất thực hiện kiểm soát môi trường chính xác: Biến động độ ẩm của hội thảo được kiểm soát trong phạm vi cộng hoặc trừ 1%, độ dốc nhiệt độ của đường ống phân phối tác nhân ngâm tẩm được duy trì ở 0,3 độ Celsius/mét và quá trình bảo dưỡng áp dụng một đường cong điều khiển nhiệt độ ba độ/phút. Sản phẩm cuối cùng đã vượt qua thử nghiệm giới hạn Celsius 40 độ và góc mất điện môi được ổn định ở mức cao 0,0004. 3.200 bộ thiết bị đặc biệt cao nguyên đã được phân phối đã đạt được hoạt động không có động cơ.

Lợi ích kinh tế của sản xuất thông minh

Hệ thống sản xuất thông minh đạt được sản lượng hiệu quả thông qua mô hình kiểm soát chi phí chính xác. Việc xây dựng một dây chuyền sản xuất tự động duy nhất có giá 6 triệu đô la và công suất sản xuất hàng ngày củaTụ điệnđạt 8.000 đơn vị. Cải thiện chất lượng tạo ra ba lợi ích kinh tế: Tỷ lệ sửa chữa sản phẩm giảm từ 1,8% xuống 0,03%, đạt được tiết kiệm chi phí chất lượng hàng năm là 2,5 triệu đô la; Tỷ lệ tổn thất hậu cần là không, dẫn đến giảm chi phí 21 nhân dân tệ mỗi đơn vị; Các biện pháp tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng tạo ra thu nhập bổ sung 17 nhân dân tệ mỗi đơn vị. Sau khi tính toán cẩn thận, hệ thống sản xuất thông minh tăng thu nhập ròng của một sản phẩm duy nhất lên 12 đô la và thu nhập ròng hàng năm đạt 25 triệu đô la. Mô hình hoàn vốn đầu tư xác minh rằng thời gian phục hồi chi phí xây dựng dự án là 26 tháng. Dữ liệu hoạt động của nhà máy thông minh cho thấy tỷ lệ chi phí lao động đã giảm từ 38%sản lượng truyền thống xuống 11%và mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi đơn vị sản xuất sản phẩm đã giảm 42%.

Công nghệ phát triển và định hướng phát triển

Hệ thống sản xuất thế hệ tiếp theo tập trung vào việc thúc đẩy ba đổi mới công nghệ: Công nghệ cảm biến lượng tử giúp cải thiện tính chính xác của phát hiện khuyết tật vật liệu đến cấp độ nguyên tử; Các thuật toán tự phục hồi dựa trên 420.000 bộ đào tạo trường hợp lỗi nhận ra tối ưu hóa quá trình tự động; Nền tảng sản xuất linh hoạt hỗ trợ sản xuất hỗn hợp gồm mười hai loại thông số kỹ thuật. Ở giai đoạn này, các chỉ số cốt lõi đã được chứng nhận nghiêm ngặt bởi hệ thống phòng thí nghiệm quốc gia và dữ liệu xác minh tỷ lệ vượt qua được lưu trữ trong báo cáo chứng nhận CNAS (số L16328-2024). Hệ thống Twin kỹ thuật số đang được xây dựng đã tích hợp mô hình tham số đầy đủ của thiết bị sản xuất và có kế hoạch nhận ra chức năng tối ưu hóa tự động của các tham số quy trình trong năm. Các thông số kỹ thuật của các sản phẩm môi trường cao nguyên đang được nâng cấp thành dự thảo của tiêu chuẩn công nghiệp quốc gia và mục tiêu tốc độ phản hồi của hệ thống hậu cần thông minh đã được tăng lên mười giây. Nhóm kỹ thuật tiếp tục cải thiện thuật toán truy xuất nguồn gốc chất lượng, nhằm mục đích nén thời gian vị trí bất thường xuống dưới năm phút.