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智能制造升級(jí)改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 宏盛華源    2023-12-19

宏盛華源鐵塔集團(tuán)股份有限公司智能制造升級(jí)改造項(xiàng)目，圍繞公司的輸電鐵塔主營業(yè)務(wù)在切割工藝、焊接工藝等制造流程方面和信息化管理方面開展相應(yīng)智能制造改造升級(jí)，將充分利用在輸電鐵塔制造領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合更先進(jìn)的智能制造設(shè)備打造更加高效率的智能制造生產(chǎn)模式。具體而言，集團(tuán)所屬浙江盛達(dá)、盛達(dá)江東、安徽宏源等 8 家子公司的現(xiàn)有設(shè)備，系多年來陸續(xù)采購，部分設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)充分自動(dòng)化生產(chǎn)。

隨著公司技術(shù)的不斷升級(jí)及市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)展，公司現(xiàn)有設(shè)備無法滿足公司發(fā)展的需求，也面臨著較高的人力成本和能源消耗。因此，本項(xiàng)目擬對(duì) 8 家子公司設(shè)備進(jìn)行智能制造升級(jí)改造，替換部分老舊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更多關(guān)鍵工序的自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率及品質(zhì)，全面提升公司的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

1、項(xiàng)目概況

宏盛華源鐵塔集團(tuán)股份有限公司智能制造升級(jí)改造項(xiàng)目是公司在現(xiàn)有場(chǎng)地、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過新增激光切割設(shè)備、焊接機(jī)器人、桁架機(jī)器人、設(shè)備數(shù)據(jù)采集模塊、自動(dòng)上下料系統(tǒng)、自動(dòng)物流系統(tǒng)等智能化軟硬件設(shè)備，建設(shè)角鋼智慧切割、智慧焊接生產(chǎn)線等以及對(duì)鎮(zhèn)江鴻澤桿塔有限公司鍍鋅生產(chǎn)線進(jìn)行環(huán)保化、智能化改造升級(jí)。

本項(xiàng)目是對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)車間進(jìn)行智能化升級(jí)改造，同時(shí)建設(shè)適配公司生產(chǎn)經(jīng)營的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)等數(shù)字化平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)流程的數(shù)字化監(jiān)測(cè)和管理，提高生產(chǎn)車間的智能化、數(shù)字化水平。本項(xiàng)目包含多個(gè)技術(shù)改造方向，具體如下：

（1）角鋼智慧加工中心應(yīng)用

本項(xiàng)目擬在生產(chǎn)車間引入國際先進(jìn)的自動(dòng)上下料系統(tǒng)、高功率光纖激光器、專用切割頭、切割總控系統(tǒng)、高精度直線導(dǎo)軌等軟硬件設(shè)備，建設(shè)適配本企業(yè)加工流程的角鋼智慧加工中心，通過應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)先的激光加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)角鋼加工環(huán)節(jié)增質(zhì)、提效、降本。角鋼智慧加工中心能夠精確控制加工進(jìn)度，提升加工效率，提高產(chǎn)品的履約交付能力。

（2）激光技術(shù)深化應(yīng)用

目前板材下料主要使用等離子切割機(jī)、火焰切割機(jī)，存在生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、自動(dòng)化水平低、職業(yè)健康危害大等缺點(diǎn)。本項(xiàng)目擬采用先進(jìn)的激光加工技術(shù)和數(shù)控技術(shù)，建設(shè)板材激光加工生產(chǎn)線，在現(xiàn)有生產(chǎn)車間內(nèi)新增20,000W 激光切割機(jī)及配套清渣機(jī)，用于板材切割。激光加工生產(chǎn)線的建設(shè)有助于解決生產(chǎn)加工過程中中厚板的加工瓶頸，提升產(chǎn)品質(zhì)量，改善工作環(huán)境。

（3）角鋼塔焊接機(jī)器人應(yīng)用

本項(xiàng)目擬建設(shè)對(duì)角鋼塔塔腳、十字連板等工件進(jìn)行自動(dòng)化焊接的生產(chǎn)線，主要內(nèi)容為開發(fā)、建設(shè)適用于自動(dòng)焊接的機(jī)器人、變位機(jī)、焊接設(shè)備及焊接程序控制等，通過采用工藝仿真、激光尋位焊接、焊接工藝庫等技術(shù)手段，并利用機(jī)器人柔性編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)輸電鐵塔加工制造環(huán)節(jié)的機(jī)器人智能焊接。

（4）鋼管塔焊接機(jī)器人應(yīng)用

本項(xiàng)目擬建設(shè)對(duì)鋼管塔、鋼管桿組成構(gòu)件（如法蘭、筋板等）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接的生產(chǎn)線。通過結(jié)合鋼管塔、鋼管桿的結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)，開發(fā)適用于法蘭、筋板等構(gòu)件自動(dòng)焊接的機(jī)器人、變位機(jī)、焊接設(shè)備、焊接管理系統(tǒng)等，采用工藝仿真、激光尋位焊接、焊接工藝庫的技術(shù)，以及機(jī)器人柔性編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鋼管塔、鋼管桿等輸電鐵塔加工制造的機(jī)器人智能焊接。

（5）智慧角鋼倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)應(yīng)用

輸電線路鐵塔的主要原材料之一是角鋼，其特點(diǎn)是體積大、重量沉，在倉庫中堆放較為困難；同時(shí)，目前企業(yè)角鋼的轉(zhuǎn)運(yùn)基本依靠人工進(jìn)行不停的搬料，工作強(qiáng)度大，效率低下。本項(xiàng)目的主要內(nèi)容為：建設(shè)角鋼智能立體倉庫、自動(dòng)物流系統(tǒng)和自動(dòng)上下料系統(tǒng)，提高物料調(diào)節(jié)水平和空間利用率，對(duì)角鋼物料進(jìn)行科學(xué)管理，滿足多品種角鋼的存儲(chǔ)要求，并實(shí)現(xiàn)物流自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。

（6）廠區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)車輛綠色升級(jí)

本項(xiàng)目主要通過購置新能源車輛，消除運(yùn)行 5 年以上轉(zhuǎn)運(yùn)車輛因設(shè)備老化、尾氣排放等帶來的安全及環(huán)保問題，同時(shí)降低車輛運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。廠區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)車輛更新后可消除廢氣排放及噪音問題，提升員工作業(yè)環(huán)境，提高轉(zhuǎn)運(yùn)的安全性；同時(shí)也是企業(yè)響應(yīng)國家號(hào)召，加快實(shí)現(xiàn) 2030 年碳達(dá)峰的行動(dòng)方案。

（7）自動(dòng)上下料改造

本項(xiàng)目的主要內(nèi)容包括在保持原功能不變的前提下，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，包括對(duì)進(jìn)出料道進(jìn)行升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)角鋼上下料自動(dòng)化；同時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)加以改造，并將其接入公司信息化 MES 系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在 MES 系統(tǒng)中下達(dá)生產(chǎn)指令，實(shí)現(xiàn)物料的加工生產(chǎn)。自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備不僅有利于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人工數(shù)量，而且大幅度提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。

（8）原材料無人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

本項(xiàng)目通過改造原實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)環(huán)境，新增 100T 智能拉力機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)、電動(dòng)沖擊試樣缺口拉床、全自動(dòng)低溫沖擊試驗(yàn)機(jī)、全自動(dòng)引伸計(jì)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)拉伸、沖擊實(shí)驗(yàn)無人化、智能化操作；并將數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄并上傳至信息化平臺(tái)，有益于提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度、實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)安全性，以及解決人員不足等問題。

（9）煙塵專項(xiàng)治理

在輸電線路鐵塔生產(chǎn)中的焊接、氣割等工序操作中產(chǎn)生的煙塵不僅污染環(huán)境，而且危害焊接勞動(dòng)者的身體健康。因此本項(xiàng)目擬解決車間煙塵問題、改善工作環(huán)境，并兼顧員工的職業(yè)健康、生產(chǎn)加工效率、地方環(huán)保要求。通過比較市面上不同除塵方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本項(xiàng)目選定在自動(dòng)化工位采用伸縮房中房式、工作間式、頂吸罩式等方式進(jìn)行除塵；在人工工位采用頂吸罩式方式進(jìn)行除塵。

（10）鎮(zhèn)江鴻澤鍍鋅車間升級(jí)改造

本項(xiàng)目計(jì)劃在自有土地上對(duì)鍍鋅車間進(jìn)行改造建設(shè)。將現(xiàn)有鍍鋅生產(chǎn)車間建筑物及鍍鋅生產(chǎn)設(shè)備全部拆除，在原址新建生產(chǎn)廠房及配套生產(chǎn)輔助用房。新建建筑內(nèi)配置 1 條滿足安全環(huán)保要求的 12.5 米環(huán)保型智能化熱浸鍍鋅生產(chǎn)線，主要服務(wù)于特高壓輸電線路鐵塔產(chǎn)品熱浸鍍鋅加工。本項(xiàng)目實(shí)施能夠解決企業(yè)現(xiàn)有鍍鋅工藝和設(shè)備設(shè)施落后問題，滿足生態(tài)環(huán)境建設(shè)和安全生產(chǎn)要求，履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任，促進(jìn)企業(yè)健康有序發(fā)展。

（11）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)

本項(xiàng)目對(duì)生產(chǎn)設(shè)備加裝傳感、采集功能和自動(dòng)控制程序，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、自動(dòng)化控制和設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集等功能。并應(yīng)用先進(jìn)的三維仿真建模技術(shù)和實(shí)驗(yàn)算法等，預(yù)測(cè)車間產(chǎn)能、設(shè)備利用率等關(guān)鍵工藝數(shù)據(jù)，通過技術(shù)瓶頸分析，提供科學(xué)的決策方案和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字孿生工廠。此外，本項(xiàng)目投入先進(jìn)的軟硬件設(shè)備建設(shè)鐵塔放樣管控平臺(tái)和宏盛華源數(shù)據(jù)中心，以提升公司的信息化水平和信息化管理能力。

（12）綜合能源項(xiàng)目

本項(xiàng)目建設(shè)裝機(jī)總?cè)萘繛?11.88MWp 的分布式光伏發(fā)電站，在生產(chǎn)廠房屋頂加裝光伏支架，利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⑺l(fā)電并網(wǎng)接入廠房配電室各變壓器，用于日常辦公及生產(chǎn)。本項(xiàng)目的開展能夠充分利用生產(chǎn)車間屋頂面積，實(shí)現(xiàn)部分電能自發(fā)自用，節(jié)約用能（用電）成本。

（13）新能源光伏支架生產(chǎn)車間建設(shè)

本項(xiàng)目根據(jù)廠區(qū)的功能定位、廠房布局以及設(shè)備配置等情況，結(jié)合光伏支架生產(chǎn)車間建設(shè)需求及產(chǎn)品加工特點(diǎn)，擬利用現(xiàn)有土地新建新能源光伏支架生產(chǎn)車間，進(jìn)行光伏支架產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。本項(xiàng)目的開展是公司豐富現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、拓展盈利渠道、支持國家新能源戰(zhàn)略發(fā)展的行動(dòng)方案。

（14）智能制造車間建設(shè)

本項(xiàng)目擬在現(xiàn)有廠區(qū)閑置地塊建設(shè)智能制造車間，并在新車間內(nèi)配置數(shù)字化軟硬件生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行智能化升級(jí)改造。本項(xiàng)目的開展有助于提高企業(yè)生產(chǎn)水平的智能化、合理規(guī)劃廠區(qū)現(xiàn)有布局、提高企業(yè)對(duì)外形象、促進(jìn)企業(yè)健康有序發(fā)展。

2、項(xiàng)目投資估算

本項(xiàng)目總投資為 47,352.90 萬元，其中固定資產(chǎn)投資為 42,001.10 萬元，無形資產(chǎn)投資 3,368.30 萬元，項(xiàng)目預(yù)備費(fèi) 1,983.50 萬元。項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)期為 2年，在建設(shè)期內(nèi)將完成廠房建設(shè)、設(shè)備購置、生產(chǎn)線改造、配套設(shè)施建設(shè)、完善人員配置等。結(jié)合公司既往積累的行業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)及成功的項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目的建設(shè)將使公司的生產(chǎn)效率大大提高、在輸電線路鐵塔市場(chǎng)中的占有率和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力有更大的提升，使企業(yè)獲得更大的利潤(rùn)空間。

3、項(xiàng)目的必要性

（1）本項(xiàng)目符合國家開展電能替代的宏觀導(dǎo)向

隨著全球氣候變化形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，越來越多的國家將“碳中和”上升為國家戰(zhàn)略，提出了無碳未來的愿景。在我國，“雙碳”目標(biāo)已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略，未來很長(zhǎng)一段時(shí)間將成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要宏觀導(dǎo)向。

化石能源等傳統(tǒng)能源的使用是碳排放的主要來源，對(duì)此我國很早就提出“電能替代”的解決措施，即“使用具有清潔、安全、便捷等優(yōu)勢(shì)的電能替代散燒煤、燃油等能源消費(fèi)方式；同時(shí)帶動(dòng)相關(guān)設(shè)備制造行業(yè)發(fā)展，拓展新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)”。

2016 年 5 月，國家發(fā)展與改革委員會(huì)等八部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)電能替代的指導(dǎo)意見》，意見指出要“穩(wěn)步推進(jìn)電能替代，提升我國電氣化水平”，此外“將進(jìn)一步擴(kuò)大電力消費(fèi)”、“帶動(dòng)相關(guān)工業(yè)行業(yè)提升產(chǎn)品附加值，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)”。本項(xiàng)目的開展有助于為電力行業(yè)提供必要的配套鐵塔產(chǎn)品，是響應(yīng)我國“電能替代”宏觀導(dǎo)向的舉措。

（2）本項(xiàng)目有助于改善切割、焊接等生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

輸電線路鐵塔由各種型號(hào)、結(jié)構(gòu)的鋼材通過焊接工序連接制成，鋼板的剪切加工、部件的焊接水平，成為制約電力鐵塔質(zhì)量的重要因素，本項(xiàng)目通過使用智能化設(shè)備升級(jí)現(xiàn)有切割、焊接等工序，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

企業(yè)擬對(duì)角鋼加工環(huán)節(jié)進(jìn)行智能化升級(jí)，通過深入應(yīng)用激光切割技術(shù)，顯 著提高角鋼切角、剪短、制孔、打鋼印等工序的效率和加工質(zhì)量；同時(shí)接入信 息系統(tǒng)，對(duì)工序前端的原材料分揀、進(jìn)料和后端出料完成全自動(dòng)化控制，減少 人力投入。

此外，本項(xiàng)目引進(jìn)焊接機(jī)器人對(duì)塔腳、筋板等部件執(zhí)行焊接操作， 焊接技術(shù)和信息技術(shù)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)焊接點(diǎn)位的自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)焊接，有利于 提升焊接質(zhì)量、焊縫部位的銜接精度及焊接穩(wěn)定性，顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量。綜 上，本項(xiàng)目的開展有助于改善角鋼切割、焊接等環(huán)節(jié)的工序水平，提高加工效 率，節(jié)省生產(chǎn)中的能耗和人力投入，有助于提高電力鐵塔產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（3）本項(xiàng)目有助于生產(chǎn)流程的信息化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)增質(zhì)提效降本

本項(xiàng)目對(duì)倉儲(chǔ)、物流、切割、焊接、上下料等生產(chǎn)工序進(jìn)行信息化升級(jí)， 能夠提高企業(yè)對(duì)庫存物料和生產(chǎn)流程的管理能力，有助于企業(yè)增質(zhì)提效降本。

信息系統(tǒng)的接入為生產(chǎn)車間提供了科學(xué)化、集成化、可視化的生產(chǎn)信息管 理手段，利用信息技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)物料信息的智能錄入、動(dòng)態(tài)顯示、自動(dòng)傳輸、 共享共用；庫存物料的自動(dòng)出入庫、質(zhì)量檢測(cè)和自動(dòng)化調(diào)配；還可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn) 加工過程的物料信息的實(shí)時(shí)獲取和跟蹤追溯，極大提高生產(chǎn)流程的信息化管理 水平。

本項(xiàng)目的開展一方面為企業(yè)提供了高效的庫存材料管理手段，使得物料 的入庫、檢測(cè)、調(diào)用、生產(chǎn)、出庫等環(huán)節(jié)的管理更加科學(xué)透明高效，極大減少 人為誤差和人力投入，降低生產(chǎn)成本；另一方面可以集成化管理生產(chǎn)的各個(gè)環(huán) 節(jié)，實(shí)現(xiàn)原材料、半成品在不同加工工序之間的高效調(diào)度，科學(xué)管控物料在各 生產(chǎn)工序間的流轉(zhuǎn)，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

4、項(xiàng)目選址和環(huán)保情況

本項(xiàng)目擬在宏盛華源下屬 8 家子公司建設(shè)完成，根據(jù)各子公司所在地方政府要求，已完成相關(guān)環(huán)境影響評(píng)價(jià)手續(xù)，并取得相關(guān)證明文件。本項(xiàng)目建設(shè)將 嚴(yán)格執(zhí)行地方政府環(huán)保要求以及環(huán)評(píng)文件中提出的各項(xiàng)防治措施，確保環(huán)保設(shè) 施的穩(wěn)定正常運(yùn)行和污染物的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。