智能制造为大功率风力发电机产线赋能

摘要：随着全球对可再生能源的日益重视，风力发电作为其中的重要组成部分，其制造技术也面临着新的挑战与机遇。智能制造技术的应用，为风力发电机产线带来了显著的赋能效果，特别是在工位节拍化、智能立库和 AGV（自动导向车）等方面的应用，极大地提升了生产效率、降低了成本并优化了产品质量。本文将对智能制造在风力发电机产线中的应用进行深入探讨。

一、引言

风力发电作为清洁、可再生的能源形式，在全球能源结构中的地位日益凸显。然而，风力发电设备制造技术的复杂性和高精度要求，给传统制造方式带来了挑战。目前，国际上主流风电巨头，如西门子歌美飒、维斯塔斯、GE 等公司，在风力发电机生产过程中，生产工艺的自动化和数字化程度非常高。在国内，为适应市场环境变化，主流风电公司均致力于推进技术降本、大力推进产线向少人化、智能化升级。智能制造技术的兴起，为风力发电机产线提供了新的解决方案，其中工位节拍化、智能立库和 AGV 等技术的应用，为产线带来了革命性的变革，以渌口基地大功率风电发电机车间建设为契机，推进公司的智能制造战略规划。

二、智能制造在风力发电机产线中的应用

（一）工位节拍化

在大功率风力发电机生产线中，通过工位节拍化的实施，可以将整个生产过程分解为若干个相互关联的工位，减少单工位占用时间，合理规划物料转运路径，使每个工位在节拍时间内完成规定的作业内容。通过合理的工位划分和节拍设定，可以确保每个工位都能在节拍时间内完成规定的作业内容，从而实现生产过程的连续性和稳定性。这种生产方式使得生产和转运过程更加有序、稳定，同时提高了生产效率和产品质量。

通过对渌口基地大功率风电发电机车间物流及生产流程的梳理，各个工序、工位节拍的统计分析，依据精益生产指导思想进行精益物流路线规划，基于节拍平衡重新布置产线工位，设计出符合精益物流配送及精益生产的整厂工艺布局，根据工艺布局和物流规划设计制作智能立库和 AGV 物流配送。

（二）智能立库

智能立库是通过利用先进的自动化技术和信息技术实现物料的自动化存取和管理。在风力发电机产线中，智能立库的应用可以实现对原材料、半成品和成品的高效管理和存储。通过智能立库系统，可以实现对物料的追溯和出入库精准管控。同时，智能立库还可以与产线上的其他设备进行无缝对接，实现货物的自动化输送和配送。提高自动化程度和生产效率、降低人力成本。

渌口基地大功率风电发电机车间智能立库为双巷道布局，包括堆垛机系统、输送线系统、货架、WCS 系统、仓储管理（WMS）系统、AGV 调度系统（AMS）共六大核心功能模块，使用伺服轨迹定位、实现货物精准快速出入库。

包含以下重点技术项点：

1．以堆垛机为物理载体，建立全自动入库、出库、分拣、盘点等标准仓储场景，结合生产、供应链系统，形成高效协同、自动化智慧仓储解决方案；

2．采用双巷道，三输送线布局，有效提高了设备利用率和物料出入立库效率；

3．仓储管理系统（WMS），实现业务高策略配置化、智能预警推送、智能分析与决策、快速响应项目的需求、稳定安全、易拓展等特性；

4 ．智能算法&调度（WCS/AMS），涵盖多种上下架策略算法、出库策略、组盘策略、AGV 路径规划、防拥堵策略、避让逻辑等；

5．3D 数字孪生智能仓平台，建设一套采集动态建模、虚拟仿真、离线调试、3D 监控、智慧优化于一体的全流程智慧仓储平台；

6．物料信息全过程监控，通过对智能立库、AGV 和 WCS 的引进，实现物料信息从进厂开始上线，对物料信息流进行精准管理，实现按台套分拣物料，同时物料可追溯，库房内物料托盘 AGV 自动流转，同时提升物料配送效率。

（三）AGV

AGV 是一种具有自动导向功能的搬运车，可以在无人操作的情况下按照预设的路线自动行驶并搬运货物。在风力发电机产线中，AGV 的应用可以实现对生产现场的高效管理和灵活调度。AGV 可以根据生产需要自动前往指定的地点进行货物的搬运和配送，从而减少了人工搬运的时间和成本。同时，AGV 还可以与产线上的其他设备进行协同作业，实现生产过程的自动化和智能化。

渌口基地大功率风电发电机车间覆盖线边物料配送和工序间主料转运，包括 AGV 调度系统（RCS）、 12 台 AGV 、 AGV 充电系统、磁条激光二维码导航辅件，实现整厂物料 AGV 自动配送。

包含以下重点技术项点：

1 ．采用重载 AGV 和轻载 AGV 分别实现了主物料工序间自动转运和线边物料自动配送，有效提高了整厂物流效率；

2 ．AGV 调度系统（RCS）具有自动规划路径功能，各工位有物料转运需求时，调度系统根据收到的需求自动配置闲置 AGV 、选择合适的路径进行物料配送；

3 ．AGV 调度系统（RCS）具有物流可视化功能，系统跟踪每一个配送订单的执行情况，并显示当前订单物料配送进度和 AGV 实时位置，实现物料信息配送过程监控；

4 ．AGV 调度系统（RCS）和 WMS 、MES 完成互联互通，调度系统能根据上层系统的订单自动给 AGV 下发配送任务，将不同物料送往对应台位；

5 ．AGV 调度系统（RCS）的配送数据实时收集保存并上传，实现物料可追溯管理。

三、智能制造对风力发电机产线的赋能效果

智能制造技术的应用，为风力发电机产线带来了显著的赋能效果。首先，工位节拍化的实施使得生产过程更加有序、稳定，提高了生产效率和产品质量。其次，智能立库的应用实现了对物料的高效管理和存储，降低了人力成本和提高了生产效率。最后，AGV 的应用实现了生产现场的自动化管理和灵活调度，提高了生产过程的自动化程度和智能化水平。

渌口基地大功率风电发电机车间项目基于自动化设备，深化数字化应用，建设公司数字化标杆工厂，实现大功率双馈风力发电机基地高效的按需生产、物料全程监控、质量的可追溯、订单全程管理等高效生产模式，技术创新有以下几点：

1．智能立库以堆垛机为物理载体，建立全自动入库、出库、分拣、盘点等标准仓储场景，结合生产、供应链系统，形成高效协同、自动化智慧仓储解决方案；

2．AGV 自动物流，采用重载AGV 和轻载AGV 分别实现了主物料工序间自动转运和线边物料自动配送，有效提高了整厂物流效率，物流自动化率提高 85%；

3．物料信息全过程监控，通过对智能立库、AGV 、WMS 和 WCS 的引进，实现从进厂到上线物料信息流的精准管理，实现根据订单按台套分拣、配送物料，同时实现物料可追踪、质量可追溯。

四、结论

智能制造技术为风力发电机产线带来了革命性的变革，其中工位节拍化、智能立库和 AGV 等技术的应用，极大地提升了生产效率、降低了成本并优化了产品质量。未来，随着技术的不断发展和应用，智能制造将在大功率风电发电机制造中发挥更加重要的作用。

谢澍（1988-），男，籍贯：湖南邵阳，民族：汉族，职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：智能制造在风电装备制造产线上的应用，