中广核简介

中广核工程有限公司作为中国广核集团的主要成员企业，是中国第一家专业化的核电工程管理公司。公司成立于2014年，注册资金12.86亿元，现有员工6000+人。公司以AE核心能力为基础，形成了以核电工程建设为业务核心，兼顾常规清洁能源项目的业务格局，并在核电在役退役服务、非核工程等业务领域拓展延伸。

业务范围主要包括：核电、常规电力、热力、燃气、港口、公路、水利、给排水以及民用建筑工程的承包、管理、咨询、监理，工程建设技术服务、咨询，经济信息咨询，工程建筑项目招标代理，经营进出口业务，建筑工程施工，电力设备和材料的购销和总体工程设计施工等。

中广核工程公司概况

上海第一机床厂有限公司是在上海电气集团总公司改革部署下，由上海第一机床厂和上海先锋电机厂的核电、军工板块合并重组的多元化投资的公司。公司的产品定位是核电主设备——反应堆堆内构件和控制棒驱动机构。作为中国最早的核电装备制造企业之一，公司拥有近40年民用堆内构件、控制棒驱动机构和装卸料系统核电装备制造历史，产品先后创造出核电装备领域“十四个中国第一”，年产能位居世界领先地位，是国内核电反应堆两项堆芯主设备领域业绩最丰富、技术路线最全面、市场占有率最高、产能最大的专业核电装备制造企业。

项目建设背景及需求

为顺应中国制造2025战略规划及中广核工程公司自身发展需求考虑，中广核工程公司计划与上海第一机床厂联合展开智能制造新模式的研究和探索。利用目前已经日渐成熟的数字信息技术来推动传统的制造模式向“智能”制造模式转型，由此提升核电站的设计、制造、采购和建造质量和效率，满足由于技术创新带来的设计、制造、采购和建造的复杂性，减少由于复杂性带来的设计、制造、采购和建造过程中的质量问题。通过提升设计、制造、采购和建造的效率降低“华龙一号”核电站的总体建造成本。

通力有限公司基于多年国防军工行业信息化咨询和实施服务经验，与中广核工程公司及上海电气第一机床厂签署了智能制造战略合作协议，并就中广核工程公司智能制造项目展开相关的信息化咨询、规划、实施、验证及服务等多项工作。

本次智能制造验证项目通过中广核工程公司与上海一机床联合试点运行，将实现以下目标：

通过试点验证形成智能制造实施策划方案

• 通过对中广核工程公司及上海电气第一机床厂智能制造基础摸底与梳理，结合成熟的智能制造技术与解决方案，提出适应于核电的智能制造实施策划方案，尝试寻求核电设备制造产业链数字化信息集成的方法；
• 通过将设计三维模型直接作为数控制造输入实现工程公司与制造单位真正的单一数据源及数据共享；
• 结合设备制造工艺流程，以真实的生产数据作为仿真模型的输入参数和运行分析的基础数据，模拟设备制造过程，提前预判关键制造节点及安装过程中可能存在的风险，预防不符合项、不可控因素造成的设备质量及进度问题。

与上海一机床联合试点实施在局部领域实现协同及智能制造

• 联合上海一机床共同开展数字化协同及智能制造研究，开放设计三维模型给制造商的验证，验证一机床是否可以使用去参数化的三维模型指导工艺设计；
• 以3D模型作为数控制造输入，同时通过虚拟制造技术实现设备的设计、加工、装配、检验等技术进行虚拟仿真；
• 结合设备制造实际工艺流程和数据参数的基础分析，对现场安装和调试风险进行预判；
• 通过信息系统实现从三维模型到施工工艺卡、质量计划、不合格报告、检验报告全要素的信息关联和控制；
• 验证最终交付的出口管嘴的成品质量和质保程序符合要求；
• 实现核电设备产业链信息的协同。

项目实施内容

中广核工程公司智能制造项目总体上包括了智能化现状评估、智能制造方案设计、智能制造项目试点验证与方案总结及优化等四部分内容。其中分别完成了中广核工程公司设计院及上海第一机床厂两地的系统验证和评审验收工作，获得了用户的高度赞誉，同时也为后期双方更深层次的战略合作奠定了基础。

智能制造总体方案设计

基于中广核工程公司当前的产品设计管理流程以及上海一机床当前实际采用的生产和管理流程，结合MES系统在众多制造业车间现场管理的实际经验和车间生产现场的实际需求，通力有限公司对核电设备的生产业务流程进行了优化和改进建议，提出如下从中广核产品三维设计到制造单位三维工艺设计、智能化现场作业以及质量检验到最终质量文件提交反馈的设计、工艺、制造一体化的协同制造业务模式。

智能制造项目业务场景规划

基于以上智能制造项目业务场景规划，通力有限公司规划了基于智能制造的核电设备制造加工全业务流程。主要包含了产品设计与建模、工艺设计、生产计划安排、生产调度、现场作业以及质量检验等环节。在业务流程梳理的基础上也总体考虑了当前及未来的数据流，从打通设计、工艺到制造和质量检验的完整数据流方面考虑，利用信息化集成手段实现相关上下游信息系统的数据传递。

基于产业链协同的智能制造验证平台总体架构

通力有限公司在以上业务流程分析及优化建议的基础上，提出基于产业链协同的智能制造验证平台总体架构，利用国际领先的Teamcenter 、CAMSTAR Manufacturing软件平台，在此基础上完成一定的二次开发，来建设一个以工艺数据为核心，以计划管理为驱动包含生产管理和质量管理的数字化协同制造平台。

智能制造试点验证

根据智能制造实施方案及相关标准，与中广核工程公司及上海第一机床厂展开深度合作，选取小型部件进行全流程验证。之后，选取具备条件的产品与合作供应商共同开展试点实施验证，局部实现智能制造。

• 选择“华龙一号”堆内构件出口管嘴作为试点验证产品，由设计院核岛主设备所开展设计，由上海一机床负责工艺和制造，由设备成套与采购部门负责监督制造过程和质量；
• 设计端完成堆内构件出口管嘴设计模型的定义，实现全三维的产品设计和属性、尺寸信息标准与表达；
• 通过AED系统安全统一的对外发布带有模型信息、签审信息的产品数据，实现基于信息系统的快速签审、信息记录和传递；
• 基于三维模型快速编制结构化的工艺，实现基于BOM结构树的工艺流程编制和审签，由工艺、模型和尺寸信息快速生成质量计划，实现工艺业务与质量管理业务的数据统一。对数控加工工序进行编程，并对加工过程进行仿真；
• 通过MES系统将计划、工艺、质量要求形成统一数据包下发给工段执行，工人快速报工和反馈，执行进度和成果。质量检验过程和质量检验数据全部数字化、结构化，并与不符合项管理流程、报废管理流程联动；
• 根据生产计划、报工、质量检验数据实时显示产品的加工进度和质量情况，形成完整的产品履历，系统通过与AED的集成，实现各类质量报表快速通过AED反馈到产业链协同平台上，便于中广核各业务部门的查阅；
• 通过现场作业进度查询及质量追溯报表和现场看板等功能实现车间现场的透明化管理和可视化监控，为任务的及时调度和决策指挥提供数据支撑。

方案总结与优化

通过信息化、智能化手段，实现中广核工程公司设计院及上海第一机床厂两地之间的项目文件审批、NCR审批、项目计划见证等业务的协同，打通了设计、工艺数据到现场的作业指导数据通道，完成了验证项目的设计和实施工作，最终对试点实施结果进行记录、分析和总结，并结合实施情况，对解决方案进行了优化调整。

实施效益分析

项目实施效益分析
 

• 设计院通过对模型及相关属性信息的一次定义，即可实现流程的签审和模型外发，减少了出图时间10%；

• 合作供应商直接利用设计院的三维模型开展工艺编制和生产加工，减少了生产准备时间20%；

• 根据设计院提供的模型加工，避免了重新建模带来的质量风险；

• 工艺和质量计划跟踪到每一个尺寸参数，帮助生产管理人员以及现场监造及时发现和解决问题；

• 忠实记录最详实完整的产品履历。

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