全球首条!中海油实现电潜泵“智造”领跑,解析工业自动化&机器人现状、竞争优势、潜力

自动化那些事 2023-11-09
2670 字丨阅读本文需 7 分钟

11月3日,中国海油宣布,全球首条潜油电机智能全自动生产线在中国海油建成并投入使用,这标志着中国电潜泵产品制造从跟跑、并跑到领跑的转变,对推动我国石油工业自动化、智能化建设,助力海上油田高效、绿色开发具有重大意义。

中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司总经理韦龙贵表示:“潜油电机智能全自动生产线的投用,能够提升电潜泵产品质量,降低电潜泵制造成本,延长电潜泵运行寿命,加速推动人工举升(机械采油)智能系列产品产业化落地与规模化应用,把装备制造牢牢抓在自己手里,助力海上油气增储上产,保障国家能源安全。”

潜油电机智能全自动生产线投入使用

据了解,中国海油自主设计开发出4套高精度工业机器人工作站,将潜油电机装配生产中的叠压、热调直、轴调直和防倒板焊接等4道核心工序,在全球范围内首次实现智能化、全自动化。新生产线由过去的10人操作减少到只有一人监控,生产效率达到过去2倍以上,产品质量提升6个百分点,试运行期间实现产品100%合格。

电潜泵是海上石油开采的核心设备,海上原油大约95%通过电潜泵开采到地面,而潜油电机是电潜泵的核心组成部分,生产一台潜油电机的时长约占整套电潜泵的70%。由于传统手工生产线的生产效率低、产品质量不稳定,无法满足海上石油开采的需求。而新生产线采用高精度工业机器人工作站,实现了自动化、智能化生产,提高了生产效率和质量稳定性。

新生产线在设计和制造过程中,充分考虑了环保和节能要求。通过优化设计和采用高效节能设备,新生产线能够降低能源消耗和减少环境污染。此外,新生产线还采用了智能物流和信息化管理系统,实现了生产过程的可视化和智能化管理。

中国海油的这项创新成果将为我国石油工业自动化、智能化建设注入新的动力。一方面,新生产线的投入使用将提高电潜泵产品的质量和稳定性,延长电潜泵的运行寿命;另一方面,新生产线将加速推动人工举升(机械采油)智能系列产品的产业化落地与规模化应用。这将为我国石油工业的发展带来新的机遇和挑战。

作为一家能源企业,中国海油始终致力于技术创新和产业升级。此次建成全球首条潜油电机智能全自动生产线是中国海油在自动化、智能化制造领域的又一重要成果。未来,中国海油将继续加强科技创新和产业升级,为保障国家能源安全和推动经济发展做出更大的贡献。

我国工业自动化现状及竞争分析

我国制造业蓬勃发展,带动了工业自动化技术地广泛应用。此外,人力资本的不断增长,市场对产品品质、制造精度需求的提升,也都带动工业自动化市场规模的日益增长。2012年以来,我国工业自动化市场规模总体呈上升趋势,2022年我国工业自动化市场规模约为2820亿元,同比增长11.5%,保持较快增长态势。

从细分产品份额上看,自动化控制系统包括控制系统、驱动系统、运动系统、反馈系统、执行系统以及其他六大类子系统。其中,反馈系统、控制系统和驱动系统市场份额最大,分别占比23.6%、21.6%、20%。

工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。工业自动化的体系结构主要包括自动化仪表、控制系统、工业软件、企业综合管理信息系统等四类产品,分别分布在工业企业的现场设备层、过程控制层、制造执行系统层和企业管理层等四个层级。

现场设备层是指企业利用传感器、控制阀等,实现感知和执行生产过程的层级:包括传感器、现场仪表和执行机构(如控制阀、电机)等;过程控制层是指用于工厂内处理信息、实现监测和控制生产过程的层级:包括集散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)等;制造执行系统层是面向工厂或车间生产管理的层级,包括先进过程控制(APC)、制造执行系统(MES)等;企业管理层是面向企业经营管理的层级,包括企业资源计划系统(ERP)等。

我国的工业自动化行业主要采用技术引进的方式,自主开发起步较晚,因而许多技术都落后于发达国家。国外厂商依然占据着国内以大型项目、复杂项目为代表的高端市场主要份额,并提供具有更高附加值的综合性智能制造解决方案,如西门子、ABB、霍尼韦尔等全球领先的企业在国内市场上具有更大的竞争优势。

近年来,国内企业在国家科技重大专项以及相关产业政策的支持下,汇川技术、伟创电气、信捷电气等生产企业具有一定的优势,同时国内还出现了一大批技术过硬,服务能力较强的系统集成与服务商,国内顶尖供应商在智能制造解决方案已取得突破,并在高端市场逐渐站稳脚跟。

工业机器人发展潜力如何?

一直以来,工业机器人是经济社会智能化变革的重要工具,在技术进步、结构优化、节能减排等方面贡献着新增量。不久前闭幕的杭州亚运会上,能运送铁饼、花式比心的机器狗备受网友关注,成为观察我国工业机器人产业发展的窗口。当前,在政策利好等多重因素促进下,我国工业机器人发展势头良好。2022年中国工业机器人装机量占全球比重超过50%,稳居世界第一。工业机器人整体实力持续增强,呈现出人机共融、虚实融合、智能驱动等发展特征。

同时也要看到,我国工业机器人发展还存在一些短板,部分关键核心技术受制于人、“卡脖子”现象仍一定程度存在。在医疗服务机器人等高端市场,国产工业机器人的竞争力相对薄弱。大而不强、宽而不深的产业链正处在向中高端跃升的关口。在全球工业机器人产业版图中,只有跃升到产业链中高端,才能获得更高的价值收益,创造更多优质就业岗位,培育出更多新经济增长点。

根据工信部等部门联合印发的《“十四五”机器人产业发展规划》,未来几年我国工业机器人行业仍将保持高速发展态势,到2025年,机器人产业营业收入年均增速超过20%。今年1月份,工信部等17部门印发《“机器人+”应用行动实施方案》,提出到2025年,制造业机器人密度较2020年实现翻番。工业机器人产业的发展,是一个统筹兼顾、整体推进、久久为功的系统工程。因此,既要注重具体而微的应用场景牵引,又要谋求高屋建瓴的科技基础支撑。

一方面,深入推进“机器人+”应用行动,加快工业机器人应用场景普及推广,形成需求牵引供给、供给创造需求的更高水平动态平衡。推动经济绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节,也将为我国工业机器人高质量发展创造更为丰富、更趋广阔的应用场景。目前,我国工业机器人在陶瓷、五金、卫浴、家具等传统产业应用较为广泛,在新能源汽车、锂电池、太阳能等新兴行业应用快速拓展。

要坚持疏堵点、扩内需、补短板、扬优势,推动工业机器人应用场景加速融入千行百业,持续扩展应用的广度和深度。加速形成“点面”结合、“纵横”交错的“机器人+”应用场景,培育激发内需潜能、优化供给结构的工业机器人生态系统。以创新驱动引领和创造工业机器人新需求,以规模扩大、结构升级的内需牵引和催生工业机器人优质供给。

另一方面,紧紧牵住自主创新这个“牛鼻子”,面向行业应用需求,带动一批高端整机、关键零部件和工艺软件创新突破,培育工业机器人创新的“源头活水”。工业机器人是高端制造业的命脉,对制造业数字化、智能化、低碳化有着重要支撑作用。从发展趋势观察,现代制造业呈现出柔性化、集成化、智能化等特点,对工业机器人创新集成和技术密度提出更高要求。与一些掌控关键核心技术的国际知名品牌相比,我国工业机器人的“短板”也是“跳板”,是空白点也是爆发点。

文章来源: 科技日报,智研咨询,光明网

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