四院首個“黑燈工廠”模式：可24小時連續作業

聽說過

“黑燈工廠”

嗎？

武漢東風本田“黑燈工廠”59秒下線一輛新車

小米“黑燈工廠”每分鐘生產60部智慧手機

武漢美的智慧工廠15秒下線一臺空調機

航天702所氨綸智慧車間創兩項世界第一

……

眾多智慧製造

行業生產能力的“硬核”提升

都源於一種逐漸走進大眾視野的

智慧化生產模式

近年來

四院深入貫徹“三高”轉型發展要求

深入推進精細化高效科研生產

新體系建設

安全、質量“三年行動計劃”強力推進

生產作業

現場

環境顯著改善

兩化融合及資訊化建設全力推進

生產製造機械化、自動化水平大幅提高

完成了“壓力測試”為代表的科研生產任務

全院科研生產能力實現了里程碑式的突破

日前，

401所

建成了

四院首個

夜間無人值守的加工生產模式

——

“黑燈工廠”模式

。

自2019年7月試執行至今，在示範車間裡，該模式已有4套裝置成功應用，目前可實現點火頂蓋、安全機構零件殼體、蓋的多型號、多零件、混批次柔性的夜間無人值守加工，具備

24小時連續作業的能力

，單個產品的

產能提升2到3倍

，成功實現了智慧製造生產能力的彎道超車。

“黑燈工廠”夜間加工生產

裝置自動進行頂蓋流轉及加工

“黑燈工廠”不全“黑”

“簡單說，‘黑燈工廠’模式就是工人下班後，裝置仍能‘堅守’崗位，按照系統命令進行機床負載監控、孔加工刀具破損等各類檢測，檢測完成後，開始‘自主’加工，一個方箱上的4個頂蓋加工完成後，另一個方箱就會自動‘上場’”，八室副主任周峰介紹道，“它的

核心是如何提高裝置利用率，難點是如何在現有裝置上做文章

，改造現有裝置，而不是重新引進自動化生產線。”

近幾年八室生產任務以每年30%左右的增量連續增長，且人力資源增長緩慢，“黑燈”工廠模式是目前解決科研生產能力提升問題的最優方案。

研發團隊以

提高裝置使用開機率和有效加工時間

為核心目的，本著經濟節約、省時省力、後續開發性強的原則，在人力和物力不增加的前提下，基於現有的臥式加工中心等裝置，進行了適度的裝置資訊化、生產過程自動化改造和升級。

經過幾個月的試行，2019年底，最終確定了適用於點火裝置金屬件和安全機構柔性製造單元的“黑燈工廠”模式——

夜間自動化裝置進行產品粗加工，白天工人上班後進行精加工及後續操作。

這種“白+黑”的生產模式將適合機器乾的事交給機器，適合人乾的事交給人，形成了

人歇、裝置不歇的“人機協同”狀態

，既提高了裝置使用的開機率，又降低了工人的勞動強度，一經試行，就達到了生產效率提升2倍的預期效果。

工人在集中控制檯進行操作

“黑燈工廠”配備“智慧大腦”

產品質量穩定性、生產的連續性和加工過程安全性，這些是“黑燈工廠”模式能否順利執行的關鍵性問題。

為此，團隊基於現行使用的單元製造模式，將航天精細化管理、裝置自動化、加工過程數字化三方面相結合，對裝置進行了“量身定製”的系統開發和工藝最佳化，成功應用了

刀具壽命管理技術、刀具破損檢測技術、機床防撞監控模組等關鍵技術

，為其打造一個

能夠“自主”識別、判斷、控制、說話的“智慧大腦”。

裝置負載監控

就像“智慧大腦”的一雙

“火眼金睛”

，具備“看穿”機器執行狀態的能力，對裝置加工負載進行實時監測、採集、顯示，判斷裝置是否在正常執行狀態並做出相應處理，是一個可靠的“黑燈工廠”執行

“安全員”

。

針對加工生產的主力軍——刀具，團隊開發了能實現刀具磨損、破損線上檢測、“提醒”和自動補償的

刀具破損檢測功能

，還進行了刀具最佳化、刀具壽命管理等6個方面的最佳化和升級。刀具的使用、更換和成本的控制變得一目瞭然，還能“提醒”下班前檢查狀態的工人及時“補換貨”。

工件線上檢測

能

在機械加工完成後，對加工部位進行檢測，判斷加工工件的尺寸是否符合公差要求。就像在機器裡放進了一個

“產品檢驗官”

，能實時檢測零件的加工尺寸、判斷產品的穩定性，並根據產品質量和刀具破損的狀態“叫停”生產，且只需花費人工檢驗時間的三分之一。

此外，團隊還從“黑燈工廠”模式可能會發生的機床嚴重撞擊和產品批次報廢問題著手，進行反向推理和驗證，最終完成了包括

程式最佳化、工裝準備及最佳化、計量器具最佳化、裝置連續加工等9項30多個方面的最佳化和完善

，解決了需要人員進行的檢測零件尺寸、異常處理、座標系確認、刀具維護、裝置關機等相關操作和安全生產問題，保證了裝置在無人干預的前提下實現連續加工和自動關機。

與“黑燈工廠”模式匹配的貨架

401所八室智慧製造車間

系統軟體更加智慧，裝置更加“聰明”，輔助生產機器更加“貼心”，工藝不斷細化、量化和最佳化，上下游工序加速整合，當“黑燈工廠”與生產製造融合更加緊密，點火裝置金屬件和安全機構的產能效率和質量提升才能更高。

“十四五”期間，該所將圍繞柔性製造的未來趨勢，繼續引裝置、優系統，進行各種型別的機械臂自動上下料、裝置過程監控、加工穩定性提升等工藝課題攻克，持續擴大“黑燈工廠”模式的優勢和應用，讓智慧加工車間的高質量發展之路越走越遠。

供稿：胡 俊

編輯：胡 俊

稽核：

榮元昭