面向航空制造場景的五大智能系統(tǒng)綠色實踐

背景

在國家“雙碳”戰(zhàn)略驅動下，結合《工業(yè)能效提升行動計劃》和《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》要求，航空制造領域正加速構建以集約化、智能化為核心的綠色生產(chǎn)體系，推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展，助力實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標與新型工業(yè)化強國建設。

在傳統(tǒng)航空結構件制造中，分散的能源管理和生產(chǎn)資源供應方式長期制約能效提升，廠房電力照明、真空、壓空及通風設施各自獨立運行，產(chǎn)生冗余耗能；數(shù)控設備使用的切削液單機模式壽命短、消耗快、危廢處理成本高等問題。針對上述問題，航空工業(yè)成飛聚焦全生命周期能耗管控，打造資源節(jié)約型“黑燈工廠”。通過構建集成化能源管理系統(tǒng)，將溫控、電力、真空等廠區(qū)系統(tǒng)整合至智能管理平臺，形成全域聯(lián)動調控模式消除設備空轉，同時構建切削液集中供液系統(tǒng)，集成管網(wǎng)化輸送、智能監(jiān)控與自動排屑功能，實現(xiàn)資源循環(huán)利用與危廢源頭減量。

行動舉措 舉措一：部署動態(tài)分區(qū)溫控

通過部署溫度傳感器網(wǎng)絡實時采集廠區(qū)溫度數(shù)據(jù)，基于預設參數(shù)對末端風機實施獨立分區(qū)控制：自動關閉閑置區(qū)域供能，并動態(tài)調節(jié)在用區(qū)域功率。其自適應模塊根據(jù)溫差幅度智能補償輸出（溫差越大功率提升越顯著）。該系統(tǒng)實現(xiàn)全年7個月僅需2組機組運行即可維持全域恒溫，8月負荷高峰時也僅需4組機組。在保障環(huán)境穩(wěn)定的同時顯著降低能耗，年節(jié)能率達30%以上，助力低碳化運行能效升級。

動態(tài)分區(qū)溫控網(wǎng)絡示意

舉措二：構建智慧分區(qū)照明

通過智能分區(qū)照明管控，將產(chǎn)線劃為9大獨立區(qū)域，依托樓宇自控系統(tǒng)實現(xiàn)集中管控與遠程操作。管理人員可實時監(jiān)控各區(qū)照明狀態(tài)，按需設置正常/節(jié)能雙模式：正常模式全區(qū)域照明，節(jié)能模式僅保留通道基礎照明（減少2/3工作燈具），同時現(xiàn)場操作人員可視需求手動開啟局部照明。系統(tǒng)預設非生產(chǎn)時段自動切換節(jié)能模式，實現(xiàn)非生產(chǎn)時段能耗精準管控。

舉措三：真空系統(tǒng)分級調控

真空系統(tǒng)采用廠房主管網(wǎng)、產(chǎn)線支管網(wǎng)、設備獨立管網(wǎng)三級管控，每級配置獨立開關與負壓檢測裝置，調控中心根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調控閥門啟閉，真空異常時分級關停并觸發(fā)報警。5組真空泵按主管網(wǎng)負壓衰減速率動態(tài)調節(jié)運行數(shù)量（通常僅需1-2組運轉）。日志全程記錄控制數(shù)據(jù)并生成真空趨勢圖表供管理分析，通過智能負荷匹配實現(xiàn)能效優(yōu)化，支撐綠色制造體系升級。

舉措四：漏液全流程防控

漏液回收系統(tǒng)通過預埋式封閉管網(wǎng)收集設備漏液并統(tǒng)一回收集中處理，減少人工清理作業(yè)。此外，通過配備液位監(jiān)測功能，通過中央管控系統(tǒng)實時監(jiān)測可及時發(fā)現(xiàn)泄漏點并快速響應，降低污染風險，提升漏液處置效率，強化綠色制造全鏈條管控能力。

漏液全流程防控

舉措五：構建集成式切削液循環(huán)系統(tǒng)

集中供液排屑系統(tǒng)集成供液、回液、凈化、切屑處理、信息化管理、純水制備等功能，可實現(xiàn)切削液濃度、液位、溫度、流量等自動調節(jié)和切屑自動壓塊。結合純水制備與精密過濾技術，可保障切削液穩(wěn)定性，最終形成切削液超長壽命、超高效率、超低排放的智能低碳制造模式。

集中供液系統(tǒng)

成效及推廣價值 成效

依托綠色廠房建設，成飛850廠通過“黑燈工廠”集成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生技術，創(chuàng)新實施智能溫控、智慧照明、真空調控、漏液管理和集中供液五大舉措，實現(xiàn)集約高效、低碳可控的標準化智造解決方案。電能節(jié)約方面，結合廠房分區(qū)照明、空調機組、射流風機等節(jié)能措施，全年累計節(jié)約電力291.74萬kW·h，折合標準煤358.55噸，減少二氧化碳排放1565.51噸。通過構建漏液全流程防控體系和集中供液排屑系統(tǒng)，母液年使用量較同等數(shù)量規(guī)模的單機設備降低約44.95%，年度廢液排放量較同等數(shù)量規(guī)模單機設備減少62.5%，切實貫徹“增產(chǎn)少增污、增產(chǎn)少耗能”理念。

推廣價值

通過構建集成化能源管控系統(tǒng)，實現(xiàn)廠房照明分時分區(qū)開關，空調機組與水泵負荷實施動態(tài)調控，真空系統(tǒng)分級調控，射流風機低功耗運行，系統(tǒng)性的降低綜合能耗，能耗降低的同時，人員勞動強度、工作時長也明顯改善，原需要2小時的日常調控（關閉/開啟），采用系統(tǒng)集成化管控后，僅需10分鐘即可完成整個廠房溫控、照明、真空系統(tǒng)的巡查調控工作。

集中供液排屑模式，相對于單機模式，通過初期集中投資，可以換取長期運行成本降低，通過濃度自動控制、集中過濾除油、液溫控制等集中管控方式提高了切削液質量與穩(wěn)定性，大幅延長切削液使用壽命，減少廢液排放，從而降低了母液消耗成本和廢液排放處理成本；實現(xiàn)了機床側結構簡化，單臺機床不再需要配備排屑器等裝置。集中壓塊排屑含液量低，減少了切削液浪費，簡化了后端廢屑回收流程，長期收益明顯。