煤炭是我國重要的主體能源,煤炭產業的可持續發展關系到國民經濟健康發展和國家能源安全。多年來,在國家政策的支持下,我國在鉆探裝備和鉆孔施工工藝技術方面開展了科技攻關,取得了豐碩的成果,促進了煤礦鉆探技術的快速進步,為煤礦生產和安全工作提供了有力的保障。但是,煤礦鉆探裝備產業一直采用粗放生產模式,自動化程度低,信息化管理相對滯后,嚴重制約了鉆探裝備產業的發展。隨著先進智能制造技術的蓬勃發展,中煤科工集團西安研究院有限公司從2013年開始進行了鉆探裝備智能制造的調研和技術研發工作。  
 
1.  鉆探裝備智能制造車間項目進展情況
項目以鉆探裝備數字化智能制造車間為建設對象,利用現代信息技術,基于數字化信息管理與智能制造系統融合的理念引入離散制造流程,實現制造流程自動化、質量追溯信息化、故障診斷智能化。
1.1智能制造車間已開工建設
項目占地面積300畝,建筑面積4000萬平米,主要為標準化生產用房和研發辦公樓,實現了高度集約用地的要求。
1.2關鍵工序實現了自動化、數字化
采用高度集成的智能焊接機器人系統,突破了傳統的手工焊接方式,利用智能焊縫檢測、自動跟蹤等功能實現了復雜焊縫的自動作業,開拓了螺旋鉆桿柔性自動化生產新模式;建立了鉆桿焊接數字化制造示范點,自主開發摩擦焊機遠程監控系統,實現鉆桿摩擦焊接過程的信息處理與交互。
1.3初步完成了車間局部智能制造網絡規劃
規劃的鉆具生產車間MES系統,將關鍵工序納入管理系統,實現鉆桿摩擦焊接、熱處理等關鍵工序的集中控制和生產任務的整體調度。
1.4建立了信息化管理平臺
初步建成了以ERP、PDM及CAPP為核心的信息化辦公平臺,實現產品研發、工藝設計、制造生產全流程信息化管理。
 
2.  鉆探裝備智能制造應用成效
2.1鉆探裝備智能制造車間整體規劃初步形成
項目實施后,車間具有物料層、生產執行層、經營管理層等數字化管控硬件,實現智能制造車間自動化、數字化、智能化。
2.2以智能制造為契機,推進精益生產,實現產業升級,降本增效
建成鉆桿焊接數字化制造示范工程,鉆桿生產效率整體提升40%以上,生產人員由24人較少到8人,效果明顯。機器人智能焊接系統,使螺旋鉆桿生產效率提升30%以上,節氣量達50%,節約焊材約15%,實現全年產品質量零缺陷。
2.3生產管理效率大幅上升
信息化辦公平臺實現計劃、生產、檢驗全過程閉環調控,達到產供銷信息化數據實時交互,充分發揮企業資源整體效能。
 
3.  鉆探裝備智能制造的示范作用
中煤科工集團西安研究院有限公司是我國規模最大、綜合實力最強的煤礦鉆探裝備供應商和服務商,一直引領我國煤炭科技與裝備的發展方向。本項目以促進信息技術和智能制造系統在煤礦鉆探裝備產業的應用為出發點,起到引領行業的示范作用。
3.1促進鉆探裝備行業創新發展
國內鉆探裝備行業智能化技術的相關研究起步較晚,在制造鉆探裝備關鍵零部件和裝配過程中,基本靠“人海戰術”,生產周期長,同時制造過程中檢測信息不能共享,產品質量難以保證。
項目實施,提出了多品種、小批量鉆探裝備智能制造技術解決方案,對提升國內高端鉆探裝備制造水平具有重要作用。
3.2推進智能制造測控裝置的研發、應用與產業化
鉆探裝備行業對于智能化有著特殊的要求,無法直接沿用其他行業(例如汽車制造業)的先進制造工藝和技術。項目實施有助于高性能傳感器、自動控制系統、工業機器人技術、精密傳動裝置、伺服控制機構、車間信息管理與分析系統的研究開發,促進重大智能制造成套裝備與關鍵智能測控部件的協同發展。
3.3促進信息化管理技術與智能制造系統在鉆探裝備領域的應用
離散智能制造車間建設需要引入軟件開發、網絡建設、平臺建設等信息管理技術。項目實施有助于提升生產過程的自動化和信息化水平,提高生產效率;優化生產要素配置,降本增效;促進工業化和信息化的深度融合,增強企業核心競爭力。