Automatisierungs- und kohlenstoffarmes Transformationsprojekt einer Schienenpadfabrik in einer Jiangsu-Gruppe
Hintergrund des Kunden
Als führender Hersteller in der chinesischen Schienenzubehörbranche konzentriert sich das zur Jiangsu Group gehörende Werk für Schienenunterlagen seit langem auf die Forschung, Entwicklung und Herstellung von Schienenunterlagen für Hochgeschwindigkeitszüge und elektrischen Triebzügen. Seine Produkte finden breite Anwendung beim Bau zahlreicher wichtiger Eisenbahnstrecken im ganzen Land. Als entscheidendes Bindeglied in der Lieferkette für Hochgeschwindigkeitsbahnen hält das Unternehmen an seinem ursprünglichen Leitbild fest: “Gewährleistung der Schienensicherheit und Unterstützung des Verkehrsausbaus”. Mit stabiler Produktqualität und großen Produktionskapazitäten leistet es seit langem zentrale Unterstützungsleistungen für zahlreiche Eisenbahnbauprojekte. Angesichts der Weiterentwicklung der nationalen “Dual-Carbon”-Strategie und der ständig steigenden Anforderungen an Produktqualität und Liefereffizienz im Hochgeschwindigkeitsbahnbau kann die ursprüngliche, traditionelle Produktionsweise den Entwicklungsanforderungen nicht mehr gerecht werden, und es ist dringend eine technische Modernisierung erforderlich, um die Engpässe zu überwinden.
Projektübersicht
Das Haifeng-Team hat sich die Kernprobleme fragmentierter Prozesse, übermäßigen Energieverbrauchs und datentechnischer Isolation im traditionellen Produktionsmodell einer Schienenunterlagsfabrik der Jiangsu-Gruppe zum Ziel gesetzt und eine maßgeschneiderte, umfassende Lösung entwickelt, die “vollautomatisierten geschlossenen Regelkreis + CO₂-arme Transformation + digitales Management” vereint. Durch den Aufbau einer intelligenten integrierten Produktionslinie, die Modernisierung kohlenstoffarmer Produktionstechnologien, die Einrichtung eines digitalen Managementsystems für den gesamten Prozess und die Kapazitätserweiterung mit reserviertem Raum für Upgrades hilft das Projekt dem Unternehmen, Entwicklungsengpässe zu überwinden und umfassende Verbesserungen in den Bereichen Produktionseffizienz, Kostenkontrolle, Qualitätsmanagement und Wettbewerbsfähigkeit in der Branche zu erzielen. Letztendlich erfüllt es das Ziel einer hochwertigen Entwicklung und festigt die zentrale Position des Unternehmens als Zulieferer in der Lieferkette für Hochgeschwindigkeitszüge.
Die wichtigsten Probleme der Kunden
01
Zersplitterte Prozesse mit mangelnder Vernetzung, was zu einer verminderten Lieferleistung führt
Die Produktionslinie ist in fünf unabhängige Abschnitte unterteilt: Dosierung, Gießen, Aushärten, Prüfen und Verpacken. Jeder Abschnitt ist auf manuelle Übergabe und Verbindung angewiesen, was nicht nur Arbeitskosten verursacht, sondern auch zu einer geringen Verbindungseffizienz führt. Ein einzelnes Schienenelement durchläuft vom Materialeingang bis zum fertigen Produkt mehrere manuelle Übergaben und Wartezeiten, was zu einem langwierigen Produktionszyklus führt. Dies entspricht nicht dem “Großserien- und Schnelllieferungs”-Rhythmus von Hochgeschwindigkeitsbahnprojekten. Lieferverzögerungen haben wiederholt den Projektfortschritt beeinträchtigt und stellen ein verstecktes Risiko für die Zusammenarbeit mit den Kunden dar.
02
Anhaltend hoher Energieverbrauch, sich überschneidende Kosten- und Compliance-Anforderungen
Der Kernprozess des “Aushärtens” erfolgt in herkömmlichen elektrisch beheizten Aushärtungsöfen, die eine hohe Leistung aufweisen und einen erheblichen Stromverbrauch verursachen. Allein die jährlichen Stromkosten für den Aushärtungsschritt machen mehr als 601 TP3T der gesamten Stromrechnung des Unternehmens aus, was die Produktionskosten erheblich in die Höhe treibt. Gleichzeitig steht die energieintensive Produktionsweise angesichts der Verschärfung der nationalen “Dual-Carbon”-Politik und der immer strengeren Anforderungen an die Einhaltung von Umweltvorschriften nicht im Einklang mit der Ausrichtung auf eine grüne Entwicklung. Sie setzt das Unternehmen zudem dem Druck durch Umweltprüfungen aus und könnte sogar die Verlängerung der Zulassung als Zulieferer für Hochgeschwindigkeitszüge beeinträchtigen.
03
Datenlücken und schwierige Rückverfolgbarkeit sowie Lücken in der Qualitätskontrolle
Im gesamten Produktionsprozess fehlt ein einheitliches System zur Datenerfassung und -verwaltung. Wichtige Produktionsdaten wie Dosierung, Aushärtungstemperatur, Aushärtungszeit und Produkthärte werden manuell erfasst, was zu Verzögerungen, Fehlern und leichtem Datenverlust führt. Bei Problemen mit der Produktqualität ist es unmöglich, die Ursache des Problems schnell zu lokalisieren, sodass die Untersuchung jedes einzelnen Schrittes mehrere Tage in Anspruch nimmt. Dies verlangsamt nicht nur die Effizienz der Problemlösung, sondern kann auch dazu führen, dass nicht konforme Produkte auf den Markt gelangen, was potenzielle Risiken für den Ruf der Unternehmensmarke und die Betriebssicherheit von Hochgeschwindigkeitsbahnstrecken mit sich bringt.
Haifengs Lösungen
01
Schaffen Sie eine intelligente, integrierte Produktionslinie, um Engpässe bei den Prozessanbindungen zu beseitigen
Ausgehend von den Kernzielen “Kostensenkung, Effizienzsteigerung und Personalabbau” wurde eine intelligente, integrierte Produktionslinie mit den folgenden Schritten konzipiert und errichtet: “vollautomatische Dosierung – robotergestütztes Gießen – Aushärtung bei konstanter Temperatur – Online-Prüfung – automatische Verpackung”. Die nahtlose Verbindung zwischen den verschiedenen Prozessschritten wird durch Förderbänder und intelligente Transferanlagen gewährleistet, wobei während des gesamten Prozesses kein manueller Eingriff erforderlich ist, was einen kontinuierlichen und stabilen Betrieb rund um die Uhr ermöglicht. Gleichzeitig sind flexible Schnittstellen zur Parameteranpassung vorgesehen, um Produktionsmodelle schnell umzustellen, effizient auf Aufträge mit mehreren Chargen und Spezifikationen zu reagieren und die Probleme der “Zersplitterung, Langsamkeit und Unordnung” in traditionellen Prozessen vollständig zu lösen.
02
Modernisierung kohlenstoffarmer Produktionstechnologien zur Senkung des Energieverbrauchs und der Kosten an der Quelle
Herkömmliche, energieintensive elektrische Aushärtungsöfen werden vollständig ausgemustert und durch das von Haifeng eigenständig entwickelte “Aushärtungssystem mit Wärmerückgewinnung aus der Polyurethan-Reaktion” ersetzt. Dieses System nutzt die bei der Reaktion der Produktionsrohstoffe (Polyurethan) freigesetzte Abwärme vollständig, um eine stabile Wärmequelle für den Aushärtungsprozess bereitzustellen, wodurch kein zusätzlicher hoher Stromverbrauch mehr erforderlich ist. Eine zugehörige Abwärmerückgewinnungsanlage wird installiert, um überschüssige Abwärme für die Beheizung der Werkhalle oder andere Produktionshilfsprozesse zurückzugewinnen und so eine kaskadierte Energienutzung zu realisieren. Dies reduziert Energieverschwendung an der Quelle, unterstützt das Unternehmen bei der Umsetzung des Konzepts der umweltfreundlichen Produktion und entspricht der nationalen “Dual-Carbon”-Strategie.
03
Aufbau eines durchgängigen digitalen Managementsystems zur Gewährleistung einer kontrollierbaren und rückverfolgbaren Qualität
Mit dem Ziel, die Probleme der Datenisolierung und der schwierigen Rückverfolgbarkeit zu lösen, wurde eine intelligente Datenmanagementplattform entwickelt. Wichtige Prozessparameter wie Rohstoffanteile, Gießdruck, Temperatur und Zeit werden alle 5 Sekunden automatisch erfasst und aufgezeichnet, wodurch für jede Schienenunterlage eine eigene “digitale Identitätsdatei” angelegt wird. Mithilfe von Cloud-Speicher- und Big-Data-Analysetechnologien werden die Kontrolle über den gesamten Lebenszyklus sowie die Rückverfolgbarkeit der Produktqualität realisiert. Im Falle von Problemen kann die Ursache schnell lokalisiert werden, was eine solide Datengrundlage für die Qualitätskontrolle bietet.
04
Kapazitäten ausbauen, um die Effizienz zu steigern, und Raum für Modernisierungen schaffen, um eine langfristig stabile Entwicklung zu gewährleisten
Auf der Grundlage der Lösung bestehender Probleme werden mehrere zusätzliche automatisierte Produktionslinien synchron integriert, um die Produktionskapazität deutlich zu steigern und die Fähigkeit zur Erfüllung von Großaufträgen für Hochgeschwindigkeitsbahnprojekte sicherzustellen. Schnittstellen für die Anbindung an intelligente Lager und Anwendungsports für die Digital-Twin-Technologie werden im Voraus reserviert, wodurch die Grundlage für spätere Upgrades wie ein integriertes “Produktions-Lager”-Management und die Optimierung von Produktionslinien durch virtuelle Simulationen geschaffen wird. Dadurch werden Kostenverschwendung und Produktionsunterbrechungen, die durch nachträgliche Umrüstungen entstehen, wirksam vermieden.
Ergebnisse des Projekts
Geschlossene Prozesse mit doppelter Effizienz, vollständige Einhaltung der Lieferkapazität
Die intelligente integrierte Produktionslinie sorgt für eine nahtlose Verbindung zwischen den verschiedenen Produktionsschritten und ersetzt manuelle Übergaben vollständig. Der Produktionszyklus für ein einzelnes Schienenpolster wird um mehr als 40 % verkürzt. Die Produktionslinie kann rund um die Uhr im Dauerbetrieb laufen, und der Lieferzyklus für Großaufträge wird im Vergleich zu früher halbiert, wodurch die Kernanforderung “Großaufträge, schnelle Lieferung” für Hochgeschwindigkeitsbahnprojekte vollständig erfüllt wird. Seit der Umsetzung des Projekts gab es keinen einzigen Fall einer verspäteten Lieferung, die Zufriedenheit der Kunden mit der Zusammenarbeit hat sich deutlich verbessert und langfristige Kooperationsbeziehungen wurden gefestigt.
Bemerkenswerte Erfolge bei der Energiewende, doppelte Entlastung bei Kosten und Compliance-Anforderungen
Durch das Aushärtungssystem mit Rückgewinnung der Polyurethan-Reaktionswärme und die Technologie zur Abwärmerückgewinnung wird der Energieverbrauch im Aushärtungsprozess um mehr als 651 TP3T gesenkt, und der jährliche Gesamtstromverbrauch des Unternehmens verringert sich um 301 TP3T, was zu einer erheblichen Senkung der Produktionskosten führt. Gleichzeitig wird die CO₂-Emissionsintensität des Unternehmens deutlich gesenkt, wodurch die nationale “Dual-Carbon”-Politik und die Anforderungen an die Umweltkonformität vollständig erfüllt werden. Das Unternehmen hat den Antrag auf Erneuerung der Qualifikation als Lieferant für Hochgeschwindigkeitszüge erfolgreich bestanden und damit Compliance-Risiken aufgrund des hohen Energieverbrauchs vollständig beseitigt.
Effektive Umsetzung des digitalen Managements, umfassende Qualitätskontrolle
Das digitale Managementsystem für den gesamten Prozess ermöglicht die automatische Erfassung, den Echtzeit-Upload und die Speicherung wichtiger Produktionsdaten in der Cloud mit einer Datenaufzeichnungsgenauigkeit von 100%. Die “digitale Identitätsdatei” jedes Schienenlagers ermöglicht eine Rückverfolgbarkeit über den gesamten Lebenszyklus hinweg, wodurch sich die Zeit zur Lokalisierung von Qualitätsproblemen von mehreren Tagen auf weniger als eine Stunde verkürzt. Die Produktqualifikationsrate wurde auf über 99,81 % gesteigert. Die umfassende Verbesserung der Qualitätskontrollkapazitäten hat die zentrale unterstützende Position des Unternehmens in der Lieferkette für Hochgeschwindigkeitsbahnen weiter gefestigt.
Capacity Expansion with Reserved Upgrade Space, Enhanced Resilience for Long-Term Development
After adding multiple automated production lines, the enterprise’s production capacity has increased by 120% compared with before, enabling it to easily undertake ultra-large-scale batch orders and significantly enhancing its market acceptance capacity. The reserved upgrade spaces such as intelligent warehouse connection interfaces and digital twin technology application ports lay the foundation for the enterprise to develop higher-level intelligent applications such as “production-warehousing” integration and virtual simulation optimization. This effectively reduces the cost of secondary transformations and greatly improves the stability and competitiveness of the enterprise’s long-term development.
