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突破定制化、高精度等挑戰(zhàn)

高端裝備智能化生產(chǎn)取得新進展

數(shù)據(jù)來源：中國機械工業(yè)聯(lián)合會

制圖：汪哲平

微風輕拂，矗立的風電機組悠然轉(zhuǎn)動，送出源源綠電。這樣的龐然大物是如何生產(chǎn)制造出來的？

很多人可能想不到，風電機組的關(guān)鍵部件——葉片，其生產(chǎn)長期屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，由于體積大、重量大、表面曲面復(fù)雜，往往要依靠大量人工完成鋪層、灌注、打磨、噴漆等工序。

如今，走進三一重能韶山葉片工廠，全智能輔助定位技術(shù)幫助塑造葉片主梁，形成葉片“脊椎”；規(guī)模化集中灌注技術(shù)，實現(xiàn)樹脂材料進、存、用全流程自動化，打造葉片“肌肉”；機器人配合激光引導技術(shù)，自動完成葉片表面打磨、噴漆工作，完善葉片“皮膚”……只要一天，智能車間就能下線一支82米長的葉片。

“這樣的效率，得益于智慧大腦與智能裝備的完美結(jié)合，通過改善工藝流程，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。”三一重能韶山葉片工廠負責人彭海兵說，只要一臺平板電腦，就能實時監(jiān)測車間溫度濕度、葉片打磨平整系數(shù)等指標，實現(xiàn)全流程精益化管理。

近年來，我國高端裝備智能化生產(chǎn)取得新進展。中國機械工業(yè)聯(lián)合會數(shù)據(jù)顯示：2024年有80多家機械企業(yè)入選我國首批卓越級智能工廠名單，研制周期平均縮短近30%；規(guī)上重點工業(yè)企業(yè)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率超過80%。

“這一成績的取得頗為不易。”中國機械工業(yè)聯(lián)合會智能制造分會秘書長劉前軍介紹，高端裝備的生產(chǎn)制造是典型的離散制造，產(chǎn)品品類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對智能化改造提出較高要求。

挑戰(zhàn)之一，在于定制化需求與標準化生產(chǎn)的矛盾。

高端裝備主要集中在航空航天、軌道交通、工程機械等領(lǐng)域，這些產(chǎn)品往往是高度定制化的，每個產(chǎn)品可能有不同的規(guī)格。“企業(yè)往往通過協(xié)作機器人、自動導向車等來實現(xiàn)產(chǎn)線動態(tài)調(diào)整，但大件柔性化生產(chǎn)仍難以突破。”劉前軍說。

挑戰(zhàn)之二，在于高端裝備高精度與高可靠性的工藝要求。

不少高端裝備的加工精度為微米級，傳統(tǒng)自動化設(shè)備難以滿足要求。復(fù)雜的工藝參數(shù)，也給智能化改造提出了極高要求。

比如，CR450動車組樣車的生產(chǎn)制造，轉(zhuǎn)向架的焊接是一大難題。由于樣車轉(zhuǎn)向架采用了全新的輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計，型材焊接時如果發(fā)生扭曲變形就難以修復(fù)，對整車質(zhì)量安全產(chǎn)生影響。

為此，中車長客股份公司高級技師謝元立帶領(lǐng)團隊花費大量時間，研發(fā)全新的機械手自動化焊接操作程序，對機器人焊槍姿態(tài)以及焊接層數(shù)、時間等進行大量試驗，才確定最佳參數(shù)。“最終我們實現(xiàn)了焊縫美觀、探傷合格、焊接無變形、焊后‘零’調(diào)修的效果，機械手焊接率提升到90%。”謝元立說。

數(shù)據(jù)顯示，2024年我國工業(yè)機器人產(chǎn)量同比增長14.2%，達55.6萬套，再創(chuàng)新高。不少企業(yè)負責人期盼，隨著智能制造裝備的快速發(fā)展，高端裝備工廠的智能化改造能持續(xù)突破。

“智能制造裝備的發(fā)展，有利于高端裝備智能工廠實現(xiàn)高效柔性、敏捷響應(yīng)、人機協(xié)同、動態(tài)調(diào)度的目標。”劉前軍建議，要更好發(fā)揮國資央企、行業(yè)龍頭企業(yè)的引領(lǐng)作用，鼓勵他們進行關(guān)鍵工序智能化改造的探索，為行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級提供借鑒。同時，加強金融支持，通過制定差別化信貸政策與創(chuàng)新金融產(chǎn)品的方式，鼓勵采用多種融資模式推進智能工廠建設(shè)。