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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(jìn)展

數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)

制圖：汪哲平

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

很多人可能想不到，風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵部件——葉片，其生產(chǎn)長(zhǎng)期屬于勞動(dòng)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(jìn)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)?；泄嘧⒓夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)樹脂材料進(jìn)、存、用全流程自動(dòng)化，打造葉片“肌肉”；機(jī)器人配合激光引導(dǎo)技術(shù)，自動(dòng)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(zhǎng)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(guò)改善工藝流程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。”三一重能韶山葉片工廠負(fù)責(zé)人彭海兵說(shuō)，只要一臺(tái)平板電腦，就能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車間溫度濕度、葉片打磨平整系數(shù)等指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)全流程精益化管理。

近年來(lái)，我國(guó)高端裝備智能化生產(chǎn)取得新進(jìn)展。中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)顯示：2024年有80多家機(jī)械企業(yè)入選我國(guó)首批卓越級(jí)智能工廠名單，研制周期平均縮短近30%；規(guī)上重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)工具普及率超過(guò)80%。

“這一成績(jī)的取得頗為不易。”中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)智能制造分會(huì)秘書長(zhǎng)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)械等領(lǐng)域，這些產(chǎn)品往往是高度定制化的，每個(gè)產(chǎn)品可能有不同的規(guī)格。“企業(yè)往往通過(guò)協(xié)作機(jī)器人、自動(dòng)導(dǎo)向車等來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線動(dòng)態(tài)調(diào)整，但大件柔性化生產(chǎn)仍難以突破。”劉前軍說(shuō)。

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(jí)，傳統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)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(jì)，型材焊接時(shí)如果發(fā)生扭曲變形就難以修復(fù)，對(duì)整車質(zhì)量安全產(chǎn)生影響。

為此，中車長(zhǎng)客股份公司高級(jí)技師謝元立帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)花費(fèi)大量時(shí)間，研發(fā)全新的機(jī)械手自動(dòng)化焊接操作程序，對(duì)機(jī)器人焊槍姿態(tài)以及焊接層數(shù)、時(shí)間等進(jìn)行大量試驗(yàn)，才確定最佳參數(shù)。“最終我們實(shí)現(xiàn)了焊縫美觀、探傷合格、焊接無(wú)變形、焊后‘零’調(diào)修的效果，機(jī)械手焊接率提升到90%。”謝元立說(shuō)。

數(shù)據(jù)顯示，2024年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量同比增長(zhǎng)14.2%，達(dá)55.6萬(wàn)套，再創(chuàng)新高。不少企業(yè)負(fù)責(zé)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(shí)現(xiàn)高效柔性、敏捷響應(yīng)、人機(jī)協(xié)同、動(dòng)態(tài)調(diào)度的目標(biāo)。”劉前軍建議，要更好發(fā)揮國(guó)資央企、行業(yè)龍頭企業(yè)的引領(lǐng)作用，鼓勵(lì)他們進(jìn)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(jí)提供借鑒。同時(shí)，加強(qiáng)金融支持，通過(guò)制定差別化信貸政策與創(chuàng)新金融產(chǎn)品的方式，鼓勵(lì)采用多種融資模式推進(jìn)智能工廠建設(shè)。