突破定制化、高精度等挑戰

高端裝備智能化生產取得新進展

數據來源：中國機械工業聯合會

制圖：汪哲平

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

很多人可能想不到，風電機組的關鍵部件——葉片，其生產長期屬于勞動密集型產業，由于體積大、重量大、表面曲面復雜，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幫助塑造葉片主梁，形成葉片“脊椎”；規模化集中灌注技術，實現樹脂材料進、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，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合，通過改善工藝流程，實現自動化生產。”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，就能實時監測車間溫度濕度、葉片打磨平整系數等指標，實現全流程精益化管理。

近年來，我國高端裝備智能化生產取得新進展。中國機械工業聯合會數據顯示：2024年有80多家機械企業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%；規上重點工業企業數字化研發設計工具普及率超過80%。

“這一成績的取得頗為不易。”中國機械工業聯合會智能制造分會秘書長劉前軍介紹，高端裝備的生產制造是典型的離散制造，產品品類多、結構復雜，對智能化改造提出較高要求。

挑戰之一，在于定制化需求與標準化生產的矛盾。

高端裝備主要集中在航空航天、軌道交通、工程機械等領域，這些產品往往是高度定制化的，每個產品可能有不同的規格。“企業往往通過協作機器人、自動導向車等來實現產線動態調整，但大件柔性化生產仍難以突破。”劉前軍說。

挑戰之二，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，傳統自動化設備難以滿足要求。復雜的工藝參數，也給智能化改造提出了極高要求。

比如，CR450動車組樣車的生產制造，轉向架的焊接是一大難題。由于樣車轉向架采用了全新的輕量化結構設計，型材焊接時如果發生扭曲變形就難以修復，對整車質量安全產生影響。

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

數據顯示，2024年我國工業機器人產量同比增長14.2%，達55.6萬套，再創新高。不少企業負責人期盼，隨著智能制造裝備的快速發展，高端裝備工廠的智能化改造能持續突破。

“智能制造裝備的發展，有利于高端裝備智能工廠實現高效柔性、敏捷響應、人機協同、動態調度的目標。”劉前軍建議，要更好發揮國資央企、行業龍頭企業的引領作用，鼓勵他們進行關鍵工序智能化改造的探索，為行業智能化轉型升級提供借鑒。同時，加強金融支持，通過制定差別化信貸政策與創新金融產品的方式，鼓勵采用多種融資模式推進智能工廠建設。