原標題：“聰明”的黑燈工廠，造高端的大國重器

來源：人民日報一撇一捺微信公號

原標題：“聰明”的黑燈工廠，造高端的大國重器

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高端裝備，大國重器，產(chǎn)量少卻要求高，多須根據(jù)客戶要求定制化生產(chǎn)，且不同零部件常常由不同產(chǎn)線離散制造，最終組裝在一起。它們的生產(chǎn)是否需要智能化，智能化又能否實現(xiàn)？

帶著問題，記者走進四川德陽東方汽輪機有限公司，國內(nèi)首臺F級50兆瓦重型燃機G50、“華龍一號”核電汽輪機等大國重器誕生于此。

汽輪機是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動力裝置。葉片是汽輪機的關鍵零件，也是最精細的零件之一。在汽輪機葉片加工“黑燈產(chǎn)線”，智能物流設備快速移動，將葉片毛坯交到機器人“手中”。一夾一放，葉片毛坯進入夾具，開始進行數(shù)控加工。

不遠處，焊接數(shù)字化車間，智能焊接機器人不僅能自動焊接上萬個焊接點，還能“看到”焊接情況，實時自動檢測電壓電流……

圖為東方汽輪機綠色高效焊接數(shù)字化車間。（賈偉明 攝）

在這里，9個數(shù)字化車間、5G全連接數(shù)字化工廠正涌現(xiàn)源源不斷的生產(chǎn)力。

“近年來，客戶對產(chǎn)品的需求不斷提高，亟須通過智能化改造，提高生產(chǎn)效率。”東方汽輪機數(shù)字化與智能制造部副部長易泰勛說，汽輪機等高端重型裝備制造精密度要求高，傳統(tǒng)設備不夠“聰明”，對焊接、葉片加工等崗位的技術人員提出了很高的要求。2018年前后，東方汽輪機嘗試打造汽輪機葉片加工數(shù)字化車間。到2021年，全面推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型，投入大量資金實施智能化改造。

但改造第一步就遇到了困難——缺少相關技術解決方案供應商。“我們沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒，需要自己梳理需求，與生產(chǎn)部門溝通，向?qū)I(yè)技術團隊反饋改造思路。”易泰勛和團隊重新梳理生產(chǎn)工藝，調(diào)整車間布局，并利用專業(yè)軟件模擬改造后的車間和產(chǎn)線，估算生產(chǎn)效率，引入智能機器人等設備。

但僅添設備，還遠談不上數(shù)字化轉(zhuǎn)型。高端裝備生產(chǎn)涉及原材料采購、研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、供應鏈管理、產(chǎn)品營銷和用戶服務等方面。“重要的是解決系統(tǒng)性建設難題，搭建新的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，由內(nèi)而外全面轉(zhuǎn)型。”易泰勛說。

東方汽輪機一方面設計全新的工藝流程，確定生產(chǎn)、銷售每個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)輸入來源和輸出方式，逐漸搭起數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)；另一方面，對生產(chǎn)人員進行數(shù)字化培訓，幫他們適應數(shù)字化生產(chǎn)模式，不斷提升技能水平。

“從系統(tǒng)搭建開始，生產(chǎn)人員就深度參與數(shù)字化改造，很多操作功能都由他們提需求，改造團隊來想辦法實現(xiàn)。”易泰勛記得，葉片加工過去需要人工存取部件，耗時耗力。生產(chǎn)人員提出自動倉儲物流的想法后，智能機器人很快被引入。

2022年葉片加工“黑燈產(chǎn)線”建成，葉片質(zhì)量合格率達99%，人均效率提升650%；在焊接數(shù)字化車間，依托智能機器人，一次焊接合格率接近100%。

東方汽輪機有限公司葉片加工無人車間，機械臂抓取處理好的葉片部件。（新華社記者 胥冰潔 攝）

“在數(shù)字化轉(zhuǎn)型之初，很多人擔心會被機器取代。”易泰勛說，后來生產(chǎn)人員發(fā)現(xiàn)，不僅勞動強度降低，大家還掌握了更多數(shù)字化知識，適應了新型生產(chǎn)需要，“不少人轉(zhuǎn)崗到工藝、研發(fā)等部門，獲得了更多發(fā)展空間。”

對于高端裝備而言，只提高加工精度還不夠。由于高度定制化，每一臺裝備的構造、設計、工序、工藝都不同。以汽輪機為例，“上萬個零部件里，哪怕單個部件無法匹配，或者任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會導致裝配時出現(xiàn)巨大誤差。”易泰勛說，“過去，裝配葉片時要試錯，發(fā)現(xiàn)有誤差，就需要拆開修正，再重新裝配。”

東方汽輪機有限公司葉片分廠，班組工作人員通過PDA終端核實班組看板相關情況。（新華社記者 胥冰潔 攝）

每一個裝備、每一次組裝，如果都要試錯，效率就會低下，怎么辦？工廠自主開發(fā)軟件系統(tǒng)，先行數(shù)字裝配，“模擬”組裝，快速發(fā)現(xiàn)可能存在的測量誤差和變形等問題，有針對性地提前解決，生產(chǎn)效率提高了：在冷端部件數(shù)字化車間，燃機輪盤疊裝無需二次拆開；產(chǎn)品總裝時間較過去縮短一半，汽輪機在離散制造中實現(xiàn)了柔性協(xié)同。

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

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？

廣西賀州市富川瑤族自治縣富陽鎮(zhèn)山寶村的風力發(fā)電機。 （李成華 攝）

很多人可能想不到，風電機組的關鍵部件——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(guī)模化集中灌注技術，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，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(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)設計工具普及率超過80%。

數(shù)據(jù)來源：中國機械工業(yè)聯(lián)合會。（制圖：汪哲平）

“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、結構復雜，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)自動化設備難以滿足要求。復雜的工藝參數(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構設計，型材焊接時如果發(fā)生扭曲變形就難以修復，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、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)的引領作用，鼓勵他們進行關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。

（人民日報記者 李心萍）

報道來源：《人民日報》2025.3.24 第2版

人民日報記者 王永戰(zhàn)

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