臺(tái)傳媒通訊員趙碧瑩

近期，來(lái)自上海交通大學(xué)的工程師陳旺一直駐扎在狀元臺(tái)智能科技（浙江）有限公司。由上海交大聯(lián)合溫嶺機(jī)床工具企業(yè)共同研發(fā)，以小組立自動(dòng)打磨加工中心為核心的船舶小組立智能產(chǎn)線，在國(guó)營(yíng)海東船廠啟動(dòng)試運(yùn)行，贏得多家軍工船企的青睞。

“以往需人工打磨的船用鋼板，如今通過(guò)AI大模型就能自動(dòng)識(shí)別、形成加工軌跡，開創(chuàng)性實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板的精準(zhǔn)打磨?！标愅榻B，這條融合AI算法群、數(shù)據(jù)大模型與自動(dòng)化裝備的生產(chǎn)線，不僅讓造船流程更智能，還能以1/5的空間、1/8的人力，實(shí)現(xiàn)1.5倍的產(chǎn)能提升，大幅縮短造船周期。

鋼板打磨困境成造船業(yè)“老大難”

“以前一塊400mm×300mm的船用鋼板人工打磨起碼要四五分鐘?！痹跔钤_(tái)智能科技生產(chǎn)車間，董事長(zhǎng)葛化軍指著正在調(diào)試的一臺(tái)小組立自動(dòng)打磨加工中心說(shuō)，“現(xiàn)在通過(guò)這臺(tái)設(shè)備，11秒就能完成雙邊加工，還能精準(zhǔn)應(yīng)對(duì)船體所需的各類異形鋼板?！?/p>

船舶制造被譽(yù)為“鋼鐵積木”藝術(shù)，小組立相當(dāng)于積木中的基礎(chǔ)模塊——通過(guò)焊接將鋼板、型材等零件組合成肋板框架、T型材等核心構(gòu)件。而中組立則是將小組立構(gòu)件組合成更大的結(jié)構(gòu)單元?。

一條萬(wàn)噸級(jí)船舶各類需要打磨的鋼材零件數(shù)量高達(dá)萬(wàn)件以上，其中大部分都是奇形怪狀的“異形件”。

以前傳統(tǒng)機(jī)床“認(rèn)生”，只能對(duì)同一類型的鋼板進(jìn)行打磨，面對(duì)海量異形件時(shí)無(wú)法批量作業(yè)，尤其是對(duì)精度、平順度要求更高的自由邊打磨，全靠工人憑經(jīng)驗(yàn)完成，效率低、工作量大。

隨著全球造船業(yè)訂單激增，這種打磨困境，成為制約造船業(yè)擴(kuò)能升級(jí)的“卡脖子”問(wèn)題。

破解難題的鑰匙，藏在“產(chǎn)學(xué)研”的深度融合里。在溫嶺軍地一體化服務(wù)平臺(tái)和中國(guó)兵器科學(xué)院溫嶺技術(shù)轉(zhuǎn)移中心的牽線下，上海交大與溫嶺的臺(tái)州中馳智谷科技有限公司、溫嶺市利達(dá)機(jī)械電器有限公司“牽手”，成立狀元臺(tái)智能科技，形成了“高校出技術(shù)、企業(yè)造裝備、產(chǎn)業(yè)供場(chǎng)景”的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)。

讓AI“學(xué)會(huì)”打磨，智能產(chǎn)線“大瘦身”

這場(chǎng)產(chǎn)學(xué)研合作的起點(diǎn)，要追溯到四五年前。當(dāng)時(shí)，一家軍工船企主動(dòng)對(duì)接上海交大，提出核心訴求——通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)減人增效。

“經(jīng)過(guò)調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)焊接、上下料等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化設(shè)備和技術(shù)已相當(dāng)成熟，能很好地適配造船業(yè)生產(chǎn)需求，唯獨(dú)打磨環(huán)節(jié)沒(méi)有成熟的自動(dòng)化解決方案。”陳旺表示，“這個(gè)環(huán)節(jié)若能突破，造船行業(yè)的整體自動(dòng)化水平肯定能大幅提升。”

突破之路并非一帆風(fēng)順。上海交大先啃下“硬骨頭”：為了讓 AI“學(xué)會(huì)”打磨，團(tuán)隊(duì)分多組跑遍船廠，搜集工人的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)電磁吸盤進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，加入AI控制算法后，鋼板可隨意擺放，視覺(jué)系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別外形并生成加工軌跡。

中馳智谷和利達(dá)機(jī)械則補(bǔ)上“硬件課”：中馳智谷根據(jù)不同船廠的需求，量身定制刀具。“看似形狀相似的刀具，其切削原理、切削參數(shù)都存在差異?！敝旭Y智谷總經(jīng)理季海風(fēng)解釋。

利達(dá)機(jī)械靠機(jī)床制造功底，造出能精準(zhǔn)匹配AI算法的打磨裝備。利達(dá)機(jī)械董事長(zhǎng)林于法直言，小組立自動(dòng)打磨加工中心市場(chǎng)潛力大，技術(shù)含金量與利潤(rùn)空間較傳統(tǒng)產(chǎn)品有質(zhì)的飛躍，非常契合企業(yè)的轉(zhuǎn)型需求。利達(dá)機(jī)械的加入，也為這場(chǎng)產(chǎn)學(xué)研合作補(bǔ)上了“產(chǎn)業(yè)化落地”的關(guān)鍵拼圖。

在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)以小組立自動(dòng)打磨加工中心為核心，集成視覺(jué)定位和機(jī)器人系統(tǒng)，研制出零件分揀、打磨、裝配、焊接和檢測(cè)等一系列自動(dòng)化裝備，嘗試建成中小組立智能產(chǎn)線。

這條線的價(jià)值，藏在一組組“反差數(shù)據(jù)”里：傳統(tǒng)生產(chǎn)線要300米長(zhǎng)，現(xiàn)在70米就夠，空間省了76%；過(guò)去55人干的活，現(xiàn)在7人就能管，人工減了87%；生產(chǎn)周期從7天壓到1天，物流距離也從1000米縮短到100米，而每天產(chǎn)能卻從5500噸提至8400噸。

去年下半年開始，這條產(chǎn)線就已經(jīng)在幾家軍工船企試運(yùn)行，今年更是將合作版圖擴(kuò)展到了民用領(lǐng)域。