高端装备，大国重器，产量少却要求高，多须根据客户要求定制化生产，且不同零部件常常由不同产线离散制造，最终组装在一起。 它们的生产是否需要智能化，智能化又能否实现？

带着问题，记者走进四川德阳东方汽轮机有限公司，国内首台F级50兆瓦重型燃机G50、“华龙一号”核电汽轮机等大国重器诞生于此。

汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置。叶片是汽轮机的关键零件，也是最精细的零件之一。在汽轮机叶片加工“黑灯产线”，智能物流设备快速移动，将叶片毛坯交到机器人“手中”。一夹一放，叶片毛坯进入夹具，开始进行数控加工。

不远处，焊接数字化车间，智能焊接机器人不仅能自动焊接上万个焊接点，还能“看到”焊接情况，实时自动检测电压电流……

在这里，9个数字化车间、5G全连接数字化工厂正涌现源源不断的生产力。

“近年来，客户对产品的需求不断提高，亟须通过智能化改造，提高生产效率。”东方汽轮机数字化与智能制造部副部长易泰勋说，汽轮机等高端重型装备制造精密度要求高，传统设备不够“聪明”，对焊接、叶片加工等岗位的技术人员提出了很高的要求。2018年前后，东方汽轮机尝试打造汽轮机叶片加工数字化车间。到2021年，全面推进数字化转型，投入大量资金实施智能化改造。

但改造第一步就遇到了困难——缺少相关技术解决方案供应商。“我们没有成熟的经验可以借鉴，需要自己梳理需求，与生产部门沟通，向专业技术团队反馈改造思路。”易泰勋和团队重新梳理生产工艺，调整车间布局，并利用专业软件模拟改造后的车间和产线，估算生产效率，引入智能机器人等设备。

但仅添设备，还远谈不上数字化转型。高端装备生产涉及原材料采购、研发设计、生产制造、供应链管理、产品营销和用户服务等方面。“重要的是解决系统性建设难题，搭建新的生产管理系统，由内而外全面转型。”易泰勋说。

东方汽轮机一方面设计全新的工艺流程，确定生产、销售每个环节的数据输入来源和输出方式，逐渐搭起数字化生产管理系统；另一方面，对生产人员进行数字化培训，帮他们适应数字化生产模式，不断提升技能水平。

“从系统搭建开始，生产人员就深度参与数字化改造，很多操作功能都由他们提需求，改造团队来想办法实现。”易泰勋记得，叶片加工过去需要人工存取部件，耗时耗力。生产人员提出自动仓储物流的想法后，智能机器人很快被引入。

2022年叶片加工“黑灯产线”建成，叶片质量合格率达99%，人均效率提升650%；在焊接数字化车间，依托智能机器人，一次焊接合格率接近100%。

“在数字化转型之初，很多人担心会被机器取代。”易泰勋说，后来生产人员发现，不仅劳动强度降低，大家还掌握了更多数字化知识，适应了新型生产需要，“不少人转岗到工艺、研发等部门，获得了更多发展空间。”

对于高端装备而言，只提高加工精度还不够。 由于高度定制化，每一台装备的构造、设计、工序、工艺都不同。以汽轮机为例，“上万个零部件里，哪怕单个部件无法匹配，或者任一环节出现问题，都会导致装配时出现巨大误差。”易泰勋说，“过去，装配叶片时要试错，发现有误差，就需要拆开修正，再重新装配。”

每一个装备、每一次组装，如果都要试错，效率就会低下，怎么办？ 工厂自主开发软件系统，先行数字装配，“模拟”组装，快速发现可能存在的测量误差和变形等问题，有针对性地提前解决，生产效率提高了：在冷端部件数字化车间，燃机轮盘叠装无需二次拆开；产品总装时间较过去缩短一半，汽轮机在离散制造中实现了柔性协同。

突破定制化、高精度等挑战高端装备智能化生产取得新进展

微风轻拂，矗立的风电机组悠然转动，送出源源绿电。这样的庞然大物是如何生产制造出来的？

很多人可能想不到，风电机组的关键部件—— 叶片，其生产长期属于劳动密集型产业 ，由于体积大、重量大、表面曲面复杂，往往要依靠大量人工完成铺层、灌注、打磨、喷漆等工序。

如今，走进三一重能韶山叶片工厂，全智能辅助定位技术帮助塑造叶片主梁，形成叶片“脊椎”；规模化集中灌注技术，实现树脂材料进、存、用全流程自动化，打造叶片“肌肉”；机器人配合激光引导技术，自动完成叶片表面打磨、喷漆工作，完善叶片“皮肤”……只要一天，智能车间就能下线一支82米长的叶片。

“这样的效率，得益于智慧大脑与智能装备的完美结合，通过改善工艺流程，实现自动化生产。”三一重能韶山叶片工厂负责人彭海兵说，只要一台平板电脑，就能实时监测车间温度湿度、叶片打磨平整系数等指标，实现全流程精益化管理。

近年来，我国高端装备智能化生产取得新进展。中国机械工业联合会数据显示：2024年有80多家机械企业入选我国首批卓越级智能工厂名单，研制周期平均缩短近30%；规上重点工业企业数字化研发设计工具普及率超过80%。

“这一成绩的取得颇为不易。”中国机械工业联合会智能制造分会秘书长刘前军介绍，高端装备的生产制造是典型的离散制造，产品品类多、结构复杂，对智能化改造提出较高要求。

挑战之一，在于定制化需求与标准化生产的矛盾。

高端装备主要集中在航空航天、轨道交通、工程机械等领域，这些产品往往是高度定制化的，每个产品可能有不同的规格。

“企业往往通过协作机器人、自动导向车等来实现产线动态调整，但大件柔性化生产仍难以突破。”刘前军说。

挑战之二，在于高端装备高精度与高可靠性的工艺要求。

不少高端装备的加工精度为微米级，传统自动化设备难以满足要求。复杂的工艺参数，也给智能化改造提出了极高要求。

比如，CR450动车组样车的生产制造，转向架的焊接是一大难题。由于样车转向架采用了全新的轻量化结构设计，型材焊接时如果发生扭曲变形就难以修复，对整车质量安全产生影响。

为此，中车长客股份公司高级技师谢元立带领团队花费大量时间，研发全新的机械手自动化焊接操作程序，对机器人焊枪姿态以及焊接层数、时间等进行大量试验，才确定最佳参数。“最终我们实现了焊缝美观、探伤合格、焊接无变形、焊后‘零’调修的效果，机械手焊接率提升到90%。”谢元立说。

数据显示，2024年我国工业机器人产量同比增长14.2%，达55.6万套，再创新高。不少企业负责人期盼，随着智能制造装备的快速发展，高端装备工厂的智能化改造能持续突破。

“智能制造装备的发展，有利于高端装备智能工厂实现高效柔性、敏捷响应、人机协同、动态调度的目标。”刘前军建议，要更好发挥国资央企、行业龙头企业的引领作用，鼓励他们进行关键工序智能化改造的探索，为行业智能化转型升级提供借鉴。同时，加强金融支持，通过制定差别化信贷政策与创新金融产品的方式，鼓励采用多种融资模式推进智能工厂建设。

（人民日报记者 李心萍）

人民日报记者 王永战

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