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進(jìn)入21世紀，智能制造作為新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合的新型生產(chǎn)方式，已然成為新一輪工業(yè)革命的核心驅動(dòng)力。從自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)到智能機器人，從大數據分析到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從機器學(xué)習到人工智能的運用，智能制造正在不斷推進(jìn)傳統制造業(yè)進(jìn)入一個(gè)更加智能、高效、可持續的制造新時(shí)代。

2017-2024年，中國科協(xié)智能制造學(xué)會(huì )聯(lián)合體（IMAC）連續開(kāi)展“中國智能制造科技進(jìn)展案例研究”，共遴選出80項“中國智能制造科技進(jìn)展”案例。成果領(lǐng)域涵蓋高檔數控機床與基礎制造裝備、工業(yè)機器人、汽車(chē)、航空航天、新一代信息技術(shù)、紡織、軌道交通、船舶及海工裝備、能源裝備、工程機械、農業(yè)機械、紡織、建筑焊接等制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域；技術(shù)領(lǐng)域涉及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺、大數據管理系統、人工智能技術(shù)在工廠(chǎng)應用、智能制造設備、柔性智能制造產(chǎn)線(xiàn)、云制造系統、智能工廠(chǎng)、大規模定制平臺等。

我們將展示智能制造的科技成果和創(chuàng )新應用，感受智能制造帶給制造業(yè)的變革與創(chuàng )新。

近年來(lái)，我國造船業(yè)高速增長(cháng)，造船完工量、新接訂單量、手持訂單量等三大指標連續14年位居全球第一，成為2023年全球唯一的一個(gè)三大指標實(shí)現全面增長(cháng)的國家，2024年三大指標再創(chuàng )新高，新接訂單量占比高達77%，較2023年增加12個(gè)百分點(diǎn)。然而，我國船舶行業(yè)主要使用的的一款船舶專(zhuān)用設計軟件SPD起步較晚，目前船舶設計軟件SPD的三維模型設計數據不完善，難以直接驅動(dòng)裝備生產(chǎn)。同時(shí)，大型船舶大型復雜船體結構存在尺寸大、結構組件復雜、空間狹小、艙格多、縱橫肋板、加強材多等共性特點(diǎn)。多方面制約因素，造成了我國船舶建造工藝裝備水平不夠先進(jìn)，智能裝備少，難以獲得模型數據支撐，嚴重依賴(lài)人工焊接，焊接效率低，焊接質(zhì)量一致性差。

（1）在行業(yè)內率先提出了基于船體模型的船體結構節點(diǎn)元素重構三維模型方法，建立標準化、輕量化的船體結構模型輸出數據規范，實(shí)現了船體模型設計數據共享應用于建造過(guò)程，復雜船體結構分段零件重構建模的完整率達98%以上。

（2）在行業(yè)內率先提出了基于船體結構節點(diǎn)元素特征的高效識別方法，采用復合遞歸算法獲取復雜船體結構的三維空間焊縫特征線(xiàn)框，實(shí)現了大型復雜結構三維模型的空間結構焊縫曲線(xiàn)構建，單次可提取焊縫路徑數量達1000條。

（3）搭建多機器人協(xié)同焊接大型復雜結構的虛擬場(chǎng)景，規劃復雜結構三維模型焊縫的機器人焊接姿態(tài)與焊接軌跡，建立了復雜狹窄空間機器人動(dòng)態(tài)防撞規則，優(yōu)化機器人空間運動(dòng)姿態(tài)和焊接起弧姿態(tài)，保障了安全、可靠、高質(zhì)量焊接。

（4）提出大型復雜船體結構多區域控制點(diǎn)偏差測量和自適應補償方法，構建了多維度區域控制點(diǎn)自動(dòng)測量、自適應補償的數學(xué)模型，明確了多維度區域控制點(diǎn)位置偏差自動(dòng)測量算法與測量控制工藝，實(shí)現大型復雜結構空間位置精準映射，引導機器人在狹小空間精準焊接。

本項科技進(jìn)展在技術(shù)創(chuàng )新方面表現尤為突出，整體技術(shù)裝備以及大型復雜船體結構多區域控制點(diǎn)焊接補償技術(shù)均達到行業(yè)領(lǐng)先水平，技術(shù)成果顯著(zhù)且應用效果突出，獲得了中國造船工程學(xué)會(huì )科技進(jìn)步獎一等獎、中船集團科技進(jìn)步一等獎等。

黃埔文沖圍繞高端裝備數字賦能核心技術(shù)，進(jìn)行專(zhuān)利群布局，有效保護核心技術(shù)知識產(chǎn)權。已申請專(zhuān)利30件，其中發(fā)明專(zhuān)利25件，已授權發(fā)明專(zhuān)利18件，已授權實(shí)用新型專(zhuān)利5件；已發(fā)表專(zhuān)業(yè)論文5篇（SCI二區論文2篇），主編發(fā)布中國焊接協(xié)會(huì )團體標準1項、企業(yè)標準1項。目前，建成了國內大型復雜結構智能焊接裝備并實(shí)現工程應用，在縱向技術(shù)發(fā)展和橫向行業(yè)發(fā)展方面優(yōu)勢明顯，在數模驅動(dòng)、焊縫偏差補償、可焊接復雜度和空間尺寸等技術(shù)指標方面，在國際上優(yōu)勢顯著(zhù)。

大型復雜結構數模驅動(dòng)智能焊接自主化裝備示范性好、典型性強、適用性廣，通過(guò)對多項關(guān)鍵技術(shù)研究，探索了一條從設計端到制造端的數據賦能技術(shù)路線(xiàn)，推動(dòng)了國產(chǎn)自主軟件三維模型“一模到底”，促進(jìn)國產(chǎn)自主軟件數據賦能焊接裝備，具有跨行業(yè)借鑒意義；使工藝數據流的動(dòng)、焊接控制控的準、智能裝備用的好，實(shí)現了數模驅動(dòng)生產(chǎn)工藝流程代替了人工識別圖紙工藝、多機器人協(xié)同智能焊接代替了多人工焊接、清潔輕松作業(yè)環(huán)境代替了臟亂差作業(yè)環(huán)境，機器人焊接現場(chǎng)干凈整齊、取消輔助作業(yè)，機器人焊接外觀(guān)成形好、一次合格率高，焊接效率大幅提高。成果已推廣應用到船舶、橋梁、海工平臺等領(lǐng)域，取得了良好的社會(huì )效益和顯著(zhù)的經(jīng)濟效益，具體體現在：

（1）促進(jìn)了國產(chǎn)自主工業(yè)軟件的發(fā)展。立足于國產(chǎn)自主軟件，自主研發(fā)核心關(guān)鍵技術(shù)和智能焊接裝備，制定了一系列技術(shù)規范，有效支撐了在船舶建造領(lǐng)域和其他制造領(lǐng)域的推廣應用，促進(jìn)了國產(chǎn)化、自主可控、國產(chǎn)替代產(chǎn)業(yè)升級。

（2）優(yōu)化了艦船建造的生態(tài)環(huán)境。采用多機器人智能協(xié)同焊接，做到“應焊盡焊”，提高了大型復雜結構焊縫一次焊接合格率和一致性，取消了焊后打磨作業(yè)，降低了焊接煙塵、打磨金屬粉塵排放，優(yōu)化了船舶建造焊接作業(yè)環(huán)境。

（3）提高了艦船行業(yè)建造創(chuàng )新能力。突破了大型復雜船體結構數模驅動(dòng)智能焊接的多項關(guān)鍵工藝技術(shù)，再造了數模驅動(dòng)智能裝備的工藝流程，提高了大型復雜船體結構焊縫焊接效率和焊接質(zhì)量，保障了各型船舶高質(zhì)量、高效率建造，填補了國防裝備數字化焊接生產(chǎn)的多項技術(shù)空白。

（4）促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化。匯聚了船舶建造單位、裝備研發(fā)單位、船舶工業(yè)軟件研發(fā)單位、科研院所等優(yōu)勢資源單位，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合，加強了產(chǎn)業(yè)之間協(xié)調能力，加快產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，向產(chǎn)業(yè)鏈高附加值端延伸，實(shí)現跨產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。