虛實同頻！鐵建重工搭建數(shù)字孿生“虛擬制造車間”

2026-08-11 10:40:11來源：“鐵建重工”微信公眾號關(guān)鍵詞：機械制造智能控制閱讀量：5868

導(dǎo)讀：針對行業(yè)里普遍難題，鐵建重工搭建起一體化數(shù)字孿生底座。車間內(nèi)焊接機器人、AGV轉(zhuǎn)運車、精密裝配專機的運行數(shù)據(jù)，通過邊緣設(shè)備實時匯總，搭建出和實景廠房1:1還原的三維虛擬空間，打通MES、QMS、SAP等多套業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘，形成完整的數(shù)字化管控閉環(huán)。

　　走進鐵建重工長沙產(chǎn)業(yè)園區(qū)，車間管理的傳統(tǒng)模式正在迎來新變化。

　　管理人員不用往返各個工位奔波巡檢，一塊巨型數(shù)字大屏就能完整復(fù)刻實體廠房全貌，下料、焊接、主驅(qū)動裝配全流程虛實同步運轉(zhuǎn)。

　　這套依托數(shù)據(jù)-模型雙驅(qū)動打造的數(shù)字孿生智控平臺，瞄準重型裝備制造的普遍難題發(fā)力，既搭建起全局化智能管控底座，又在核心工序打磨專屬創(chuàng)新技術(shù)，為大國重器生產(chǎn)打造全新智造模式。

　　全域數(shù)字底座筑基

　　盾構(gòu)機、TBM屬于定制化重型裝備，生產(chǎn)跨度大、工序分散，是典型的小批量離散制造。

　　長期以來，行業(yè)痛點十分突出。設(shè)備、工藝、質(zhì)檢數(shù)據(jù)分散在各個工位，物流堵塞、設(shè)備隱患只能靠人工巡查發(fā)現(xiàn)，問題暴露滯后，直接拉長交付周期。

　　同時，焊接、精密裝配這類關(guān)鍵工序過度依賴老師傅經(jīng)驗，班組操作標準不一，返修、物料損耗居高不下，工序銜接不暢還容易造成物料積壓、工位閑置。

　　針對這些普遍難題，鐵建重工搭建起一體化數(shù)字孿生底座。車間內(nèi)焊接機器人、AGV轉(zhuǎn)運車、精密裝配專機的運行數(shù)據(jù)，通過邊緣設(shè)備實時匯總，搭建出和實景廠房1:1還原的三維虛擬空間，打通MES、QMS、SAP等多套業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘，形成完整的數(shù)字化管控閉環(huán)。

　　和普通數(shù)據(jù)看板不同，這套平臺搭載AI仿真模型，能提前做生產(chǎn)推演。

　　正式排產(chǎn)前，工作人員可以在虛擬場景測試多套生產(chǎn)方案，自動核算工序耗時、大件轉(zhuǎn)運路線，提前找出物流擁堵點位。不用停產(chǎn)試錯就能優(yōu)化調(diào)度節(jié)奏，平衡各工位產(chǎn)能，從源頭減少生產(chǎn)卡點，實現(xiàn)全廠全局統(tǒng)籌調(diào)度。

　　核心工序精準賦能

　　依托全域數(shù)字底座，平臺優(yōu)先落地主驅(qū)動裝配、焊接兩大核心場景的智能模塊，整機總裝相關(guān)功能正在規(guī)劃建設(shè)階段，分步驟推進全鏈條智能化升級。

　　主驅(qū)動是盾構(gòu)機的核心部件，裝配精度要求達到微米級。

　　系統(tǒng)搭載三維設(shè)備碰撞識別功能，實時監(jiān)測裝配工裝、作業(yè)設(shè)備的空間距離，一旦間距低于安全閾值，大屏立刻高亮預(yù)警，規(guī)避設(shè)備干涉風(fēng)險。質(zhì)檢數(shù)據(jù)同步接入系統(tǒng)，裝配扭矩、尺寸檢測信息全程留痕可查，省去人工定點盯守的繁瑣環(huán)節(jié)，補齊精密裝配動態(tài)預(yù)警短板。

　　焊接質(zhì)量決定裝備服役壽命，多層焊接內(nèi)部溫度、形變?nèi)庋酆茈y觀察。

　　平臺運用優(yōu)化后的多物理場仿真算法，把原本數(shù)小時的力學(xué)計算縮短至秒級可視化呈現(xiàn)，系統(tǒng)根據(jù)板材厚度、坡口樣式自動推薦適配的焊接參數(shù)，自主調(diào)控作業(yè)節(jié)奏。統(tǒng)一全廠焊接工藝標準，減少氣孔、未熔合等常見缺陷，擺脫過往工藝調(diào)整全靠人工經(jīng)驗的局限。

　　同時，平臺對整機總裝全流程生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行在線同步管理，解決離散制造核心堵點痛點，實現(xiàn)虛實進度對標和精細化管理，配套智能故障方案庫，降低整機調(diào)試門檻。

　　目前，依托這套平臺，主驅(qū)動裝配、焊接核心工序加工效率提升25.4%，人工巡檢、搶修工作量明顯減少，返修物料損耗持續(xù)降低。依托實踐積累，鐵建重工主導(dǎo)、參與編制2項ISO國際標準，為同類重型裝備工廠提供可借鑒的數(shù)字化轉(zhuǎn)型樣本。

　　從來回跑車間巡查，到大屏全景把控生產(chǎn)；從憑經(jīng)驗調(diào)試工藝，到AI仿真智能優(yōu)化，數(shù)字孿生平臺是鐵建重工“把車間搬上電腦”的典型實踐。

　　下一步，鐵建重工將持續(xù)迭代仿真與AI能力，完善總裝場景建設(shè)，把更多零部件產(chǎn)線納入虛實管控體系，用細分場景的技術(shù)創(chuàng)新，夯實重型裝備精益智造的數(shù)字根基。

　　供稿、編輯：黨委工作部、基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究設(shè)計院

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