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進入21世紀，智能制造作為新一代信息技術與先進制造技術深度融合的新型生產方式，已然成為新一輪工業(yè)革命的核心驅動力。從自動化生產線到智能機器人，從大數據分析到物聯網技術，從機器學習到人工智能的運用，智能制造正在不斷推進傳統制造業(yè)進入一個更加智能、高效、可持續(xù)的制造新時代。

2017-2024年，中國科協智能制造學會聯合體（IMAC）連續(xù)開展“中國智能制造科技進展案例研究”，共遴選出80項“中國智能制造科技進展”案例。成果領域涵蓋高檔數控機床與基礎制造裝備、工業(yè)機器人、汽車、航空航天、新一代信息技術、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)重點領域；技術領域涉及工業(yè)物聯網平臺、大數據管理系統、人工智能技術在工廠應用、智能制造設備、柔性智能制造產線、云制造系統、智能工廠、大規(guī)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，我國造船業(yè)高速增長，造船完工量、新接訂單量、手持訂單量等三大指標連續(xù)14年位居全球第一，成為2023年全球唯一的一個三大指標實現全面增長的國家，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個百分點。然而，我國船舶行業(yè)主要使用的的一款船舶專用設計軟件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，難以直接驅動裝備生產。同時，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。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，智能裝備少，難以獲得模型數據支撐，嚴重依賴人工焊接，焊接效率低，焊接質量一致性差。

（1）在行業(yè)內率先提出了基于船體模型的船體結構節(jié)點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(guī)范，實現了船體模型設計數據共享應用于建造過程，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(jié)點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框，實現了大型復雜結構三維模型的空間結構焊縫曲線構建，單次可提取焊縫路徑數量達1000條。

（3）搭建多機器人協同焊接大型復雜結構的虛擬場景，規(guī)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態(tài)防撞規(guī)則，優(yōu)化機器人空間運動姿態(tài)和焊接起弧姿態(tài)，保障了安全、可靠、高質量焊接。

（4）提出大型復雜船體結構多區(qū)域控制點偏差測量和自適應補償方法，構建了多維度區(qū)域控制點自動測量、自適應補償的數學模型，明確了多維度區(qū)域控制點位置偏差自動測量算法與測量控制工藝，實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。

本項科技進展在技術創(chuàng)新方面表現尤為突出，整體技術裝備以及大型復雜船體結構多區(qū)域控制點焊接補償技術均達到行業(yè)領先水平，技術成果顯著且應用效果突出，獲得了中國造船工程學會科技進步獎一等獎、中船集團科技進步一等獎等。

黃埔文沖圍繞高端裝備數字賦能核心技術，進行專利群布局，有效保護核心技術知識產權。已申請專利30件，其中發(fā)明專利25件，已授權發(fā)明專利18件，已授權實用新型專利5件；已發(fā)表專業(yè)論文5篇（SCI二區(qū)論文2篇），主編發(fā)布中國焊接協會團體標準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現工程應用，在縱向技術發(fā)展和橫向行業(yè)發(fā)展方面優(yōu)勢明顯，在數模驅動、焊縫偏差補償、可焊接復雜度和空間尺寸等技術指標方面，在國際上優(yōu)勢顯著。

大型復雜結構數模驅動智能焊接自主化裝備示范性好、典型性強、適用性廣，通過對多項關鍵技術研究，探索了一條從設計端到制造端的數據賦能技術路線，推動了國產自主軟件三維模型“一模到底”，促進國產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、焊接控制控的準、智能裝備用的好，實現了數模驅動生產工藝流程代替了人工識別圖紙工藝、多機器人協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，機器人焊接現場干凈整齊、取消輔助作業(yè)，機器人焊接外觀成形好、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、海工平臺等領域，取得了良好的社會效益和顯著的經濟效益，具體體現在：

（1）促進了國產自主工業(yè)軟件的發(fā)展。立足于國產自主軟件，自主研發(fā)核心關鍵技術和智能焊接裝備，制定了一系列技術規(guī)范，有效支撐了在船舶建造領域和其他制造領域的推廣應用，促進了國產化、自主可控、國產替代產業(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智能焊接的多項關鍵工藝技術，再造了數模驅動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量，保障了各型船舶高質量、高效率建造，填補了國防裝備數字化焊接生產的多項技術空白。

（4）促進了產業(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，促進產學研深度融合，加強了產業(yè)之間協調能力，加快產業(yè)結構優(yōu)化升級，向產業(yè)鏈高附加值端延伸，實現跨產業(yè)高質量發(fā)展。