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中国智能制造再创辉煌传奇
作者: 时间:2018年03月12日 关键词:


中国智能制造再创辉煌传奇,中国铸造业,将迎来划时代的一刻。中国自主研发的第一台3D砂芯打印机,也是目前全球最大的3D砂芯打印机,将安装进这家中国的智能工厂。

海果汇专家介绍,这台3D砂芯打印机的体积比目前国外最大的机型还要大两倍,让制造出更大的铸件成为可能。

像火车内燃发动机那样的大型铸件,之前需要打印十几块砂芯才能组装完成,现在可以一次打印成型。

研发这台装备,共享集团智能制造研究院副院长徐云龙和所有工作人员付出了七年光阴。

徐云龙他们正在测试打印机。今天要打印的是内燃机发动机的气缸盖。发动机气缸盖是全球铸铁领域最有代表性,且工艺最复杂的产品。

铺砂器均匀铺砂, 每一层都展现出完美的平整度。经过2000层的堆叠,中国自主设计制造的3D砂芯打印机完成了它的第一个作品。

每平方厘米钢板承受18吨的压力,挑战世界极端工况的超强臂架泵车是如何锻造出来的?

刀盘每天能够嚼碎2800立方米的岩石,这种掘进机威力是怎么来的?

连续72小时一刀一刀地切削,表面整体平整度误差不超过0.05毫米压力容器是怎样制造出来的?

这里是全球规模最大的工程机械制造工厂车间里的产量世界第一,但他们为什么还要进行彻底改变?

上万个5微米的喷孔,2000层的堆叠全球最大的3D砂芯打印机完成了一件什么样的精美作品?

湖南长沙的总装厂房里,一台掘进机正在组装。直径7米、135吨重的刀盘,正在与机身进行对接。

刀盘,被称为掘进机的“铁嘴钢牙”。一台5600千瓦的掘进机,每天能嚼碎2800立方米的岩石,填满1个国际标准游泳池。

这台掘进机,足有4层楼高,230米长的机身上安装着5万多个零件,布满了数百根管线,装载着掘进动力、出渣支护等各类设备。

像这样的大直径全断面隧道掘进机,直到五年前还一直被国外垄断。现在,中国不仅能自主制造,而且还破解了困扰挖掘领域50多年的世界级难题——“卡机”。

中国的独创技术,就在刀盘背后。超过7米直径的大型掘进机,至少配有8个电机,但今天,工程师们要将其中一个,换成“液压马达”。

液压马达的转速虽然低于电机,但在同样功率下,它的扭矩却是电机的5倍。用液压马达和电机双驱动,来解决“卡机”问题,正是中国工程师们想出来的点子。

中国智能制造再创辉煌传奇十年前,国产品牌的隧道掘进机占全球市场份额不到十分之一,但现在,中国已经完成了从技术到市场全面主导的历史性转变,拿下了全球三分之二的市场份额。

三一集团总工程师易小刚正带领团队,向更高强度的钢制臂架发起挑战。车间里正在加工高强钢钢板,它们将被用来打造新一代“泵车之王”。

制造新一代86米超长泵车臂架,钢材强度必须达到1800兆帕。这意味着钢板每平方厘米要能承受住18吨的压力,相当于只用一根手指就能顶起一头成年非洲象。

加工高强钢,最重要的一个环节是热处理。将400兆帕的普通钢板加工成1800兆帕的高强钢,必须在120多米加热炉里,从室温迅速加热到900摄氏度左右的高温。

加热后的整块钢板,被送进淬火机冷却。淬火机上下两排共64个阀门,控制冷却液的速度和流量。调试冷却液的阀门参数,是决定成败的关键。找到这64个阀门的最佳组合,易小刚他们花了三年多的时间。

高强钢需要快速冷却,时间必须控制在短短的20秒。64道冷却液从正反两面同时冲击钢板,每一道的流量和速度都不一样。

每块钢板将近40平方米。要确保钢板每一寸温度都绝对均匀地冷却,温差不能超过正负1摄氏度。

20秒,完成了普通钢到高强钢的蜕变。第一批1800兆帕的高强钢出炉了。

辽宁大连,全世界唯一一个能实现流水化作业的核压力容器生产工厂坐落在这里。

中国自主研发的第三代核压力容器“华龙一号”压力容器,在接下来的二十多天里,将进行最后的整体精加工。

“华龙一号”压力容器高10.8米,重380吨,它的加工精度执行的是全球核电装备的最高标准。

执行任务的是这台16米高的立式机床,中国自主研制。加工开始前,操作手王刚要将一角呈95度的刀具安装在刀架上。

刀具的一角就是刀刃。精加工是一个逐渐精细的过程,这需要机床一刀一刀地连续切削72个小时,才能保证密封面的整体平整度误差不超过0.05毫米。

72小时后,密封面精加工完成。精度0.01毫米的百分表显示,王刚加工的密封面平整度,整体误差没有超过0.04毫米。

这是王刚加工的第18台压力容器,他和同事们生产出的压力容器,已经装到了70%的中国核电站里。

中国徐州,有全球规模最大的工程机械制造工厂。工厂里,这个6吨重转台,是起重机承载重力的核心。这是焊接工程师吕金波他们研制出的柔性工件托盘。

搭载工件托盘的物流车在进入焊接工位之前,车上两个液压轴承,会将6吨重的工件举升到与焊接工位水平的位置上。能否保持工件绝对水平,决定焊接的质量。

喜欢音乐的吕金波,从琴弦中找到设计思路。他在液压轴承的旁边,装上了可以随液压轴承拉伸的钢丝。

钢丝链接的编码器,会以每秒36万次的速度实时反馈数据,不断给液压系统发出调节指令,确保举升始终保持水平。

转台在液压系统精准控制下平稳上升,数据实时反馈,确保着水平。突破的关键,就在这三块不到10厘米长的感应器上。

它们是控制物流车的行令官。同样是吕金波从钢琴脚踏板能减弱和加强声音的原理中找到的灵感。

中国智能制造再创辉煌传奇在吕金波和工程师们的不懈努力下,世界第一条转台智能生产线即将诞生,未来这里每天的产量将达到40台,是现在的两倍。

海果汇专家介绍,中国智能制造影响因素分析因素很多。2016年12月,工业和信息化部正式发布了《智能制造发展规划(2016-2020年)》。

《规划》提出:2025年前,推进智能制造实施“两步走”战略:

第一步:到2020年,智能制造发展基础和支撑能力明显增强,传统制造业重点领域基本实现数字化制造,有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;

第二步,到2025年,智能制造支撑体系基本建立,重点产业初步实现智能转型。

《规划》提出了十个重点任务:

一、加快智能制造装备发展;

二、加强关键共性技术创新;

三、建设智能制造标准体系;

四、构筑工业互联网基础;

五、加大智能制造试点示范推广力度;

六、推动重点领域智能转型;

七、促进中小企业智能化改造;

八、培育智能制造生态体系;

九、推进区域智能制造协同发展;

十、打造智能制造人才队伍。

近几年来,我国制造业面临劳动力和原材料成本上升的双重压力,传统层面的成本优势逐渐消失,制造业的转型迫在眉睫。

在这样的环境下,智能制造的浪潮应运而生,成为产业重要的增长突破口。新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。

目前,我国已有部分地区表现卓著,成长为智能制造的前沿阵地。浙江省海宁市则是其中代表,作为长三角地区最具发展潜力的城市之一,在新一代信息技术和工业融合发展大势中已具有一定的变革基础。

中国智能制造再创辉煌传奇,无论从地理区位、经济基础,还是人居环境方面,都体现出卓越的优势和广阔的发展前景。

为制造业提供人工智能ET(人工智能系统),让工厂的机器及制造出来的产品也具备ET大脑,通过公共云的普惠计算能力以及物联网技术方案,协助制造业智能升级。

阿里云ET在“新制造”领域的新动向,是2016年12月15日于惠州收官的2016广东省大数据开发者大会暨2016云栖大会广东分会的一项重磅发布议题。

阿里云正在搭建中国制造2025的架构雏形,为企业提供云计算的基础平台。基于云计算为社会带来的强大计算能力,人工智能将为中国制造业带来25%的生产效率提升,创造额外附加值6万亿。

以云计算、大数据和人工智能为代表的工业4.0新技术将成为中国制造业提升效能的关键。

2016年8月,质检总局、国家标准委、工业和信息化部会同有关部门共同编制了《装备制造业标准化和质量提升规划》。

《规划》中明确指出:到2020年,工业基础、智能制造、绿色制造等标准体系基本完善,质量安全标准与国际标准加快接轨,重点领域国际标准转化率力争达到90%以上。

到2025年,系统配套、服务产业跨界融合的装备制造业标准体系基本健全,装备制造业标准和质量的国际影响力大幅提升。

特别强调的是:该规划围绕新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、高性能医疗器械10大重点领域,提出标准化和质量提升要求。

尽管信息化、自动化、智能化的广泛应用,是国民经济发展的长期主题,但智能装备领域公司的最终业绩表现呈现较大差异。

智能装备产业需要企业长期的科技投入,形成产品创新能力,并为用户所接受。科技投入会消耗企业利润,短期难以收效。产品研发成功,又将面对不确定的市场需求。

这些需求通常是非刚性的,尽管智能装备替代人工是大势所趋。微观企业经营者的信心、预期通常难以摆脱宏观经济的影响,致使企业家决策顺周期而非逆周期,宏观经济影响加重,看不见的手作用有限。

每个有活力的智能装备领域的企业都在寻找、发掘需求强劲、不受周期波动影响的刚性需求。

面对需求,只有少数企业会凭借综合竞争优势,脱颖而出,发展成为行业翘楚。即便如此,成功的企业同样要经历大浪淘沙始见金的过程。

为进行从普通制造向智能制造和工业4.0战略的转型升级,各公司会不断加大研发投入,因此导致基础建设和设备投资较大,研发支出、人工成本等费用增长。

研发和人工成本费用的上升可能引致产品利润率的降低,对行业经营业绩产生一定影响。

目前国内的智能制造装备产业整体规模还是偏小的,创新资源和产业资源分散于央企、校企,产业的体制机制不活,企业的市场开拓力不强。

缺乏具有创新精神和国际竞争力的大企业集团,目前的智能制造装备行业对国内工业转型升级的促进作用亟待增强。

国内智能制造装备关键核心技术创新能力和高技术转化能力较薄弱,协同创新氛围不浓,产学研合作缺乏系统性和持久性。

重模仿、轻创新,重引进、轻开发现象普遍,拥有自主知识产权和核心技术的产品少,关键技术及核心部件受制于国外,这将会使我国的智能制造装备产业在国际竞争中处于下风。

2014年,中国工业机器人保有量约为18.6万台;2015年,工业机器人保有量为25.6万台;2016年,工业机器人保有量达到33.23万台。

2018年中国工业机器人保有量将达到52万台,未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为21.14%,2022年中国工业机器人保有量将达到112万台。

2013年,中国工业机器人销量为3.69万台;2014年,工业机器人销量为5.7万台,同比增长了55%;2015年,工业机器人销量达到6.6万台。

2018年中国工业机器人销量将达到11.2万台,未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为18.52%,2022年中国工业机器人销量将达到22.1万台。

2016年,中国数控金属切削机床产量为25万台,同比增长5.07%;2017年1-7月,数控金属切削机床产量为14.1万台,同比下降0.5%。

2018年中国数控金属切削机床产量将达到26.7万台,未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为3.47%,2022年中国数控金属切削机床产量将达到30.6万台。

2014年,我国数控金属成形机床(数控锻压设备)产量为47,034台,同比增长39.18%;2015年1-10月,数控金属成形机床(数控锻压设备)产量为20,039台,同比下降4.64%。

2018年中国数控金属成形机床(数控锻压设备)产量将达到36,200台,未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为6.06%,2022年中国数控金属成形机床(数控锻压设备)产量将达到45,800台。

2014年,中国3D打印市场规模约为47.4亿元,实现翻倍式增长;2015年,我国3D打印市场规模达到78亿元。

2018年中国3D打印市场规模将达到245亿元,未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为36.76%,2022年中国3D打印市场规模将达到857亿元。

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