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“非標(biāo)”意味著很難在同一條生產(chǎn)線上復(fù)制，但智能化是一條必由之路。唯有依靠智能制造，持續(xù)提升產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)效率與綜合競(jìng)爭(zhēng)力，才能鞏固市場(chǎng)領(lǐng)先地位。通過(guò)8年的努力，上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司長(zhǎng)興分公司建成先進(jìn)級(jí)智能工廠。

通過(guò)8年的努力，上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱振華重工）長(zhǎng)興分公司建成先進(jìn)級(jí)智能工廠。

工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國(guó)已累計(jì)建成3.5萬(wàn)余家基礎(chǔ)級(jí)、8200余家先進(jìn)級(jí)、500余家卓越級(jí)智能工廠，培育15家領(lǐng)航級(jí)智能工廠。

2月11日，談及推進(jìn)智能化的挑戰(zhàn)，長(zhǎng)興分公司智能制造轉(zhuǎn)型工作負(fù)責(zé)人馮健對(duì)《工人日?qǐng)?bào)》記者說(shuō)：“我們的產(chǎn)品個(gè)性化程度太高了，都是根據(jù)碼頭來(lái)設(shè)計(jì)的，甚至同一家用戶兩個(gè)位置的岸橋，尺寸都有差異。而且每個(gè)岸橋上的標(biāo)準(zhǔn)件有幾千種，光支架就有R型、Z型、M型等，各種各樣。”

“非標(biāo)”意味著很難在同一條生產(chǎn)線上復(fù)制，但智能化是一條必由之路。“唯有依靠智能制造，持續(xù)提升產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)效率與綜合競(jìng)爭(zhēng)力，才能鞏固市場(chǎng)領(lǐng)先地位。”馮健說(shuō)。

在全球貿(mào)易中，超過(guò)80%的貨物通過(guò)海洋運(yùn)輸，港口機(jī)械則是其中不可或缺的一環(huán)。振華重工的港機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)連續(xù)29年占有全球市場(chǎng)70%的份額。長(zhǎng)興分公司是振華重工在全球的8個(gè)生產(chǎn)基地中最大的一個(gè)，其主要生產(chǎn)的就是港機(jī)的主打產(chǎn)品——岸橋。

從痛點(diǎn)出發(fā)，馮健和同事們一路探索，路越走越寬。

應(yīng)對(duì)“焊工荒”

箱梁車(chē)間里，兩臺(tái)機(jī)械臂從一塊長(zhǎng)長(zhǎng)的鋼板兩頭對(duì)著焊接，焊花飛濺，22米板單元一氣焊完。

“你看，這么長(zhǎng)的焊縫，多直、多光滑！中間只有一個(gè)接頭，沒(méi)有其他缺陷。”箱梁車(chē)間主管周陽(yáng)指著靠墻擺放的一堆鋼板對(duì)記者說(shuō)，“可能得有10年經(jīng)驗(yàn)的焊工才能焊出這么好的焊縫來(lái)。”

這臺(tái)自動(dòng)化焊接設(shè)備是該車(chē)間從2018年開(kāi)始使用的，當(dāng)時(shí)是國(guó)內(nèi)首臺(tái)套，單面焊雙面成型。

箱梁車(chē)間只做一種構(gòu)件，叫聯(lián)系梁。所有岸橋的聯(lián)系梁形狀都一樣，只有長(zhǎng)短的差別——這也使其更便于推行智能化焊接。

一根梁，4個(gè)機(jī)械臂焊5個(gè)小時(shí)能焊完，而如果人工來(lái)焊，要七八個(gè)小時(shí)。“機(jī)械臂焊接的質(zhì)量更好，工人只要處理下接頭。”周陽(yáng)說(shuō)。

生產(chǎn)線旁邊有個(gè)操作臺(tái)，23歲的機(jī)器人操作工齊逸凡站在上面，靜靜地看著機(jī)械臂焊接。他的主要任務(wù)是根據(jù)來(lái)料尺寸現(xiàn)場(chǎng)編程，讓機(jī)器人執(zhí)行，然后觀察焊接質(zhì)量，清理焊槍。

“現(xiàn)在工人的活已經(jīng)很輕松了，原來(lái)焊工、打磨工的崗位太辛苦，年輕人都不愿意干。”馮健說(shuō)。

事實(shí)上，“焊工荒”是長(zhǎng)興分公司推進(jìn)智能化的一大動(dòng)因。

長(zhǎng)興分公司有上千名焊工，但“老齡化”問(wèn)題日益突出。2018年公司做了一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，50歲以上的占一大半，20歲以下的5%都不到。

工人梯隊(duì)越來(lái)越難培育，未來(lái)怎么辦？公司領(lǐng)導(dǎo)決定開(kāi)始采用自動(dòng)化設(shè)備，由此踏上了智能化轉(zhuǎn)型之路。

以后工人不用盯著了

長(zhǎng)興分公司推進(jìn)智能化是從焊接這個(gè)“點(diǎn)”起步的。

起初他們找了很多國(guó)外的企業(yè)做咨詢，對(duì)方報(bào)價(jià)特別高，“上一條線可能就要七八千萬(wàn)元”。于是，他們轉(zhuǎn)而跟國(guó)內(nèi)的高校、廠家合作，產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)。

第一條自動(dòng)化生產(chǎn)線2018年投產(chǎn)，效果不太理想。他們慢慢摸索，慢慢改進(jìn)，5年后產(chǎn)能終于提高了30%。到2025年，產(chǎn)能提升了50%。“以前在箱梁車(chē)間，一個(gè)月靠人工能焊15根梁，現(xiàn)在用機(jī)械臂，一個(gè)月輕輕松松超過(guò)20根。”

過(guò)去，箱梁車(chē)間有60多個(gè)工人，現(xiàn)在不足10人。除了像齊逸凡那樣的機(jī)器人操作工，還有一些活需要人來(lái)干——機(jī)器人干活存在一些盲區(qū)，比如被角鋼、支架擋住的部分，需要人來(lái)焊接，接頭的地方則需要人來(lái)磨平。

機(jī)器人操作工王函還主動(dòng)找實(shí)訓(xùn)工場(chǎng)的電焊老師馬志勇學(xué)習(xí)焊接。“他們學(xué)機(jī)器人專業(yè)的，如果學(xué)會(huì)了焊接，就能在操作機(jī)器人時(shí)根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整參數(shù)。”馬志勇說(shuō)。

2024年，箱梁車(chē)間引進(jìn)了3D視覺(jué)激光跟蹤機(jī)器人，焊接過(guò)程中如果出現(xiàn)變形，激光可以掃描出來(lái)，機(jī)械臂會(huì)修正。

“以后有了大模型，能更早預(yù)測(cè)隱患，及時(shí)調(diào)整參數(shù)。”馮建說(shuō)，最近他們正在跟上海交大材料學(xué)院焊接與精密制造所談合作，探討開(kāi)發(fā)相關(guān)的AI大模型。

“現(xiàn)在常見(jiàn)的無(wú)聲探傷，只能檢測(cè)產(chǎn)品已經(jīng)存在某個(gè)問(wèn)題，再去返修，要是用上這個(gè)大模型，就可以實(shí)時(shí)檢測(cè)焊接的熔池，及時(shí)預(yù)測(cè)隱患。”馮健一臉興奮地說(shuō)。

什么情況下會(huì)產(chǎn)生氣孔、咬邊或者焊瘤成型不好，都能及時(shí)預(yù)判。出現(xiàn)問(wèn)題該怎么處理，大模型也能提供方案，甚至由機(jī)器人自行解決。“現(xiàn)在工人不是還在盯著機(jī)器人干活嗎？以后不用了。”馮健說(shuō)。

再好的設(shè)備也離不開(kāi)人

“機(jī)器人焊得有你好嗎？”記者問(wèn)。

“只要是機(jī)器人焊的，成型都比我們好。”魏鈞不假思索地回答。

電焊工特級(jí)技師魏鈞是首批200位大國(guó)工匠人才之一，國(guó)務(wù)院政府特殊津貼獲得者。其領(lǐng)銜的“魏鈞勞模工作室”獨(dú)創(chuàng)“焊接十步操作法”，成功應(yīng)用于多個(gè)國(guó)內(nèi)外重大項(xiàng)目的焊接施工中。

“人的手不像機(jī)器那么穩(wěn)，機(jī)器人焊一條線的誤差不會(huì)超過(guò)一毫米，人很難達(dá)到。”魏鈞說(shuō)，“尤其是幾十米長(zhǎng)的焊縫，手做不到一直那么穩(wěn)，換個(gè)姿勢(shì)，手還要抖一抖。”

不過(guò)，這位大師級(jí)焊工并未完全甘拜下風(fēng)。“機(jī)器能替代人做一些重復(fù)性的工作，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其是我們電焊工，一直舉著胳膊多累，但是機(jī)器人怎么焊，是需要人來(lái)設(shè)置的。”

魏鈞介紹，安裝調(diào)試機(jī)器人時(shí)要設(shè)置參數(shù)，需要提供一個(gè)最優(yōu)化的方案。“用多大電流、多少速度、怎樣的行進(jìn)方向，包括拐彎的時(shí)候怎樣調(diào)節(jié)焊槍的角度，這些都要憑焊接經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)置。”

箱梁車(chē)間剛開(kāi)始使用機(jī)械臂的時(shí)候，曾出現(xiàn)容易偏焊、成型不好的問(wèn)題，請(qǐng)魏鈞過(guò)去“診斷”。他讓工人把焊槍打磨一下，再把焊槍的角度、焊接的速度調(diào)一調(diào)，后來(lái)成型就好了。“說(shuō)白了，就是人機(jī)協(xié)同，再好的設(shè)備也離不開(kāi)人。”

在馮健看來(lái)，原來(lái)要好多年才能把工人培養(yǎng)到像魏大師這樣的水平，“現(xiàn)在大師就像廚師，把菜單準(zhǔn)備好，你想吃哪個(gè)，在電腦屏幕上選就好了。”

事實(shí)上，智能化給焊接領(lǐng)域帶來(lái)的變化是20多年前的馮健根本無(wú)法想象的。

2003年，18歲的馮健在高考志愿上填了個(gè)專業(yè)叫材料成型及控制工程。“看起來(lái)挺高級(jí)的，我就報(bào)了。”

到了學(xué)校，他發(fā)現(xiàn)專業(yè)后面還有個(gè)括弧，里面寫(xiě)了“焊接”二字。原本這個(gè)專業(yè)分焊接、鑄造、無(wú)機(jī)非金屬這三個(gè)細(xì)分專業(yè)，他被分到了焊接專業(yè)。

父親問(wèn)他：“這專業(yè)太苦，要不要復(fù)讀？”馮健想了想，復(fù)讀也苦，考上了就讀吧。

大四做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，他在工廠真正開(kāi)始接觸到焊接。“車(chē)間用的焊條，我們都是自己手搓的。老師說(shuō)，只有自己做了，你才能知道這個(gè)東西的原理是什么。”

那時(shí)候，他第一次接觸到“半自動(dòng)”的概念。當(dāng)時(shí)有種設(shè)備叫半自動(dòng)焊接專機(jī)，用小車(chē)夾著焊槍，人要在旁邊一直盯著。“小車(chē)沿著軌道跑，焊槍一路焊，軌道到頭了，我就要趕緊接一塊。而且它還有個(gè)局限性，就是只能焊一個(gè)長(zhǎng)直的縫，稍微一歪，就焊不了了。”

沒(méi)想到，多年以后，焊接成為馮健所在公司智能化轉(zhuǎn)型的起點(diǎn)，而他成了推進(jìn)這項(xiàng)工作的重要成員。

“2025年，我們從‘點(diǎn)’突破，聚焦岸橋制造關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)備料、機(jī)加工、焊接、涂裝、打磨等工序的全覆蓋。”馮健說(shuō)，2026年，他們將大力拓展應(yīng)用場(chǎng)景，把孤島打通，推動(dòng)智能制造向更廣范圍、更深層次覆蓋。