在河南鄭州煤礦機械集團股份有限公司(簡稱“鄭煤機”)的現代化廠房內,一場靜默而深刻的變革正在發生。這里沒有傳統制造業的喧囂與繁雜,取而代之的是高度自動化的生產線、實時跳動的數據面板,以及一個與現實工廠同步運行的“虛擬世界”——數字孿生工廠。作為國內煤礦機械制造的領軍企業,鄭煤機正通過深度融合數字孿生等前沿技術,為傳統裝備制造業注入“智造”新動能,生動詮釋了高質量發展的實踐路徑。
步入鄭煤機的智能工廠,首先映入眼簾的是一排排整齊劃一的智能化設備。機械臂精準地揮舞,無人搬運車(AGV)沿著既定路線平穩穿梭,關鍵工位的傳感器將生產數據實時采集并上傳。這些物理世界的運作,僅僅是智能制造的“冰山一角”。在工廠的中央控制室大屏上,一個與實體工廠完全鏡像的3D虛擬模型正同步運行,這便是鄭煤機全力構建的數字孿生系統。
數字孿生,簡而言之,是為物理實體在數字空間創建的一個動態、高保真的虛擬映射。在鄭煤機,這套系統貫穿了產品設計、工藝規劃、生產制造、設備運維乃至售后服務全生命周期。
在設計研發階段,工程師可以在虛擬模型中對新產品的結構、性能進行仿真測試與優化,大幅縮短研發周期,降低試錯成本。在生產環節,數字孿生系統能夠實時映射生產線的狀態:每一臺設備的運行參數、每一道工序的完成情況、每一個物料的流轉位置,都清晰可見。系統通過分析實時數據,可以預測設備可能發生的故障,實現預測性維護,避免非計劃停機;還能動態優化生產排程,提升資源利用效率。
以鄭煤機核心產品液壓支架的生產為例。過去,大型結構件的焊接、加工、裝配依賴老師傅的經驗,質量穩定性面臨挑戰。如今,通過數字孿生技術,焊接機器人的路徑、參數已在虛擬環境中經過最優仿真,確保每一次焊接都精準一致;裝配過程的虛擬預演,提前發現干涉問題,保障了大型部件裝配的一次成功率。這使得產品生產周期顯著縮短,質量一致性得到革命性提升。
值得一提的是,鄭煤機對“智能”的追求已滲透到細節,連工廠的“門”都充滿了智慧。其廣泛應用的“智能工業門”,并非簡單的自動開啟關閉。這些門與整個智能制造系統聯網,能夠識別靠近的AGV小車或人員,自動做出響應。當搭載物料的AGV駛近時,門平滑開啟,過后自動關閉,全程無需人工干預,不僅提高了物流效率,也加強了車間內的區域管理和環境控制(如防塵、保溫),構成了無縫銜接的智能物流一環。
數字孿生等技術的深度應用,帶來的效益是立竿見影的。鄭煤機智能工廠的生產效率提升了20%以上,運營成本降低了15%,產品不良品率大幅下降,能源利用率得到優化。更重要的是,它改變了生產模式,實現了從“大規模制造”向“大規模個性化定制”的柔性制造轉變,能夠更快地響應市場需求的變化。
鄭煤機的實踐表明,傳統制造業并非“舊動能”的代名詞。通過擁抱數字化轉型,利用數字孿生技術將物理世界與信息世界深度融合,能夠徹底重塑研發、生產、管理和服務模式,釋放出巨大的“新動能”。這不僅驅動了企業自身向價值鏈高端攀升,也為整個裝備制造業的高質量發展提供了可借鑒的“鄭煤機方案”。在“中國制造”向“中國智造”跨越的征程中,鄭煤機正以它的智能工廠,書寫著傳統產業轉型升級的生動篇章。