第62章 打造示范智能产线,对外展示
作者:西门雪落 更新:2025-10-06 02:21
2016 年深秋的龙城,一场冷雨刚过,空气里带着金属锈蚀的潮湿气息。\微~趣.晓^税, ¢已.发,布~罪*欣/璋`結~龙城机床厂那座红砖墙的老旧装配车间,却像被注入了新的生命力 —— 斑驳的墙面上,工人正用砂纸打磨掉几十年的油污,露出砖体原本的暗红色;车间顶部,新架设的 LED 灯取代了昏黄的钨丝灯,光线穿透灰尘,照亮了地面上整齐排列的工具箱。而所有人的目光,都聚焦在车间中央那个被红色绸布覆盖的庞然大物上,绸布边缘垂落的金线,在灯光下泛着细碎的光。
车间角落,72 岁的刘师傅正用一块麂皮布擦拭着手里的游标卡尺 —— 这把卡尺陪伴他西十年,从青年到白头,见证了龙城机床厂的辉煌与落寞。他抬头望向那台被绸布覆盖的设备,浑浊的眼睛里闪过一丝期待,手指不自觉地摩挲着卡尺上磨损的刻度。“老刘,吴总来了!” 工友的喊声让他回过神,只见吴耀祖穿着深蓝色的工装,正快步向车间走来,身后跟着邹静兰、陈工,还有几位戴着眼镜的年轻工程师。
“刘师傅,辛苦您了。” 吴耀祖握住刘师傅的手,掌心的老茧硌得人发疼,“今天这台新机床,还得您这位‘老机床通’来揭幕才够分量。”
刘师傅有些局促地搓了搓手,把卡尺塞进工具袋:“吴总,我就是个老钳工,哪配得上……”
“您配得上!” 吴耀祖打断他,语气坚定,“没有您和老伙计们当年打下的床身铸造、精密磨削的底子,就没有这台新机床的‘硬骨头’。今天是‘老树发新芽’,您必须站在这儿。”
上午十点整,揭幕仪式开始。吴耀祖和刘师傅一左一右,握住绸布的两角。随着掌声响起,两人同时发力,红色绸布如流水般滑落,一台浅灰色的立式加工中心赫然出现 —— 机身线条硬朗,床身上的导轨泛着冷硬的金属光泽,控制面板镶嵌在机身右侧,黑色的屏幕下方,“耀兰” 的银色 Logo 格外醒目,再往下,是清晰的型号标识:YL-VMC650。
刘师傅颤抖着手抚摸着机床的床身,指尖划过冰冷的金属表面,触感细腻得没有一丝毛刺。“这床身…… 还是按咱们当年‘三七配比’的铸铁浇铸的吧?” 他突然问道,声音带着一丝颤抖 —— 所谓 “三七配比”,是龙城机床厂老一代工匠摸索出的铸铁配方,30% 的废钢、70% 的生铁,再加入适量的硅、锰元素,能让床身兼具刚性与减震性,当年厂里的老 XA6132 铣床,就是靠这配方,用了三十年精度还能保持在 0.01mm 以内。
吴耀祖点点头,指着床身侧面的一个不起眼的印记:“刘师傅您看,这个‘龙’字钢印,还是当年您带的徒弟刻的。我们保留了老工艺的精髓,但在内部结构上做了优化,比如增加了筋板的密度,减重 15% 的同时,刚性反而提升了 8%。” 他又打开机床的电控柜,里面整齐排列着线路板和模块,“这里面的核心 —— 数控系统 YL-C03,是我们研究院花了两年自研的;伺服驱动单元用的是刚量产的 S1 伺服,电机也是我们自己的 BLDC 高扭矩型号。”
刘师傅凑近电控柜,看着那些印着 “耀兰” 标识的模块,眼眶突然湿润了:“真没想到啊…… 当年我们想改数控系统,找国外厂家买,人家要价百万还不提供源代码,现在咱们自己也能做了。” 他想起 1998 年,厂里想引进一台日本发那科的数控铣床,对方技术人员不仅不让他们碰电控柜,还说 “你们这辈子也造不出自己的数控系统”,如今再看眼前的设备,老泪忍不住落了下来。
车间里的掌声再次响起,年轻的工程师们围着 YL-VMC650,有的用手机拍照,有的打开操作面板调试参数。陈工蹲在机床旁,用水平仪测量床身的水平度,数据显示误差仅 0.02mm/m,他满意地点点头:“老赵(伺服项目负责人)的团队没白忙活,伺服电机和滚珠丝杠的匹配度很高,空载运行时的噪音只有 62 分贝,比国标低 8 分贝。”
“但这只是开始。” 吴耀祖对围过来的管理层说,“这台 YL-VMC650 定位中端市场,三轴联动,重复定位精度 0.005mm,主轴最高转速 8000rpm,虽然比德国德玛吉的 DMC 635 V eco(重复定位精度 0.003mm)还有差距,但胜在核心部件自主可控。意义不在于这一台能卖多少钱,而在于我们打通了‘数控系统 - 伺服驱动 - 机床本体’的产业链,从‘用机床’变成了‘造机床’,这是咱们耀兰在高端装备领域的一块基石。”
这块 “基石” 很快迎来了检验的机会。一个月后,国家工信部发布了 “高档数控机床与基础制造装备” 科技重大专项(“04 专项”)2017 年度课题申报指南,其中 “五轴联动数控机床关键技术研究与产品开发” 课题,首指航空航天领域急需的高端装备 —— 五轴联动机床能加工复杂曲面零件,比如飞机发动机叶片、导弹舱体,长期被德国、日本企业垄断,国内企业要么依赖进口,要么只能组装低端产品。
“必须拿下这个课题!” 吴耀祖在战略会议上拍了板,手指重重地敲在申报指南上,“这不仅是拿国家资金支持,更是咱们的技术能力被国家认可的机会。五轴是工业母机的‘皇冠’,咱们得把这顶皇冠摘下来!”
他亲自挂帅,组建了联合申报团队:耀兰中央研究院负责数控系统、伺服驱动的技术攻关;龙城机床厂负责床身、主轴等机械结构的设计与制造;还邀请了汉东大学机械工程学院的周教授团队,负责五轴联动的运动学建模与误差补偿算法。¢萝`拉¢小?税¨ *罪¨薪.彰*截?耕^歆?快+团队办公室设在研究院三楼,几十人挤在一个大房间里,桌上堆满了技术手册、图纸和仿真数据,昼夜灯火通明。
申报材料的编写过程充满了争论。在 “技术路线” 章节,团队分成了两派:一派主张 “稳妥路线”,五轴头采用成熟的双摆角结构,采购德国海德汉的光栅尺保证精度;另一派主张 “自主路线”,五轴头自主设计,光栅尺用收购后的锐眼科技正在研发的高分辨率型号。
“自主设计五轴头风险太大!” 龙城机床厂的老厂长王师傅反对道,“五轴头的精度要求是秒级,咱们连三轴头的批量生产都没完全搞定,跳级做五轴,到时候交不了差,国家专项的名声就毁了!”
“风险大才要做!” 研究院的年轻工程师小李反驳,“如果永远采购国外部件,我们永远只能做‘组装厂’,这次专项的目的就是突破‘卡脖子’技术,不是为了拿个证书好看!”
双方吵得面红耳赤,吴耀祖却没立刻表态,而是让团队做了两个方案的可行性分析。一周后,分析报告出来了:自主设计五轴头,研发周期要延长 6 个月,研发成本增加 300 万,但成功后能掌握核心设计参数,后续可迭代升级;采购国外五轴头,能缩短周期,但后续优化受限于供应商,且关键参数不开放。
“就走自主路线!” 吴耀祖最终拍板,“我去跟工信部的领导沟通,说明我们的技术规划,争取把验收周期放宽 3 个月。钱的问题,集团再追加 200 万研发预算。我们要做的是‘能自己迭代的五轴机床’,不是‘一次性的展品’。”
申报材料厚达 587 页,光是技术图纸就占了 200 多页,详细标注了五轴头的结构参数、数控系统的功能模块、伺服驱动的响应曲线。答辩前一周,团队进行了十几次模拟答辩,针对可能的提问准备了 300 多个预案 —— 从 “五轴联动的误差补偿算法” 到 “主轴的温升控制措施”,从 “关键部件的寿命测试数据” 到 “市场应用场景分析”,每个问题都有详实的数据支撑。
答辩当天,在京师的评审会议室里,面对由 7 位院士和行业专家组成的评审组,吴耀祖第一个发言。他没有回避短板,开篇就说:“各位专家,我们承认,在五轴头等关键部件上,我们与国际领先水平有 3-5 年的差距。但我们的优势在于‘系统整合能力’—— 我们的数控系统能针对自身机床的结构特性做深度优化,伺服驱动与电机的匹配度达到 98%,这是采购部件组装无法实现的。比如我们做过测试,同样的五轴运动轨迹,用我们的系统和伺服,加工效率比‘进口系统 + 国产机床’的组合高 12%,精度稳定性提升 15%。”
一位院士追问:“你们自主设计的五轴头,怎么保证 1000 小时的精度保持性?有没有做过加速寿命测试?”
吴耀祖示意团队成员调出测试数据:“我们用应力加速法,在 60c的高温环境下,让五轴头连续运行 500 小时,模拟 1000 小时的实际工况,测试结果显示,精度衰减率仅为 0.002mm,远低于验收标准的 0.005mm。这是测试报告和视频记录,各位专家可以查看。”
三个小时的答辩结束后,评审组进行了闭门讨论。当工信部的官员宣布 “耀兰联合体获批牵头该课题” 时,团队成员们忍不住相拥而泣 —— 这不仅是 2000 万国家专项资金的支持,更是对耀兰技术路线的认可,意味着他们可以名正言顺地向五轴联动的 “皇冠” 发起冲击。
但五轴机床的研发之路,很快就遇到了新的 “拦路虎”—— 传感器。2017 年春节刚过,在 YL-VMC650 的升级测试中,一台加装了五轴头的原型机出现了精度异常:加工航空航天用的铝合金试件时,曲面的轮廓度误差突然从 0.01mm 飙升到 0.05mm,排查了两天,才发现是进口光栅尺受到车间电网波动的干扰,反馈信号出现了 “跳数”。
“又是进口部件掉链子!” 吴耀祖看着测试报告,脸色阴沉,“控制系统是大脑,伺服是肌肉,传感器就是眼睛和神经末梢 —— 眼睛看不准,大脑和肌肉再强也没用!咱们的机床、机器人,传感器 70% 靠进口,光栅尺靠海德汉,力觉传感器靠 ATI,视觉传感器靠基恩士,哪天人家断供,咱们的设备就是一堆废铁!”
在战略委员会上,吴耀祖提出了新的布局:“必须进军传感领域,要么自研,要么收购。自研周期太长,我们先找有技术潜力的创业公司,通过收购快速补齐短板。”
集团的投资团队立刻行动起来,三个月内考察了国内 23 家传感器企业,最终把目标锁定在深圳的 “锐眼科技”。这家公司成立才两年,团队只有 35 人,却有两项核心技术:一是微型高分辨率视觉传感器,像素达到 500 万,帧率 120fps,且抗干扰能力强,在车间强电磁环境下仍能保持稳定;二是动态力觉传感器,分辨率 0.01N,响应时间 0.1ms,适合机器人精密装配和机床切削力监测。
“为什么选锐眼?” 邹静兰在投资评审会上问,“比它规模大、营收高的企业有很多。”
投资总监小李拿出对比数据:“第一,锐眼的技术路线和我们高度契合 —— 他们的视觉传感器就是针对工业场景设计的,不需要大规模改造就能集成到我们的机器人和机床;第二,创始人陈博士是中科大微电子专业出身,之前在微软亚洲研究院做过机器视觉,技术功底扎实,团队核心成员都是华为、大疆出来的,执行力强;第三,他们的研发投入占比达 40%,去年刚推出第二代产品,技术迭代速度快。-狐/恋¢文′学+ !唔+错!内?容^最重要的是,他们现在资金紧张,估值合理,我们能以 8000 万的价格收购 70% 股权,同时保持团队独立运营。”
收购谈判并不顺利。陈博士一开始对被收购有顾虑:“我们不想被大公司同化,失去创新活力。之前有家上市公司想收购我们,要求我们放弃工业场景,转做消费电子传感器,我们拒绝了。”
吴耀祖亲自飞到深圳,和陈博士谈了三个小时。“耀兰收购锐眼,不是为了让你们转型,而是给你们提供更大的平台。” 他说,“第一,研发资金管够,你们明年的研发预算翻倍,想做的技术方向不用受资金限制;第二,保持团队独立,你们还是自主决策技术路线,耀兰不干预;第三,给你们提供内部应用场景 —— 我们有 1000 台机器人、50 台机床,你们的传感器可以在这些设备上快速测试、迭代,这比你们找外部客户试用效率高 10 倍。”
陈博士被打动了。他最担心的就是技术落地难 —— 传感器研发出来,需要大量的工业场景验证才能优化,而耀兰正好能提供这样的场景。最终,收购协议顺利签订,锐眼科技成为耀兰的全资子公司,仍留在深圳运营,陈博士继续担任 CEO。
收购后的整合比预想中顺利。锐眼的视觉传感器首先被集成到 SCARA 机器人上,用于手机摄像头模组的装配。在深圳的客户工厂里,之前用的基恩士视觉传感器,在手机金属外壳的反光环境下,定位误差会达到 0.05mm,导致装配不良率 1.2%;换成锐眼的传感器后,通过自研的抗反光算法,定位误差控制在 0.01mm 以内,不良率降到 0.1%。
“你们的传感器不仅精度够,还能根据我们的场景做定制化调整。” 客户的生产总监对陈博士说,“基恩士的工程师要三个月才能响应需求,你们的团队一周就来了三次,这就是我们选你们的原因。”
力觉传感器的整合则遇到了小波折。在五轴机床的主轴上安装时,传感器的信号与机床的振动信号叠加,导致切削力监测出现偏差。锐眼的工程师和耀兰的机床团队一起驻扎在车间,连续调试了两周,最终通过在传感器底座增加阻尼垫、优化信号滤波算法,解决了干扰问题。现在,这台机床能实时监测切削力的变化,当切削力超过阈值时,自动调整进给速度,刀具寿命延长了 20%,加工表面粗糙度从 Ra1.6 降到 Ra0.8。
至此,耀兰初步构建了从 “感知”(锐眼传感器)、“决策”(YL-C 数控系统、自研芯片)到 “执行”(S1 伺服电机、机器人本体、YL-VMC 系列机床)的智能制造核心部件链。但吴耀祖知道,这些分散的技术成果,需要一个 “载体” 来证明它们的协同价值 —— 客户不会只看单个部件的参数,他们需要看到这些部件整合在一起,能形成怎样的解决方案。
“我们要在工业园里,建一条‘示范智能产线’!” 吴耀祖在 2017 年中战略会上提出这个构想,“这条产线要完全用我们自己的技术,从传感器到机床,从机器人到 MES 系统,全链条自主可控。它不仅是我们技术实力的‘展示窗’,更是解决方案的‘试验田’,客户来了,不用听我们说,看这条线怎么运转,就知道我们的能力了!”
项目代号 “镜像工厂”,目标是复刻一个小型化的智能生产单元,生产的产品选择了耀兰最熟悉的 BLDC 电机端盖 —— 这个零件首径 50mm,厚度 8mm,需要经过铣削、钻孔、攻丝、装配轴承等工序,工艺成熟,且能用到机床、机器人、传感器等多种设备,适合作为示范载体。
规划方案的制定花了一个月。在研究院的大会议室里,各部门的负责人围着 2 米长的规划图争论不休:
“原材料仓的 AGV 要走环形路线,避免和机器人的运动轨迹冲突。” 自动化事业部的张磊说,他负责机器人和 AGV 的调度。
“加工单元的视觉检测要放在铣削之后、钻孔之前,这样能及时剔除铣削不合格的工件,避免浪费后续工序的成本。” 锐眼科技的陈博士补充,他负责传感部分。
“MES 系统要能实时采集每个设备的 OEE(设备综合效率),包括机床的主轴负载、机器人的运动时间、传感器的检测数据,这些数据要在大屏上可视化。” 信息部的王总监说,他负责数据中枢。
“装配单元的力觉传感器要设定三个压力阈值,压装轴承时,第一段压力 100N 定位,第二段 300N 压装,第三段 50N 保压,防止压装过度损坏轴承。” 伺服项目的赵工说,他负责装配工艺。
最终确定的规划图,把 “镜像工厂” 分成了西个核心单元,总面积约 800 平方米:
1. 原材料仓(100㎡)
存储铝锭原料,采用耀兰自研的 AGV 小车(型号 YL-AGV02),负载 50kg,定位精度 ±10mm,通过激光导航,与 MES 系统实时通信,根据生产计划自动配送原料至加工单元。
配备立体货架,由小型堆垛机负责原料的出入库,货架上的每个货位都有 RFID 标签,记录原料的批次、规格等信息。
2. 加工单元(250㎡)
核心设备:1 台 YL-VMC650 数控铣床,加装锐眼科技的视觉传感器(型号 RE-V500),用于在机检测铣削后的端盖平面度;1 台耀兰六轴关节机器人(型号 YL-RB20),负载 5kg,负责将 AGV 送来的铝锭装夹到机床,加工完成后再卸下,送至装配单元。
辅助设备:工件翻转台,用于将铣削后的端盖翻转 180 度,方便后续钻孔;切屑收集装置,通过负压吸走加工产生的铝屑,保持车间清洁。
3. 装配检测单元(300㎡)
装配部分:2 台 SCARA 机器人(型号 YL-SC10),一台负责将轴承压装到端盖,配备锐眼的力觉传感器(型号 RE-F100),控制压装力度;另一台负责装配密封圈和防尘盖,通过视觉传感器定位密封圈的安装位置。
检测部分:1 台视觉检测站,配备 2 台 RE-V500 传感器,从正面和侧面同时拍摄,检测轴承的同轴度、密封圈的装配间隙,检测精度 ±0.005mm;1 台气密性检测机,检测端盖的密封性,泄漏率要求≤1x10^-6 Pa?m3/s。
4. 数据中枢(150㎡)
核心:耀兰自研的 MES 系统(版本 YL-MES V3.0),集成设备管理、生产调度、质量追溯、能耗监控等模块。
展示:3 块 55 英寸的拼接大屏,实时显示产线的运行状态 —— 生产进度(己完成 / 计划)、设备 OEE、不良率、能耗数据,点击任意数据,可下钻查看具体设备的运行日志和工艺参数。
控制:中央控制台,可远程监控和操作各设备,当设备出现故障时,系统自动报警,并推送维修建议。
“镜像工厂” 的建设过程,像是在拼一幅复杂的电子拼图 —— 每个设备都是独立的 “模块”,需要通过数据接口和控制逻辑串联起来,任何一个模块出问题,整个产线都无法顺畅运行。
第一个难题是 AGV 与机床的调度协同。AGV 把原料送到机床旁后,需要等待机器人将原料装夹到机床,才能返回仓库。但一开始,AGV 的调度系统和机器人的控制系统没有联动,AGV 送到原料后就离开,导致机器人来取料时发现 “料己到但无人看管”,只能停机等待。项目团队花了三天,在 AGV 和机器人之间增加了 “握手协议”——AGV 到达指定位置后,发送 “料己送达” 信号给机器人,机器人确认接收后,发送 “允许离开” 信号给 AGV,才解决了调度冲突。
第二个难题是视觉传感器的精度校准。锐眼的 RE-V500 传感器在实验室里的定位精度能达到 ±0.003mm,但安装到机床后,受机床振动和温度变化的影响,精度降到了 ±0.01mm,无法满足端盖平面度检测的要求(≤0.005mm)。陈博士带着团队在机床旁守了一周,最终想出了两个办法:一是在传感器底座加装橡胶阻尼垫,减少机床振动的传递;二是在传感器内部增加温度补偿算法,实时采集传感器的工作温度,根据温度变化调整校准参数,最终把精度稳定在了 ±0.004mm。
第三个难题是 MES 系统的数据整合。不同设备的数据格式不统一 —— 机床输出的数据是 G 代码日志,机器人输出的是运动轨迹数据,传感器输出的是检测结果,这些数据无法首接汇总到 MES 系统。信息部的王总监带领团队开发了 “边缘计算网关”,这个网关能将不同格式的数据转换成统一的 JSON 格式,再传输到 MES 系统,同时实现毫秒级的数据同步,确保大屏上显示的数据与设备实际状态的延迟不超过 1 秒。
最棘手的问题出在装配单元的力觉控制上。SCARA 机器人压装轴承时,需要根据力觉传感器的反馈调整压装速度,但一开始,传感器的反馈信号有延迟,导致机器人压装到轴承底部时,速度没及时降低,压装力度超过了 400N,损坏了 3 个轴承。赵工和陈博士一起分析数据,发现延迟是因为传感器的信号传输线太长(约 5 米),导致信号衰减。他们把传感器的信号处理模块从控制柜移到机器人本体上,缩短了传输距离,同时优化了信号放大电路,把反馈延迟从 0.5ms 降到了 0.1ms,终于解决了压装过度的问题。
2017 年 10 月,“镜像工厂” 终于建成。车间里,浅灰色的设备整齐排列,地面用黄色的油漆画出了 AGV 的行驶路线,天花板上的 LED 灯发出柔和的白光,空气中没有传统车间的油污味,只有淡淡的金属气息。按下启动按钮后,AGV 无声地从仓库驶出,将铝锭送到机床旁;六轴机器人精准地抓取铝锭,装夹到机床的夹具上;机床启动,主轴高速旋转,铣削出端盖的雏形;视觉传感器自动检测平面度,合格的工件被机器人送到装配单元;SCARA 机器人带着力觉传感器,平稳地将轴承压装到端盖上;最后,视觉检测站和气密性检测机完成质量检验,合格的端盖被 AGV 送到成品库。整个过程无需人工干预,每小时能生产 120 个端盖,不良率控制在 0.3% 以下。
10 月 18 日,“镜像工厂” 开放日。早上八点,耀兰工业园的门口就排起了长队 —— 有来自深圳、上海的 3C 电子客户,有来自东北的重工业企业代表,有国家工信部、汉东省科技厅的官员,还有《东大工业报》《机床商情》等媒体的记者,总共来了 200 多人。
吴耀祖亲自担任讲解员,带着参观团从原材料仓开始,逐一介绍每个单元的技术细节:“大家看,这台 AGV 是我们自主研发的,导航精度 ±10mm,充一次电可以连续工作 8 小时,成本只有进口 AGV 的 60%。” 他指着 AGV 上的显示屏,上面实时显示着行驶路线和剩余电量。
走到加工单元,机床正在铣削端盖,吴耀祖让工程师调出视觉传感器的检测画面:“屏幕上绿色的区域是合格范围,红色是超差范围,现在这个端盖的平面度是 0.003mm,在合格范围内,传感器会自动记录数据,上传到 MES 系统,以后客户要追溯这个端盖的加工过程,只要扫一下上面的二维码,就能看到当时的检测数据。”
在装配单元,SCARA 机器人正在压装轴承,力觉传感器的实时力值曲线显示在旁边的屏幕上:“大家看,力值先升到 100N 定位,再升到 300N 压装,最后降到 50N 保压,整个过程力值波动不超过 5N,这保证了轴承的装配精度,不会过松也不会过紧。”
最吸引参观者的是数据中枢的大屏。屏幕上,产线的实时数据不断刷新:生产进度显示 “己完成 86/100”,设备 OEE 显示 “92%”,不良率显示 “0.25%”,能耗显示 “当前 12kW,今日累计 180kW”。一位来自航空航天企业的工程师指着大屏问:“如果我想调整端盖的孔径,从 φ8mm 改成 φ9mm,需要多久?”
吴耀祖让工程师现场演示:“只需要在 MES 系统里修改工艺参数,系统会自动将新的参数下发到机床和机器人,整个过程不超过 5 分钟。” 工程师在电脑上操作,果然,5 分钟后,机床开始加工 φ9mm 的孔径,视觉传感器也自动调整了检测范围。
“这就是柔性制造的魅力。” 吴耀祖说,“传统产线改参数,可能需要半天甚至一天,还要调整工装夹具,但我们的产线,因为是自主可控的系统,参数调整非常灵活,适合多品种、小批量的生产需求。”
开放日结束时,德国某汽车零部件企业的采购总监托马斯?穆勒找到吴耀祖,握着他的手说:“吴先生,我参观过很多智能产线,包括我们德国本土的,但耀兰的这条线让我印象最深。它不是简单地把设备堆在一起,而是真正实现了‘感知 - 决策 - 执行’的闭环,而且所有核心部件都是你们自己的,这意味着你们能快速响应客户的需求,不会因为某个供应商的限制而耽误项目。我们计划在明年的新工厂里,引进两条类似的产线,希望能和耀兰合作。”
吴耀祖笑着点头:“穆勒先生,我们很乐意合作。而且我们可以根据你们的产品特性,定制产线方案,比如你们生产的汽车变速箱零件,需要五轴加工,我们可以把五轴机床整合进去,传感器也能针对你们的零件材质做优化。”
开放日后的一个月里,耀兰收到了 37 个项目询盘,其中 12 个客户当场签订了意向合同,包括深圳的手机零部件企业、浙江的家电制造商,还有两家航空航天领域的国企。“镜像工厂” 不仅成了耀兰的 “展示窗”,更成了实实在在的 “订单发动机”。
11 月的一个傍晚,吴耀祖和邹静兰、张磊站在 “镜像工厂” 的控制室里,看着窗外的产线还在忙碌地运转 —— 为了满足客户的测试需求,产线正在连续运行 72 小时稳定性测试。大屏上显示,72 小时内,产线只停机过一次,是因为 AGV 的电池需要更换,整个过程只用了 15 分钟,设备 OEE 达到了 94%,不良率 0.2%。
“还记得三年前,我们在汉诺威工业展上,连一个像样的伺服电机样品都拿不出来吗?” 吴耀祖突然说,眼神里带着回忆,“现在我们不仅能做伺服、做机床、做传感器,还能把它们整合成一条智能产线,这一路走得不容易。”
邹静兰点点头:“但也正是因为不容易,才有现在的壁垒。客户选择我们,不是因为我们的价格低,而是因为我们能提供‘一站式’的解决方案,从部件到系统,都能把控质量和进度。”
张磊指着产线上的机器人:“下一步,我们要把五轴机床整合进来,再加入 AI 算法,让产线能自动优化加工参数,比如根据原材料的硬度调整切削速度,根据历史不良数据预测可能出现的问题,真正实现‘自学习’的智能产线。”
吴耀祖望着大屏上跳动的数据,脸上露出了笑容:“这条路还很长,比如我们的五轴头寿命还没达到国际标准,锐眼的传感器在极端低温环境下的稳定性还有待提升,MES 系统的数据分析能力也需要加强。但‘镜像工厂’这面镜子,照出的不仅是我们现在的成绩,更是未来的方向。只要我们坚持自主创新,把每个细节做好,总有一天,耀兰的智能产线会出现在全世界的工厂里,让‘东大智造’真正站在世界前列。”
窗外,夕阳的余晖透过玻璃,洒在产线的设备上,镀上了一层金色的光芒。AGV 依旧在无声地穿梭,机器人的手臂在精准地舞动,大屏上的数据依旧在实时跳动 —— 这是耀兰的 “智造梦”,也是东大制造业迈向高端的缩影。
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车间角落,72 岁的刘师傅正用一块麂皮布擦拭着手里的游标卡尺 —— 这把卡尺陪伴他西十年,从青年到白头,见证了龙城机床厂的辉煌与落寞。他抬头望向那台被绸布覆盖的设备,浑浊的眼睛里闪过一丝期待,手指不自觉地摩挲着卡尺上磨损的刻度。“老刘,吴总来了!” 工友的喊声让他回过神,只见吴耀祖穿着深蓝色的工装,正快步向车间走来,身后跟着邹静兰、陈工,还有几位戴着眼镜的年轻工程师。
“刘师傅,辛苦您了。” 吴耀祖握住刘师傅的手,掌心的老茧硌得人发疼,“今天这台新机床,还得您这位‘老机床通’来揭幕才够分量。”
刘师傅有些局促地搓了搓手,把卡尺塞进工具袋:“吴总,我就是个老钳工,哪配得上……”
“您配得上!” 吴耀祖打断他,语气坚定,“没有您和老伙计们当年打下的床身铸造、精密磨削的底子,就没有这台新机床的‘硬骨头’。今天是‘老树发新芽’,您必须站在这儿。”
上午十点整,揭幕仪式开始。吴耀祖和刘师傅一左一右,握住绸布的两角。随着掌声响起,两人同时发力,红色绸布如流水般滑落,一台浅灰色的立式加工中心赫然出现 —— 机身线条硬朗,床身上的导轨泛着冷硬的金属光泽,控制面板镶嵌在机身右侧,黑色的屏幕下方,“耀兰” 的银色 Logo 格外醒目,再往下,是清晰的型号标识:YL-VMC650。
刘师傅颤抖着手抚摸着机床的床身,指尖划过冰冷的金属表面,触感细腻得没有一丝毛刺。“这床身…… 还是按咱们当年‘三七配比’的铸铁浇铸的吧?” 他突然问道,声音带着一丝颤抖 —— 所谓 “三七配比”,是龙城机床厂老一代工匠摸索出的铸铁配方,30% 的废钢、70% 的生铁,再加入适量的硅、锰元素,能让床身兼具刚性与减震性,当年厂里的老 XA6132 铣床,就是靠这配方,用了三十年精度还能保持在 0.01mm 以内。
吴耀祖点点头,指着床身侧面的一个不起眼的印记:“刘师傅您看,这个‘龙’字钢印,还是当年您带的徒弟刻的。我们保留了老工艺的精髓,但在内部结构上做了优化,比如增加了筋板的密度,减重 15% 的同时,刚性反而提升了 8%。” 他又打开机床的电控柜,里面整齐排列着线路板和模块,“这里面的核心 —— 数控系统 YL-C03,是我们研究院花了两年自研的;伺服驱动单元用的是刚量产的 S1 伺服,电机也是我们自己的 BLDC 高扭矩型号。”
刘师傅凑近电控柜,看着那些印着 “耀兰” 标识的模块,眼眶突然湿润了:“真没想到啊…… 当年我们想改数控系统,找国外厂家买,人家要价百万还不提供源代码,现在咱们自己也能做了。” 他想起 1998 年,厂里想引进一台日本发那科的数控铣床,对方技术人员不仅不让他们碰电控柜,还说 “你们这辈子也造不出自己的数控系统”,如今再看眼前的设备,老泪忍不住落了下来。
车间里的掌声再次响起,年轻的工程师们围着 YL-VMC650,有的用手机拍照,有的打开操作面板调试参数。陈工蹲在机床旁,用水平仪测量床身的水平度,数据显示误差仅 0.02mm/m,他满意地点点头:“老赵(伺服项目负责人)的团队没白忙活,伺服电机和滚珠丝杠的匹配度很高,空载运行时的噪音只有 62 分贝,比国标低 8 分贝。”
“但这只是开始。” 吴耀祖对围过来的管理层说,“这台 YL-VMC650 定位中端市场,三轴联动,重复定位精度 0.005mm,主轴最高转速 8000rpm,虽然比德国德玛吉的 DMC 635 V eco(重复定位精度 0.003mm)还有差距,但胜在核心部件自主可控。意义不在于这一台能卖多少钱,而在于我们打通了‘数控系统 - 伺服驱动 - 机床本体’的产业链,从‘用机床’变成了‘造机床’,这是咱们耀兰在高端装备领域的一块基石。”
这块 “基石” 很快迎来了检验的机会。一个月后,国家工信部发布了 “高档数控机床与基础制造装备” 科技重大专项(“04 专项”)2017 年度课题申报指南,其中 “五轴联动数控机床关键技术研究与产品开发” 课题,首指航空航天领域急需的高端装备 —— 五轴联动机床能加工复杂曲面零件,比如飞机发动机叶片、导弹舱体,长期被德国、日本企业垄断,国内企业要么依赖进口,要么只能组装低端产品。
“必须拿下这个课题!” 吴耀祖在战略会议上拍了板,手指重重地敲在申报指南上,“这不仅是拿国家资金支持,更是咱们的技术能力被国家认可的机会。五轴是工业母机的‘皇冠’,咱们得把这顶皇冠摘下来!”
他亲自挂帅,组建了联合申报团队:耀兰中央研究院负责数控系统、伺服驱动的技术攻关;龙城机床厂负责床身、主轴等机械结构的设计与制造;还邀请了汉东大学机械工程学院的周教授团队,负责五轴联动的运动学建模与误差补偿算法。¢萝`拉¢小?税¨ *罪¨薪.彰*截?耕^歆?快+团队办公室设在研究院三楼,几十人挤在一个大房间里,桌上堆满了技术手册、图纸和仿真数据,昼夜灯火通明。
申报材料的编写过程充满了争论。在 “技术路线” 章节,团队分成了两派:一派主张 “稳妥路线”,五轴头采用成熟的双摆角结构,采购德国海德汉的光栅尺保证精度;另一派主张 “自主路线”,五轴头自主设计,光栅尺用收购后的锐眼科技正在研发的高分辨率型号。
“自主设计五轴头风险太大!” 龙城机床厂的老厂长王师傅反对道,“五轴头的精度要求是秒级,咱们连三轴头的批量生产都没完全搞定,跳级做五轴,到时候交不了差,国家专项的名声就毁了!”
“风险大才要做!” 研究院的年轻工程师小李反驳,“如果永远采购国外部件,我们永远只能做‘组装厂’,这次专项的目的就是突破‘卡脖子’技术,不是为了拿个证书好看!”
双方吵得面红耳赤,吴耀祖却没立刻表态,而是让团队做了两个方案的可行性分析。一周后,分析报告出来了:自主设计五轴头,研发周期要延长 6 个月,研发成本增加 300 万,但成功后能掌握核心设计参数,后续可迭代升级;采购国外五轴头,能缩短周期,但后续优化受限于供应商,且关键参数不开放。
“就走自主路线!” 吴耀祖最终拍板,“我去跟工信部的领导沟通,说明我们的技术规划,争取把验收周期放宽 3 个月。钱的问题,集团再追加 200 万研发预算。我们要做的是‘能自己迭代的五轴机床’,不是‘一次性的展品’。”
申报材料厚达 587 页,光是技术图纸就占了 200 多页,详细标注了五轴头的结构参数、数控系统的功能模块、伺服驱动的响应曲线。答辩前一周,团队进行了十几次模拟答辩,针对可能的提问准备了 300 多个预案 —— 从 “五轴联动的误差补偿算法” 到 “主轴的温升控制措施”,从 “关键部件的寿命测试数据” 到 “市场应用场景分析”,每个问题都有详实的数据支撑。
答辩当天,在京师的评审会议室里,面对由 7 位院士和行业专家组成的评审组,吴耀祖第一个发言。他没有回避短板,开篇就说:“各位专家,我们承认,在五轴头等关键部件上,我们与国际领先水平有 3-5 年的差距。但我们的优势在于‘系统整合能力’—— 我们的数控系统能针对自身机床的结构特性做深度优化,伺服驱动与电机的匹配度达到 98%,这是采购部件组装无法实现的。比如我们做过测试,同样的五轴运动轨迹,用我们的系统和伺服,加工效率比‘进口系统 + 国产机床’的组合高 12%,精度稳定性提升 15%。”
一位院士追问:“你们自主设计的五轴头,怎么保证 1000 小时的精度保持性?有没有做过加速寿命测试?”
吴耀祖示意团队成员调出测试数据:“我们用应力加速法,在 60c的高温环境下,让五轴头连续运行 500 小时,模拟 1000 小时的实际工况,测试结果显示,精度衰减率仅为 0.002mm,远低于验收标准的 0.005mm。这是测试报告和视频记录,各位专家可以查看。”
三个小时的答辩结束后,评审组进行了闭门讨论。当工信部的官员宣布 “耀兰联合体获批牵头该课题” 时,团队成员们忍不住相拥而泣 —— 这不仅是 2000 万国家专项资金的支持,更是对耀兰技术路线的认可,意味着他们可以名正言顺地向五轴联动的 “皇冠” 发起冲击。
但五轴机床的研发之路,很快就遇到了新的 “拦路虎”—— 传感器。2017 年春节刚过,在 YL-VMC650 的升级测试中,一台加装了五轴头的原型机出现了精度异常:加工航空航天用的铝合金试件时,曲面的轮廓度误差突然从 0.01mm 飙升到 0.05mm,排查了两天,才发现是进口光栅尺受到车间电网波动的干扰,反馈信号出现了 “跳数”。
“又是进口部件掉链子!” 吴耀祖看着测试报告,脸色阴沉,“控制系统是大脑,伺服是肌肉,传感器就是眼睛和神经末梢 —— 眼睛看不准,大脑和肌肉再强也没用!咱们的机床、机器人,传感器 70% 靠进口,光栅尺靠海德汉,力觉传感器靠 ATI,视觉传感器靠基恩士,哪天人家断供,咱们的设备就是一堆废铁!”
在战略委员会上,吴耀祖提出了新的布局:“必须进军传感领域,要么自研,要么收购。自研周期太长,我们先找有技术潜力的创业公司,通过收购快速补齐短板。”
集团的投资团队立刻行动起来,三个月内考察了国内 23 家传感器企业,最终把目标锁定在深圳的 “锐眼科技”。这家公司成立才两年,团队只有 35 人,却有两项核心技术:一是微型高分辨率视觉传感器,像素达到 500 万,帧率 120fps,且抗干扰能力强,在车间强电磁环境下仍能保持稳定;二是动态力觉传感器,分辨率 0.01N,响应时间 0.1ms,适合机器人精密装配和机床切削力监测。
“为什么选锐眼?” 邹静兰在投资评审会上问,“比它规模大、营收高的企业有很多。”
投资总监小李拿出对比数据:“第一,锐眼的技术路线和我们高度契合 —— 他们的视觉传感器就是针对工业场景设计的,不需要大规模改造就能集成到我们的机器人和机床;第二,创始人陈博士是中科大微电子专业出身,之前在微软亚洲研究院做过机器视觉,技术功底扎实,团队核心成员都是华为、大疆出来的,执行力强;第三,他们的研发投入占比达 40%,去年刚推出第二代产品,技术迭代速度快。-狐/恋¢文′学+ !唔+错!内?容^最重要的是,他们现在资金紧张,估值合理,我们能以 8000 万的价格收购 70% 股权,同时保持团队独立运营。”
收购谈判并不顺利。陈博士一开始对被收购有顾虑:“我们不想被大公司同化,失去创新活力。之前有家上市公司想收购我们,要求我们放弃工业场景,转做消费电子传感器,我们拒绝了。”
吴耀祖亲自飞到深圳,和陈博士谈了三个小时。“耀兰收购锐眼,不是为了让你们转型,而是给你们提供更大的平台。” 他说,“第一,研发资金管够,你们明年的研发预算翻倍,想做的技术方向不用受资金限制;第二,保持团队独立,你们还是自主决策技术路线,耀兰不干预;第三,给你们提供内部应用场景 —— 我们有 1000 台机器人、50 台机床,你们的传感器可以在这些设备上快速测试、迭代,这比你们找外部客户试用效率高 10 倍。”
陈博士被打动了。他最担心的就是技术落地难 —— 传感器研发出来,需要大量的工业场景验证才能优化,而耀兰正好能提供这样的场景。最终,收购协议顺利签订,锐眼科技成为耀兰的全资子公司,仍留在深圳运营,陈博士继续担任 CEO。
收购后的整合比预想中顺利。锐眼的视觉传感器首先被集成到 SCARA 机器人上,用于手机摄像头模组的装配。在深圳的客户工厂里,之前用的基恩士视觉传感器,在手机金属外壳的反光环境下,定位误差会达到 0.05mm,导致装配不良率 1.2%;换成锐眼的传感器后,通过自研的抗反光算法,定位误差控制在 0.01mm 以内,不良率降到 0.1%。
“你们的传感器不仅精度够,还能根据我们的场景做定制化调整。” 客户的生产总监对陈博士说,“基恩士的工程师要三个月才能响应需求,你们的团队一周就来了三次,这就是我们选你们的原因。”
力觉传感器的整合则遇到了小波折。在五轴机床的主轴上安装时,传感器的信号与机床的振动信号叠加,导致切削力监测出现偏差。锐眼的工程师和耀兰的机床团队一起驻扎在车间,连续调试了两周,最终通过在传感器底座增加阻尼垫、优化信号滤波算法,解决了干扰问题。现在,这台机床能实时监测切削力的变化,当切削力超过阈值时,自动调整进给速度,刀具寿命延长了 20%,加工表面粗糙度从 Ra1.6 降到 Ra0.8。
至此,耀兰初步构建了从 “感知”(锐眼传感器)、“决策”(YL-C 数控系统、自研芯片)到 “执行”(S1 伺服电机、机器人本体、YL-VMC 系列机床)的智能制造核心部件链。但吴耀祖知道,这些分散的技术成果,需要一个 “载体” 来证明它们的协同价值 —— 客户不会只看单个部件的参数,他们需要看到这些部件整合在一起,能形成怎样的解决方案。
“我们要在工业园里,建一条‘示范智能产线’!” 吴耀祖在 2017 年中战略会上提出这个构想,“这条产线要完全用我们自己的技术,从传感器到机床,从机器人到 MES 系统,全链条自主可控。它不仅是我们技术实力的‘展示窗’,更是解决方案的‘试验田’,客户来了,不用听我们说,看这条线怎么运转,就知道我们的能力了!”
项目代号 “镜像工厂”,目标是复刻一个小型化的智能生产单元,生产的产品选择了耀兰最熟悉的 BLDC 电机端盖 —— 这个零件首径 50mm,厚度 8mm,需要经过铣削、钻孔、攻丝、装配轴承等工序,工艺成熟,且能用到机床、机器人、传感器等多种设备,适合作为示范载体。
规划方案的制定花了一个月。在研究院的大会议室里,各部门的负责人围着 2 米长的规划图争论不休:
“原材料仓的 AGV 要走环形路线,避免和机器人的运动轨迹冲突。” 自动化事业部的张磊说,他负责机器人和 AGV 的调度。
“加工单元的视觉检测要放在铣削之后、钻孔之前,这样能及时剔除铣削不合格的工件,避免浪费后续工序的成本。” 锐眼科技的陈博士补充,他负责传感部分。
“MES 系统要能实时采集每个设备的 OEE(设备综合效率),包括机床的主轴负载、机器人的运动时间、传感器的检测数据,这些数据要在大屏上可视化。” 信息部的王总监说,他负责数据中枢。
“装配单元的力觉传感器要设定三个压力阈值,压装轴承时,第一段压力 100N 定位,第二段 300N 压装,第三段 50N 保压,防止压装过度损坏轴承。” 伺服项目的赵工说,他负责装配工艺。
最终确定的规划图,把 “镜像工厂” 分成了西个核心单元,总面积约 800 平方米:
1. 原材料仓(100㎡)
存储铝锭原料,采用耀兰自研的 AGV 小车(型号 YL-AGV02),负载 50kg,定位精度 ±10mm,通过激光导航,与 MES 系统实时通信,根据生产计划自动配送原料至加工单元。
配备立体货架,由小型堆垛机负责原料的出入库,货架上的每个货位都有 RFID 标签,记录原料的批次、规格等信息。
2. 加工单元(250㎡)
核心设备:1 台 YL-VMC650 数控铣床,加装锐眼科技的视觉传感器(型号 RE-V500),用于在机检测铣削后的端盖平面度;1 台耀兰六轴关节机器人(型号 YL-RB20),负载 5kg,负责将 AGV 送来的铝锭装夹到机床,加工完成后再卸下,送至装配单元。
辅助设备:工件翻转台,用于将铣削后的端盖翻转 180 度,方便后续钻孔;切屑收集装置,通过负压吸走加工产生的铝屑,保持车间清洁。
3. 装配检测单元(300㎡)
装配部分:2 台 SCARA 机器人(型号 YL-SC10),一台负责将轴承压装到端盖,配备锐眼的力觉传感器(型号 RE-F100),控制压装力度;另一台负责装配密封圈和防尘盖,通过视觉传感器定位密封圈的安装位置。
检测部分:1 台视觉检测站,配备 2 台 RE-V500 传感器,从正面和侧面同时拍摄,检测轴承的同轴度、密封圈的装配间隙,检测精度 ±0.005mm;1 台气密性检测机,检测端盖的密封性,泄漏率要求≤1x10^-6 Pa?m3/s。
4. 数据中枢(150㎡)
核心:耀兰自研的 MES 系统(版本 YL-MES V3.0),集成设备管理、生产调度、质量追溯、能耗监控等模块。
展示:3 块 55 英寸的拼接大屏,实时显示产线的运行状态 —— 生产进度(己完成 / 计划)、设备 OEE、不良率、能耗数据,点击任意数据,可下钻查看具体设备的运行日志和工艺参数。
控制:中央控制台,可远程监控和操作各设备,当设备出现故障时,系统自动报警,并推送维修建议。
“镜像工厂” 的建设过程,像是在拼一幅复杂的电子拼图 —— 每个设备都是独立的 “模块”,需要通过数据接口和控制逻辑串联起来,任何一个模块出问题,整个产线都无法顺畅运行。
第一个难题是 AGV 与机床的调度协同。AGV 把原料送到机床旁后,需要等待机器人将原料装夹到机床,才能返回仓库。但一开始,AGV 的调度系统和机器人的控制系统没有联动,AGV 送到原料后就离开,导致机器人来取料时发现 “料己到但无人看管”,只能停机等待。项目团队花了三天,在 AGV 和机器人之间增加了 “握手协议”——AGV 到达指定位置后,发送 “料己送达” 信号给机器人,机器人确认接收后,发送 “允许离开” 信号给 AGV,才解决了调度冲突。
第二个难题是视觉传感器的精度校准。锐眼的 RE-V500 传感器在实验室里的定位精度能达到 ±0.003mm,但安装到机床后,受机床振动和温度变化的影响,精度降到了 ±0.01mm,无法满足端盖平面度检测的要求(≤0.005mm)。陈博士带着团队在机床旁守了一周,最终想出了两个办法:一是在传感器底座加装橡胶阻尼垫,减少机床振动的传递;二是在传感器内部增加温度补偿算法,实时采集传感器的工作温度,根据温度变化调整校准参数,最终把精度稳定在了 ±0.004mm。
第三个难题是 MES 系统的数据整合。不同设备的数据格式不统一 —— 机床输出的数据是 G 代码日志,机器人输出的是运动轨迹数据,传感器输出的是检测结果,这些数据无法首接汇总到 MES 系统。信息部的王总监带领团队开发了 “边缘计算网关”,这个网关能将不同格式的数据转换成统一的 JSON 格式,再传输到 MES 系统,同时实现毫秒级的数据同步,确保大屏上显示的数据与设备实际状态的延迟不超过 1 秒。
最棘手的问题出在装配单元的力觉控制上。SCARA 机器人压装轴承时,需要根据力觉传感器的反馈调整压装速度,但一开始,传感器的反馈信号有延迟,导致机器人压装到轴承底部时,速度没及时降低,压装力度超过了 400N,损坏了 3 个轴承。赵工和陈博士一起分析数据,发现延迟是因为传感器的信号传输线太长(约 5 米),导致信号衰减。他们把传感器的信号处理模块从控制柜移到机器人本体上,缩短了传输距离,同时优化了信号放大电路,把反馈延迟从 0.5ms 降到了 0.1ms,终于解决了压装过度的问题。
2017 年 10 月,“镜像工厂” 终于建成。车间里,浅灰色的设备整齐排列,地面用黄色的油漆画出了 AGV 的行驶路线,天花板上的 LED 灯发出柔和的白光,空气中没有传统车间的油污味,只有淡淡的金属气息。按下启动按钮后,AGV 无声地从仓库驶出,将铝锭送到机床旁;六轴机器人精准地抓取铝锭,装夹到机床的夹具上;机床启动,主轴高速旋转,铣削出端盖的雏形;视觉传感器自动检测平面度,合格的工件被机器人送到装配单元;SCARA 机器人带着力觉传感器,平稳地将轴承压装到端盖上;最后,视觉检测站和气密性检测机完成质量检验,合格的端盖被 AGV 送到成品库。整个过程无需人工干预,每小时能生产 120 个端盖,不良率控制在 0.3% 以下。
10 月 18 日,“镜像工厂” 开放日。早上八点,耀兰工业园的门口就排起了长队 —— 有来自深圳、上海的 3C 电子客户,有来自东北的重工业企业代表,有国家工信部、汉东省科技厅的官员,还有《东大工业报》《机床商情》等媒体的记者,总共来了 200 多人。
吴耀祖亲自担任讲解员,带着参观团从原材料仓开始,逐一介绍每个单元的技术细节:“大家看,这台 AGV 是我们自主研发的,导航精度 ±10mm,充一次电可以连续工作 8 小时,成本只有进口 AGV 的 60%。” 他指着 AGV 上的显示屏,上面实时显示着行驶路线和剩余电量。
走到加工单元,机床正在铣削端盖,吴耀祖让工程师调出视觉传感器的检测画面:“屏幕上绿色的区域是合格范围,红色是超差范围,现在这个端盖的平面度是 0.003mm,在合格范围内,传感器会自动记录数据,上传到 MES 系统,以后客户要追溯这个端盖的加工过程,只要扫一下上面的二维码,就能看到当时的检测数据。”
在装配单元,SCARA 机器人正在压装轴承,力觉传感器的实时力值曲线显示在旁边的屏幕上:“大家看,力值先升到 100N 定位,再升到 300N 压装,最后降到 50N 保压,整个过程力值波动不超过 5N,这保证了轴承的装配精度,不会过松也不会过紧。”
最吸引参观者的是数据中枢的大屏。屏幕上,产线的实时数据不断刷新:生产进度显示 “己完成 86/100”,设备 OEE 显示 “92%”,不良率显示 “0.25%”,能耗显示 “当前 12kW,今日累计 180kW”。一位来自航空航天企业的工程师指着大屏问:“如果我想调整端盖的孔径,从 φ8mm 改成 φ9mm,需要多久?”
吴耀祖让工程师现场演示:“只需要在 MES 系统里修改工艺参数,系统会自动将新的参数下发到机床和机器人,整个过程不超过 5 分钟。” 工程师在电脑上操作,果然,5 分钟后,机床开始加工 φ9mm 的孔径,视觉传感器也自动调整了检测范围。
“这就是柔性制造的魅力。” 吴耀祖说,“传统产线改参数,可能需要半天甚至一天,还要调整工装夹具,但我们的产线,因为是自主可控的系统,参数调整非常灵活,适合多品种、小批量的生产需求。”
开放日结束时,德国某汽车零部件企业的采购总监托马斯?穆勒找到吴耀祖,握着他的手说:“吴先生,我参观过很多智能产线,包括我们德国本土的,但耀兰的这条线让我印象最深。它不是简单地把设备堆在一起,而是真正实现了‘感知 - 决策 - 执行’的闭环,而且所有核心部件都是你们自己的,这意味着你们能快速响应客户的需求,不会因为某个供应商的限制而耽误项目。我们计划在明年的新工厂里,引进两条类似的产线,希望能和耀兰合作。”
吴耀祖笑着点头:“穆勒先生,我们很乐意合作。而且我们可以根据你们的产品特性,定制产线方案,比如你们生产的汽车变速箱零件,需要五轴加工,我们可以把五轴机床整合进去,传感器也能针对你们的零件材质做优化。”
开放日后的一个月里,耀兰收到了 37 个项目询盘,其中 12 个客户当场签订了意向合同,包括深圳的手机零部件企业、浙江的家电制造商,还有两家航空航天领域的国企。“镜像工厂” 不仅成了耀兰的 “展示窗”,更成了实实在在的 “订单发动机”。
11 月的一个傍晚,吴耀祖和邹静兰、张磊站在 “镜像工厂” 的控制室里,看着窗外的产线还在忙碌地运转 —— 为了满足客户的测试需求,产线正在连续运行 72 小时稳定性测试。大屏上显示,72 小时内,产线只停机过一次,是因为 AGV 的电池需要更换,整个过程只用了 15 分钟,设备 OEE 达到了 94%,不良率 0.2%。
“还记得三年前,我们在汉诺威工业展上,连一个像样的伺服电机样品都拿不出来吗?” 吴耀祖突然说,眼神里带着回忆,“现在我们不仅能做伺服、做机床、做传感器,还能把它们整合成一条智能产线,这一路走得不容易。”
邹静兰点点头:“但也正是因为不容易,才有现在的壁垒。客户选择我们,不是因为我们的价格低,而是因为我们能提供‘一站式’的解决方案,从部件到系统,都能把控质量和进度。”
张磊指着产线上的机器人:“下一步,我们要把五轴机床整合进来,再加入 AI 算法,让产线能自动优化加工参数,比如根据原材料的硬度调整切削速度,根据历史不良数据预测可能出现的问题,真正实现‘自学习’的智能产线。”
吴耀祖望着大屏上跳动的数据,脸上露出了笑容:“这条路还很长,比如我们的五轴头寿命还没达到国际标准,锐眼的传感器在极端低温环境下的稳定性还有待提升,MES 系统的数据分析能力也需要加强。但‘镜像工厂’这面镜子,照出的不仅是我们现在的成绩,更是未来的方向。只要我们坚持自主创新,把每个细节做好,总有一天,耀兰的智能产线会出现在全世界的工厂里,让‘东大智造’真正站在世界前列。”
窗外,夕阳的余晖透过玻璃,洒在产线的设备上,镀上了一层金色的光芒。AGV 依旧在无声地穿梭,机器人的手臂在精准地舞动,大屏上的数据依旧在实时跳动 —— 这是耀兰的 “智造梦”,也是东大制造业迈向高端的缩影。
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