【新观察】从实验室到生产线的创新跃迁

讨论项目方案。
科技创新与产业创新的深度融合,是培育新质生产力的关键所在。近年来,太原工业学院以创新为笔,以产教融合为墨,在服务区域经济发展的画卷上挥毫泼墨。其中,机械工程学科“智能装备数字化设计与制造技术”团队尤为亮眼——这支平均年龄仅35岁的年轻科研团队,始终扎根产业一线,以一项项突破性成果为区域创新发展注入强劲动能。他们不仅搭建起高校科研与产业需求的对接桥梁,更在新质生产力赛道上跑出了“创新赋能”的加速度。今天,让我们走近这支青春洋溢的科研团队,解码他们推动科技与产业同频共振的创新实践。
直面产业痛点
实验室到生产线的精准破局
“企业遇到的技术瓶颈,就是我们科研攻关的靶心。”太原工业学院“智能装备数字化设计与制造技术”团队负责人李烨的这句话,道出了团队与晨虹(天津)科技股份有限公司合作的精髓。在双方合作开展的技术攻坚战中,这群平均年龄35岁的科研人员以实验室为起点,以生产线为考场,用创新技术交出了一份产学研深度融合的精彩答卷。
晨虹(天津)科技股份有限公司是一家在汽车座椅皮革造型孔加工领域颇具影响力的企业,然而在发展进程中遭遇了一系列困境:生产效率低下,使得企业的产能难以满足市场日益增长的需求;冲孔精度欠佳,导致产品质量参差不齐,影响了企业的市场效益;更为严峻的是,面对复杂图案孔位,传统工艺根本无法进行加工,这极大地限制了企业产品的创新与多样化发展,严重制约了企业的发展步伐。
“我们花了整整3个月时间驻厂调研。”团队核心成员谷正钊、唐亮、李帅几个年轻人回忆说。那段时间,他们白天穿梭在生产车间,记录每个生产环节的数据;晚上与企业技术骨干开展头脑风暴,最终确定了“多冲针整版冲压模具设计”的创新方案,并成功研制出大幅面皮革制品多孔快速成型自动化智能化设备。企业应用这一技术成果后发生了翻天覆地的变化,生产效率如同装上了高速引擎,提升幅度高达60%,经济效益也随之大幅增长,仅此一项每年可为企业带来1770万元的可观收益。“更重要的是,我们公司成功实现了跨越式发展与转型升级,在激烈的市场竞争中脱颖而出,焕发出新的生机与活力。”该企业负责人感慨万千。
科研攻关的脚步从未停歇。在解决晨虹(天津)科技股份有限公司的技术难题后,团队立即转向太原中金天威不锈钢管股份有限公司的生产痛点——表面缺陷检测大难题。“传统的人工检测方式如同雾里看花,效率低下且误差极大,难以满足现代工业对产品质量与生产效率的高标准。”团队成员王俊清、史燕告诉记者,“经常因为检测手段不达标导致有缺陷的产品流入市场,这成了制约企业发展的痛点。”凭借着深厚的专业基础与敏锐的技术洞察力,团队精准把脉,靶向“治疗”,成功开发出一套高效、精准的不锈钢管表面缺陷尺寸自动化检测设备。“这套设备好比是为企业安装了‘电子眼’,能够快速、准确地检测出不锈钢管表面的缺陷,投入使用后,企业的生产效率显著提升25%,每年可为企业带来1100余万元的经济效益,既保障了产品质量,也增强了企业的核心竞争力,为企业在竞争中赢得先机。”这样的成绩令团队和企业都振奋不已。
破解技术创新密码
AI赋能传统制造智能蝶变
在帮助企业破解难题的过程中,太原工业学院“智能装备数字化设计与制造技术”科研团队创造性地应用人工智能为技术赋能。“这是实现创新突破的关键法门。”团队负责人赵鹏飞表示。
“传统数控冲孔机单冲针往复运动的冲孔方式存在着诸多弊端,尤其是在面对孔间距过小、加工复杂图案等问题时,显得力不从心。”李烨表示,在“专用皮革制品大幅面多孔快速成型设备”项目中,团队大胆创新,摒弃了传统方式,采用多冲针整版冲压模具设计。“这一设计就如同为冲孔设备插上了翅膀,‘单兵作战’变成了‘军团作战’,生产效率实现了几千倍的增长。”但团队成员也发现,对于高密度复杂孔位图案,仅仅依靠多冲针整版冲压模具设计还远远不够。经过深入研究和反复试验,他们巧妙进行分模设计,通过更换冲压模具多次冲裁,成功攻克了这一长期困扰企业的难题,为企业产品的多样化设计提供了可能。
其中自动化换模加工技术是实现上述功能的核心。“以全自动更换模具替代原来的人工打孔,基于自动化设备能够实现多种模具的快速更换与高精度定位,各工位模架和工装器具自动定位,加工孔位公差小于0.05mm。”赵鹏飞介绍说,为了确保加工精度,团队借助高精度滚珠丝杠组合、导套—导柱、斜面定位、激光定位等多种先进方式,如同为设备安装了精密的导航系统,加工精度得以有效保障。“我们目前正在设计智能化打孔设备,它具备可编程、可拓展远程控制能力,就像一个智能管家,能够实现无人化生产与实时监控,还配备智能中断功能,在保障生产效率的同时,全方位守护工作人员的安全,真正将智能设计融入产业化生产,确保效率与安全齐头并进。”
在“不锈钢管生产关键工艺智能装备研制项目”中,面对企业提出的不锈钢管表面缺陷检测的难题,团队成员程丽霞和吴璞发现问题的关键是技术:“因为传统人工检测不仅效率低还容易出错,让工人用肉眼在成千上万根管子上找细小瑕疵,既累又容易看漏。”为此,团队采用机器视觉与人工智能技术,为检测设备配备了“电子眼睛”,可捕捉不锈钢管表面的细节,同时借助人工智能这一“智慧大脑”,对“电子眼睛”采集的海量数据进行智能分析,高效识别划痕和砸坑等表面缺陷。为确保“电子眼睛”无死角覆盖目标,团队创新设计了“四只眼睛”环形布置方案,使不锈钢管的外表面完全置于监控视野之内。此外,为保证成像清晰,团队还精心设计了多光源叠加照明方案;针对复杂场景下小缺陷难以识别及强光反射干扰检测精度的问题,团队持续优化人工智能的检测算法网络结构,并引入图像增强和图像处理等多种技术手段,如同精密的滤波器一般,全面精准滤除不利因素,显著提升了缺陷检测算法的鲁棒性。
“通过反复调整程序参数,并不断优化生产工艺流程,设备在不锈钢管表面缺陷检测方面的性能得到显著提升。”程丽霞、吴璞表示,目前,检测长度6米、管径20mm至40mm的标准不锈钢管件的速度已提升至15秒/根,较原有速度提升了5倍,缺陷检出率高达97%以上,漏检率降至原来的一半。“不管工厂环境多复杂、光线多暗,这套系统都能自动、智能地完成检测工作,就像一个不知疲倦的质检员夜以继日地工作,解决了我们的老大难问题。”企业车间技术人员的反馈充满欣喜。
值得一提的是,“智能装备数字化设计与制造技术”科研团队的这两个项目均采用模块化设计理念。“这种设计让设备具有极强的扩展性和兼容性。”赵鹏飞解释说,“以皮革成型设备为例,企业后续如需增加新的加工工艺,只需更换相应功能模块即可,无需对设备进行整体改造。”这种前瞻性设计,为企业设备未来升级预留了充足空间。
校地协同新范式
以深度融合助力区域发展
“近年来,学校聚焦科技创新这一核心驱动力,通过打造产学研协同创新生态,让实验室里的科研成果‘走出围墙’,真正转化为推动产业升级的现实生产力。”太原工业学院副院长赵志诚表示。
据介绍,“智能装备数字化设计与制造技术”科研团队依托“山西省数字化设计与制造科技创新中心”和“山西省直升机智能制造关键技术工程研究中心”两个省级平台,与企业共建“山西省铜基新材料现代产业学院”“智能装备产业研究院”,已建立起常态化产学研对接机制。
“围绕企业技术需求开展定向研发,推动高校科研成果与企业生产需求精准匹配,实现研发—转化—应用的无缝衔接,推动教育链、人才链与产业链、创新链深度融合,让科技创新成果在山西产业发展的沃土上落地生根、开花结果,以实际行动践行高校服务社会的责任担当。”提及“智能装备数字化设计与制造技术”科研团队的成果时,太原工业学院院长梁玉蓉表示,通过持续加大对前沿科技领域的研发投入等举措,太原工业学院以人工智能、新能源、新材料等战略性新兴产业为突破口,组建跨学科科研攻关团队,构建“基础研究—技术开发—成果转化”全链条创新体系,让科技创新成为驱动区域经济发展的强劲“引擎”。该校领导班子还身体力行,用脚步丈量产业需求,深入走访调研全国多地行业领军企业,主动对接区域战略性新兴产业与传统优势产业发展需求,不断深化与行业企业、科研院所的战略合作。
“近年来,学校将服务地方高质量发展作为重要使命,并立足区域发展实际需求,充分发挥高校人才与科研优势,通过整合政府、企业、科研机构等多方资源,深化产学研合作,与属地及企业建立紧密联动机制,全力构建校地协同发展、共生共荣的高质量发展新格局。”该校党委书记韩泽春表示,“展望未来,学校将始终锚定‘以服务求支持,凭贡献促发展’的核心理念,紧扣山西产业转型脉搏,从政策、资源、人才多维度发力,加速科研成果向现实生产力转化,在新质生产力澎湃发展的时代浪潮中,奋力书写新时代改革奋进的壮丽篇章。”(记者李林霞 通讯员王丽平)
山城上“车” “汽”势如虹
来源:【运城日报-运城新闻网】
记者 杨红义 杨 琳
“平陆不平沟三千。”平陆县境内沟壑纵横,既没有资源优势,又没有人才优势。这样一个山区县,能否拥抱汽车产业这个“洋生意”?
答案是肯定的。以总投资1.2亿元、从签约到投产仅用两年时间的汽车内饰新材料项目——晨虹(山西)新材料科技有限公司投产达效为标志,平陆县汽车新材料产业正全新起航,锚定全国汽车新材料研发、集群生产、一站式供应,走出一条有别于传统汽车配件产业发展的新路子。
一个好产品
走进晨虹科技展厅,首先映入眼帘的是一件以珊瑚红为底色、内里嵌有金色海浪和祥云图案的皮革制写意画。这一礼品乍看之下似乎平平无奇,但是其背后却饱含满满的科技感。
“这是采用百年都不褪色、可传承的生物基皮革制作的皮质画,堪称晨虹科技的代表作,是我们汽车新材料和新工艺核心技术的集大成者。”晨虹科技董事长任向征介绍,“这款产品由集团所辖的汽车CMF平陆设计创新中心设计,其珊瑚红皮革部分共有9层,作为其基材的生物基皮革具有两项发明专利和自主知识产权,采用汽车内饰打孔透底的制造工艺也具有一项国家发明专利。我们领全行业之先,采用微生物合成技术生产的功能性生物基材料,以含油类天然植物为主要原料,所制成的生物基皮革不仅具有与传统皮革相媲美的耐磨性、抗拉强度和耐用性,且具有绿色、低碳、健康、安全、无味、亲肤、低致敏、无有害物质及生物可降解等优良特性。”
进入面积1万余平方米的晨虹科技生产车间,生物基皮革生产线、表面处理线、压花生产线、后整理设备、界面涂布机等正在高速运转,自动上料、自动上下卷……十足的科技范,令人应接不暇。
据了解,这些生产线均由晨虹科技的博士团队自主研发,属世界先进水平。其中,主打集成创新的表处压花机,就是用一台高端设备“一托二”统揽表面处理和压花两种功能,可节能降耗30%、减员增效50%,实现品质大幅度提升。
在这里,几乎闻不到任何异常气味,与传统皮革产品充满刺鼻、顶鼻味道的生产环境大相径庭。工间休息时段,工友们都在车间的职工活动区里自由小憩。
车间里,一箱箱成卷的生物基皮革整装待发,将发往以一汽为代表的国内各大汽车制造基地,以及全球排名靠前的汽车零部件跨国公司——佛吉亚、安通林、格拉默等,服务于全球汽车先进制造商。
晨虹科技于2003年在天津成立,其初衷是为全球客户提供低碳有竞争优势的创新材料。作为国内汽车内饰行业的佼佼者,20多年来,该公司紧盯满足客户个性化需求的同时,在低碳、环保、低气味、低散发、抗菌防霉、低致敏、高阻燃、纳米负氧离子等方面开展细分研究,致力于为全球供应商提供环境友好型汽车皮革与内饰产品。随着碳中和经济时代的到来,中国新能源企业在国际市场风生水起,晨虹科技顺势而为,领全国乃至全球之先,进军前景广阔的生物基皮革领域。
任向征说:“控碳减碳,时不我待,匹夫有责。值得骄傲的是,我们生物基皮革的碳值已远低于欧洲现行产品,目前正在和清华大学进行碳值评价认证,目标是将生物基皮革打造成零碳产品。”
一个好园区
令国内甚至世界同行高看一眼的晨虹科技,缘何落户平陆这个山区县?
两年前,处于从全国布局第二生产基地的考量,任向征带领团队走遍全国,考察了湖南、陕西、河南等省份的多个城市,最终将目光锁定在老家运城。
“基于产品交付的需求,汽车产业对地理区位要求非常高,而以咱们运城地区为中心,方圆800公里的区域有占全国30%以上的汽车产量,迎合了企业未来发展的需要。再加上我本就是运城人,出于对家乡的深切眷顾,最终决定在运城落户。”任向征说。
一段时间里,任向征带领团队,在对周边多个县区进行考察后,认为平陆的区位优势比较明显。而此时的平陆县,正按照打造“合汽生材”新兴产业地标,筹建平陆县汽车新材料产业园,准备进行汽车零配件产业招商。得知任向征正在为第二生产基地选址,便第一时间向晨虹科技抛出橄榄枝。
“这是典型的双向奔赴!我们考察后发现,平陆地处晨虹科技L型布局的中心位置,往东是河南郑州,向西200公里抵达西安,向南300公里可至湖北十堰,这些地方聚集着比亚迪、吉利、上汽通用、宇通、陕汽、东风、二汽、长安、大众等整车制造厂,产品运输便利,区位优势无可争辩。”任向征说。
承接晨虹科技,平陆县委、县政府可谓煞费苦心。首先因企施策,针对产业需求,对原来的中小企业产业园占地进行扩建,在新湖大街东侧,布局建设占地153亩的平陆县汽车新材料产业园。
平陆县汽车新材料园区规划建设面积10万平方米,项目总投资4.79亿元。整体布局分A、B、C3个区域,主要功能定位是将园区建成3个基地:能为整车厂提供满足前沿设计、技术领先、可持续发展的绿色新材料生产基地;配套建设汽车CMF设计与创新中心、工匠人才创新工作站和产业技术联盟,以先进工艺创新竞争优势,服务全产业链的技术研发基地;提供数字化支撑,包含绿电、燃气等低成本要素保障,有配套政策对接、专业服务跟进的省级“双创”基地。
随着园区一期工程的全面竣工,整个园区的水、电、气、路等基础设施建设全部到位,达到使用条件。量体裁衣的硬件配套设施,使晨虹科技这个龙头企业拎包入驻。下一步,园区将按照“边建设、边招商、边投产”的原则,成熟一个、落地一个、见效一个,一体推进。依托一汽、宇通、沃尔沃、长安等整车厂家,以功能性生物基内饰材料为主导产品,积极拓展产业链,合力打造产业园。预计5年内,园区产值将达10亿元,成为绿色低碳节能先进制造示范园区。
一个好产业
10月18日,平陆县汽车新材料产业链建设暨晨虹科技生物基皮革首发仪式举行。参加此次盛会的,有奥地利、日本、韩国的产业代表,更有来自全国15个省市乃至全球29个城市生物基皮革绿色产业链的业界精英。
此次首发仪式,标志着晨虹科技生物基皮革正式量产,是平陆县以企招商、以产业链招商的全新探索,为推动汽车内饰新材料产业在平陆发展提供了宝贵机遇,也为全球整车厂一站式选材提供了可选择平台。
为期两天的首发式期间,晨虹科技可谓硕果累累:与上海市纺科院、天津市工业微生物研究所、上海三恩化工、清华大学、南开大学等科研团队及高校、企业建立生物基皮革绿色产业链联盟;成立汽车CFM平陆设计创新中心;汽车冷凝器、先进模具制造等行业的多家先进制造商也有望入驻园区……是新兴产业,又是未来产业,晨虹科技正以其充满生机活力的集群和技术优势,释放出产业链招商的“蝴蝶效应”。
生气勃勃的新厂区,承载着晨虹科技集团自主知识产权的生物制造、新型仿生、创新工艺等先进制造技术,引领车用材料的革命,成为新一代功能性生物基材料的生产制造基地。眼下,晨虹科技年生产能力200万台汽车内饰材料的生产线正满负荷运行,订单已排到2031年,5年内实现年产值5亿元的战略目标指日可待。
生物基皮革,这一汽车新材料新业态,推动中国新能源汽车全球高质量发展的新动能,引领未来汽车健康座舱的发展方向。未来,还将广泛应用于医疗器械、健康座舱、健康家居、柔性电子等产业领域,催生新的产业集群。
值得一提的是,生物基皮革的生产,还将实现对农业生产残留物的“榨干吃尽”——花生壳、核桃皮、果树枝、甘蔗渣……这些曾经需要花钱处理的残渣,经晨虹科技“点石成金”,摇身一变成为制作生物基皮革的原材料。“这在一定程度上可以有效带动平陆乃至全市农业生产废弃物的回收利用,发展循环经济。”任向征说。
扬龙头,兴产业。以晨虹(山西)科技投产达效为契机,平陆县将在聚酯海绵、舒服性革基布、精密模具和工装设备制造、新型冷凝器以及水性界面剂等项目上优先启动,加速推进,吸引更多的汽车新材料上下游及关联产业落户平陆,形成一个汽车新材料产业集群,在培育壮大县域新兴产业的同时,为全市汽车产业的延链强链提供重要支撑。
本文来自【运城日报-运城新闻网】,仅代表作者观点。全国党媒信息公共平台提供信息发布传播服务。
ID:jrtt
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