為紀(jì)念中華人民共和國(guó)成立75周年，全國(guó)各地區(qū)積極響應(yīng)中社部提出的“強(qiáng)國(guó)復(fù)興有我”宣傳主旨，紛紛舉辦“中國(guó)裝備：裝備中國(guó)，邁向全球——新中國(guó)機(jī)械工業(yè)75載輝煌歷程展”系列宣傳活動(dòng)。此舉旨在向祖國(guó)75歲生日獻(xiàn)上我們最深摯的慶賀與美好的祝愿，同時(shí)鼓舞全行業(yè)在新征程中持續(xù)譜寫(xiě)“強(qiáng)國(guó)復(fù)興有我”的壯麗篇章。近年來(lái)，工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)。數(shù)據(jù)顯示，全球自動(dòng)化設(shè)備市場(chǎng)以年均超過(guò)10%的增速擴(kuò)張，至2023年市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)3066.7億美元，并有望于2025年突破5000億美元大關(guān)。
自“十四五”規(guī)劃實(shí)施以來(lái)，我國(guó)智能制造工程及新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，極大地推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)、產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)步，進(jìn)而促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大。在探索中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的浪潮中，機(jī)電一體化技術(shù)作為推動(dòng)中國(guó)工業(yè)4.0的核心驅(qū)動(dòng)力之一，發(fā)揮著重要的作用。機(jī)電一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種高精工業(yè)領(lǐng)域，如制造業(yè)、航空航天、醫(yī)療設(shè)備、交通運(yùn)輸?shù)取Ｔ谶@些領(lǐng)域中，機(jī)電一體化技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率，還推動(dòng)了產(chǎn)品的智能化和自動(dòng)化升級(jí)。例如，在制造業(yè)中，機(jī)電一體化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)了高精度、高效率的加工和生產(chǎn)。
以制造業(yè)為例，機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等生產(chǎn)設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，這些應(yīng)用顯著提升了加工和生產(chǎn)的精度與效率。這一技術(shù)的采用，不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，還有效削減了生產(chǎn)成本，進(jìn)而增強(qiáng)了相關(guān)企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。那么，機(jī)電一體化技術(shù)究竟是如何推動(dòng)這些積極變革的呢？在中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程中，它又占據(jù)了怎樣的重要位置？
上海世辰機(jī)電有限公司的總經(jīng)理張世驊作為公司戰(zhàn)略決策的核心人物，張總親身經(jīng)歷了世辰機(jī)電在機(jī)電一體化領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新與突破。特別是在工業(yè)4.0和工業(yè)母機(jī)這兩個(gè)重要概念提出以來(lái)，張總一直引領(lǐng)著世辰機(jī)電走在行業(yè)的前沿。接下來(lái)，讓我們一同走進(jìn)他的辦公室，聆聽(tīng)他對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的見(jiàn)解，以及世辰機(jī)電如何在機(jī)電一體化領(lǐng)域持續(xù)前行，為行業(yè)的進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力量。
張總首先分享了中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的現(xiàn)狀。近年來(lái)，中國(guó)已形成龐大的工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)，2019年至2023年間產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。2019年，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)1895億元，同比增長(zhǎng)1.61%；2022年攀升至2807億元，同比增長(zhǎng)10.9%；2023年增速維持在11%。作為新興國(guó)家中最大的自動(dòng)化市場(chǎng)，中國(guó)的設(shè)備需求持續(xù)旺盛，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的繁榮，并對(duì)全球市場(chǎng)產(chǎn)生了顯著影響。
工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用正在逐漸從傳統(tǒng)行業(yè)向高端制造業(yè)轉(zhuǎn)型。高端制造業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)，如工業(yè)機(jī)器人、半導(dǎo)體和高端醫(yī)療設(shè)備，成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)，對(duì)設(shè)備的精度、效率和智能化水平提出了更高要求。在國(guó)產(chǎn)替代加速的背景下，國(guó)內(nèi)企業(yè)在高端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)突破，市場(chǎng)份額不斷提升。一些擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)迅速崛起，憑借技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展能力，展現(xiàn)出強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。張總表示，他很慶幸能帶領(lǐng)公司成為這一重要發(fā)展階段的見(jiàn)證者和參與者。
率先推動(dòng)中國(guó)汽車制造柔性生產(chǎn)管理，樹(shù)立汽車制造柔性生產(chǎn)標(biāo)桿
張總領(lǐng)導(dǎo)世辰機(jī)電創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了一套可定制化的機(jī)電一體化系統(tǒng)集成解決方案，專門(mén)針對(duì)國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)的柔性供應(yīng)生產(chǎn)管理需求。該方案通過(guò)數(shù)字系統(tǒng)打通了不同廠商的設(shè)備信息連接，確保這些設(shè)備無(wú)縫協(xié)作，創(chuàng)新的多型號(hào)柔性生產(chǎn)夾具支持多種車型裝配的靈活生產(chǎn)。該方案在打通汽車生產(chǎn)企業(yè)全局信息的前提下，優(yōu)化了生產(chǎn)流程，降低裝配錯(cuò)誤和物料供應(yīng)延遲，顯著提升工廠的整體生產(chǎn)效率。
這套方案的推出，專注于解決傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)中沖壓、焊裝、總裝和噴涂等主要工藝流程所面臨的挑戰(zhàn)。這些環(huán)節(jié)涉及多種復(fù)雜設(shè)備，且為了有效控制工藝，單純依靠人工往往無(wú)法高效安全的完成生產(chǎn)過(guò)程。此外，企業(yè)的信息化聯(lián)動(dòng)機(jī)制相對(duì)滯后，導(dǎo)致生產(chǎn)計(jì)劃的傳達(dá)與執(zhí)行缺乏有效的系統(tǒng)反饋。這種狀況導(dǎo)致了生產(chǎn)計(jì)劃與實(shí)際能力不匹配、物料供應(yīng)不及時(shí)及裝配錯(cuò)誤（如錯(cuò)裝或漏裝）等問(wèn)題。在快速增長(zhǎng)的汽車市場(chǎng)環(huán)境下，這些因素顯著制約了工廠的生產(chǎn)效率。
張總團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新的解決方案從多個(gè)方面逐步提升了國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)的智能化和靈活性。首先，團(tuán)隊(duì)率先定制化了本地制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），該系統(tǒng)專為滿足汽車生產(chǎn)企業(yè)的特定需求而設(shè)計(jì)，旨在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和信息流通。由于國(guó)際汽車生產(chǎn)工廠的MES系統(tǒng)無(wú)法直接適用于國(guó)內(nèi)企業(yè)，張總領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)深入交流，開(kāi)發(fā)了本地化的整套MES系統(tǒng)。這一系統(tǒng)不僅滿足了特定的生產(chǎn)流程要求，還兼顧了信息保密和實(shí)施成本的問(wèn)題，顯著提升了系統(tǒng)的可接受性和適用性。
在MES本土化的基礎(chǔ)上，張總團(tuán)隊(duì)針對(duì)國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)在裝配工藝中面臨的信息化短板，進(jìn)一步升級(jí)了整車工廠的全局聯(lián)動(dòng)性。團(tuán)隊(duì)通過(guò)集成化的數(shù)字化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)信息共享和反饋，確保了各工序之間的協(xié)調(diào)與高效運(yùn)作。通過(guò)將不同廠商的硬件配件信息整合到同一平臺(tái)上，確保了生產(chǎn)線資源的最大化利用。該系統(tǒng)支持多種零配件供應(yīng)商的接入，使得生產(chǎn)過(guò)程中可以靈活選擇最佳的零配件供應(yīng)方案。同時(shí)，通過(guò)管理系統(tǒng)進(jìn)行零部件的溯源和追蹤，保障了每個(gè)零件的來(lái)源可追溯，從而確保了汽車生產(chǎn)及使用的安全性。
在軟件升級(jí)的同時(shí)，張總領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線柔性?shī)A具系統(tǒng)，將傳統(tǒng)“一對(duì)一”的專用夾具模式升級(jí)為“一對(duì)多”。這一設(shè)計(jì)使同一平臺(tái)下的不同車型零件能夠靈活切換，無(wú)需整體拆裝移位，從而大幅提升了生產(chǎn)線的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。例如，不同車型及其變種型號(hào)（如汽油版、插電混動(dòng)版，兩廂或三廂車型）可在部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)共線生產(chǎn)。柔性?shī)A具根據(jù)市場(chǎng)需求和排產(chǎn)要求實(shí)時(shí)調(diào)整，減少了30%以上的停產(chǎn)調(diào)整時(shí)間，并降低30%以上的產(chǎn)線建設(shè)和設(shè)備投資成本。通過(guò)優(yōu)化設(shè)備利用率與靈活排程，生產(chǎn)效率提升約20%-40%。整體而言，該方案通過(guò)軟硬件深度融合，優(yōu)化生產(chǎn)流程、降低生產(chǎn)成本，助力行業(yè)向智能化、信息化和柔性化方向發(fā)展，樹(shù)立了行業(yè)標(biāo)桿。
突破傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)瓶頸，引領(lǐng)高精度傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展
機(jī)電一體化系統(tǒng)集成解決方案的成功實(shí)踐為汽車制造業(yè)開(kāi)辟了新視角。然而，要推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)持續(xù)發(fā)展，關(guān)鍵在于提升高端制造機(jī)床設(shè)備的質(zhì)量。為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，必須從根本上提高設(shè)備的精度和可靠性。為此，張總領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)深入研究高精度傳動(dòng)技術(shù)，最終在傳動(dòng)系統(tǒng)的最大精度、最高動(dòng)態(tài)性能、最佳剛度和最長(zhǎng)壽命等方面取得重要突破，同時(shí)在緊湊結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了高精度與高扭矩的有效配合。
張總向記者介紹了中國(guó)當(dāng)前機(jī)床在精度、扭矩和穩(wěn)定性方面的相對(duì)不足。作為機(jī)床主要驅(qū)動(dòng)設(shè)備，減速器的傳動(dòng)系統(tǒng)精度和扭矩是評(píng)估其性能的重要指標(biāo)。隨著行業(yè)發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)高精度、高可靠性和高負(fù)載能力的需求不斷增長(zhǎng)。在高端制造中，雖然進(jìn)口機(jī)床常被視為最佳選擇，但價(jià)格昂貴且限制較多的情況困擾著制造企業(yè)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)機(jī)床在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面受到線性傳動(dòng)系統(tǒng)精度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的限制影響，還不能滿足高端制造的生產(chǎn)要求。在中國(guó)高端制造轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，張總領(lǐng)導(dǎo)公司創(chuàng)新推出的高精度傳動(dòng)系統(tǒng)定制化解決方案。該傳動(dòng)系統(tǒng)包含了多項(xiàng)行業(yè)創(chuàng)新為行業(yè)的發(fā)展提供了新的思路，包括創(chuàng)新的法蘭設(shè)計(jì)、定制化齒輪設(shè)計(jì)、定制化驅(qū)動(dòng)方案、定制化潤(rùn)滑和軸承油封，以及傳動(dòng)系統(tǒng)創(chuàng)新智能化管理。
首先，創(chuàng)新法蘭設(shè)計(jì)，有效提高傳動(dòng)系統(tǒng)組裝與生產(chǎn)效率。法蘭作為連接兩段設(shè)備的重要組件，既提供穩(wěn)固的連接，確保系統(tǒng)密封，防止泄漏，又簡(jiǎn)化了設(shè)備的拆卸和維護(hù)。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，法蘭能夠有效分散壓力，減少材料疲勞，從而提升裝配效率并降低生產(chǎn)誤差。傳統(tǒng)法蘭設(shè)計(jì)在傳動(dòng)系統(tǒng)中常面臨組裝效率低和誤差大的問(wèn)題。基于公司的數(shù)據(jù)庫(kù)資源，張總通過(guò)優(yōu)化法蘭的形狀和接口，設(shè)計(jì)出具有匹配廣泛主流電機(jī)法蘭，增加了柔性適配性，簡(jiǎn)化了裝配過(guò)程，使組件更快速、準(zhǔn)確地結(jié)合。
其次，創(chuàng)新定制齒輪設(shè)計(jì)和定制驅(qū)動(dòng)方案，以應(yīng)對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。齒輪在傳動(dòng)系統(tǒng)中的作用是負(fù)責(zé)將動(dòng)力從一個(gè)部件有效地傳遞到另一個(gè)部件。通過(guò)相互嚙合，齒輪能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力傳遞，并且可以根據(jù)齒輪的大小和齒數(shù)調(diào)整轉(zhuǎn)速和扭矩。正確的齒輪設(shè)計(jì)可以有效減少摩擦和磨損，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高運(yùn)行效率。張總通過(guò)齒輪定制化設(shè)計(jì)，選用激光焊接、法蘭連接、花鍵等不同的輸出連接形式增強(qiáng)輸出的剛度，使得齒輪能夠滿足不同使用環(huán)境的特定負(fù)載、轉(zhuǎn)速和精度需求，確保整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。同時(shí)，結(jié)合定制化驅(qū)動(dòng)方案，讓傳動(dòng)系統(tǒng)能夠在不同場(chǎng)景保持最佳效率運(yùn)轉(zhuǎn)。
此外，張總創(chuàng)新性地定制了潤(rùn)滑方案和軸承油封，通過(guò)選擇最合適的油封和潤(rùn)滑劑配方，以及根據(jù)使用情況進(jìn)行潤(rùn)滑的自動(dòng)化系統(tǒng)，有效延長(zhǎng)了設(shè)備的潤(rùn)滑持久性，從而提升了整套傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命和整體性能，確保設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的高穩(wěn)定性。更重要的是，結(jié)合傳感器和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化管理，支持實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，使管理人員能夠迅速調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，增強(qiáng)設(shè)備的適應(yīng)性與穩(wěn)定性。這種高可知性對(duì)于管理人員而言至關(guān)重要。
最后，張總在設(shè)計(jì)中注重緊湊外形，這不僅有效節(jié)省了空間，還顯著降低了系統(tǒng)的慣量，減少了因慣性引起的形變，從而提升了運(yùn)行精度。慣量是物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的能力，具體來(lái)說(shuō)，物體的慣量與其質(zhì)量成正比。對(duì)于靜止的物體來(lái)說(shuō)，慣量越大，啟動(dòng)它所需的力量就越大；對(duì)于運(yùn)動(dòng)的物體來(lái)說(shuō)，慣量越大，減速或改變運(yùn)動(dòng)方向所需的力量也越大。在傳動(dòng)系統(tǒng)中，較大的慣量會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)反應(yīng)遲緩，影響整體效率和精度。張總率先在緊湊結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)高精度與高扭矩輸出。這一設(shè)計(jì)提升了齒輪的傳動(dòng)效率，減少了能量損耗，確保設(shè)備在各種工況下的最佳性能與響應(yīng)速度，使傳動(dòng)系統(tǒng)能夠在復(fù)雜環(huán)境中保持卓越表現(xiàn)。
這只是中國(guó)高端制造發(fā)展歷程中的一小部分，而張總及其團(tuán)隊(duì)正處于這一變革的前沿。談及未來(lái)發(fā)展時(shí)，張總指出，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的不斷融合，機(jī)電一體化將邁向更高的智能化水平。這將不僅提升設(shè)備的自主決策能力，還能實(shí)現(xiàn)更加靈活的生產(chǎn)模式，滿足市場(chǎng)多樣化的需求。
在高端制造中，智能機(jī)器人正日益普及，尤其是那些集成了視覺(jué)識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的機(jī)器人。通過(guò)與機(jī)電一體化系統(tǒng)的深度結(jié)合，這些機(jī)器人變得愈加智能化，能夠執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)，并模仿人類的行為和動(dòng)作。整合先進(jìn)的傳感器、人工智能和控制技術(shù)后，機(jī)器人可以更有效地感知環(huán)境、分析數(shù)據(jù)，并作出靈活的反應(yīng)。這種智能化不僅提升了機(jī)器人的功能，還使其在生產(chǎn)流程中能更好地與人類協(xié)作，適應(yīng)不斷變化的工作需求。未來(lái)，張總相信，機(jī)器人與機(jī)電一體化的深度融合將引領(lǐng)制造業(yè)進(jìn)入一個(gè)更加智能、高效的新時(shí)代。
在未來(lái)，世辰機(jī)電將繼續(xù)投入資源于高端制造技術(shù)的研發(fā)，探索更多智能應(yīng)用場(chǎng)景，以助力中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。張總相信，在智能制造的浪潮下，世辰機(jī)電將繼續(xù)秉持“創(chuàng)新、協(xié)作、共贏”的理念，以科技推動(dòng)進(jìn)步，以智慧引領(lǐng)未來(lái)，為中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)貢獻(xiàn)更大的力量。
——信息來(lái)自：界面新聞
