數字孿生，在雲端建一座聰明工廠

——垂直大模型賦能產業高質量發展（六）

數字大屏上，自動化設備高速運轉，天車有序穿梭。輕點鼠標，每根軋輥的產品編碼、加工參數清晰呈現。輸入信息、調整參數，就能快速得到一個設備配置更合理、運行更高效的產線方案。

這是寶武智維中鋼邢機打造的數字孿生工廠：虛擬世界裡運轉的模型，對應的是現實中一模一樣的工廠。

去年，寶武智維中鋼邢機研發出數字孿生大模型，將現實中的工廠“復制”到雲端。工作人員通過三維數字模型即可直觀掌握生產全局，每台設備運行狀態、每根軋輥生產過程都能隨時查看，降低試錯成本，實現高效生產。

在操作面板輸入產品編碼，屏幕顯示一條清晰的運動軌跡，目標軋輥位置輕鬆鎖定。近日，寶武智維中鋼邢機加工五分廠，精車操作工王秋波按照軌跡操控天車將軋輥吊起，精准“架”在機床上。整個流程絲滑順暢，一氣呵成。

軋輥是軋機上最重要的部件，外形酷似擀面杖，鋼材薄厚、成型，都要靠軋輥來實現。一根用來加工軋輥的精鋼毛坯重十來噸。

“這麼重的大家伙卻經常‘玩失蹤’。”王秋波說，軋輥制造屬於典型的傳統離散型生產模式，制造工藝復雜。一根軋輥，生產過程要經歷數十道工序，周期長達1到3個月。其間，軋輥或為其他產品騰挪空間，或等待“組團”熱處理，頻繁的調度轉移，“找輥難”成為生產痛點。

以前，找軋輥更多是憑印象靠記憶，數百上千根軋輥分散車間，尋找起來如同大海撈針，生產調度效率低下。如今，數字孿生大模型的投用，讓這一難題迎刃而解。

數字孿生，是一種虛實融合的復合技術，通過建立三維數字模型，將現實生活中的場景實景復刻，在虛擬世界中打造一個“雙胞胎”。

建一個一模一樣的數字孿生工廠，首先要把現實中的每台設備、每根軋輥都接入物聯網。

為此，寶武智維中鋼邢機信息管理部負責人朱新寧帶領團隊，在全廠482台關鍵生產裝備上加裝集成式傳感單元與數據採集模塊，這些就像觸手和眼睛，自動採集和監測28000余項運行參數，實時對生產過程進行跟蹤和研判。

“我們在數字孿生平台建立產品與物料自動定位追蹤模塊，從澆注成型后的第一道工序開始，就為每根軋輥建立了唯一的數字身份。”朱新寧說，平台能實時採集軋輥的位置數據，即使在高溫熱處理等極端工況下，基於抗干擾的數據傳輸技術，依然能保持定位信息的實時更新和完整追溯，一舉解決了困擾企業多年的“找輥難”，保障了生產連續穩定運行。

以虛映實，只是數字孿生的第一步。

在朱新寧看來，相比傳統制造，基於數字孿生技術的智能制造一大優勢在於精准控制。他們要做的是，借助數字孿生大模型，以虛控實、以虛優實，實現對生產運營狀況的感知、優化和產能調配。

在寶武智維中鋼邢機鑄鐵分廠，23台天車在20多米空中有序作業。在這裡，每台天車的運行軌跡都是借助AI算法智能規劃的最優路徑。

不止把“找輥難”變“找輥快”，在數字孿生平台產品與物料自動定位追蹤模塊，23台天車以3D模型方式一對一展示，它們的運行軌跡，均以紅色彈簧線般的動態線條呈現，天車作業的關鍵節點還標注有醒目的藍寶石圖標。

“軋輥制造具有多品種、小批量、定制化等特點，生產過程自動化流水線作業實現難度大，很容易導致設備資源使用沖突、空間資源佔用沖突，最終影響生產計劃的執行效率。”朱新寧說，比如在鑄鐵分廠，天車經常被用來吊運鐵水包進行離心澆注，整個過程要持續30多分鐘。這就需要合理規劃每台天車的運行路線，確保都能高效運轉。

數字孿生平台精確記錄每台天車運行距離、空載距離、載重距離等運行數據，通過建模預測與仿真優化，能夠計算出效率最優、成本最低的運行軌跡，讓生產調度從“憑經驗”轉向“看數據”。

除了可視、可管，數字孿生平台還能“預測未來”。

打開數字孿生平台設備狀態模塊，一串串數字不斷跳動，冶煉爐、熱處理爐、離心機、加工機床等關鍵生產裝備的監測信息和運行狀態一目了然。

“依托海量採集數據，我們構建了設備健康評估模型、故障預警模型與遠程診斷模型，對設備進行在線監測、智能診斷，實現了設備劣化趨勢識別、潛在故障預判與異常根源定位，大大減少了設備閑置與故障停機時間。”朱新寧說。

通過虛擬仿真與實時數據驅動，這座數字孿生工廠帶來了實打實的效益。

數據顯示，數字孿生大模型投用后，企業生產效率提升22%，物流轉運效率提升32.9%，設備故障停機時間縮短55%、維護成本降低38%，主要設備綜合效率提升至89%。目前，寶武智維中鋼邢機的數字孿生大模型已推廣至3家示范企業，形成了一套可復制的“物聯網+數字孿生”智能制造解決方案，為制造業智能化升級提供借鑒。

接下來，寶武智維中鋼邢機還將把數字孿生拓展至冶煉、熱處理等全流程生產環節，構建從原料到成品的全鏈路數字鏡像，讓整個生產流程借助數據“連”成一體。未來，企業通過快速仿真模擬，在數字孿生工廠就能預演生產計劃，驗証排產排程的合理性，預測可能出現的問題，提前優化解決，最終實現計劃可模擬、過程可追溯、瓶頸可預見的智能化轉型。（記者賈楠）