科技創新與產業創新的深度融合,是培育新質生產力的關鍵所在。近年來,太原工業學院以創新為筆,以產教融合為墨,在服務區域經濟發展的畫卷上揮毫潑墨。其中,機械工程學科“智能裝備數字化設計與制造技術”團隊尤為亮眼——這支平均年齡僅35歲的年輕科研團隊,始終扎根產業一線,以一項項突破性成果為區域創新發展注入強勁動能。他們不僅搭建起高校科研與產業需求的對接橋梁,更在新質生產力賽道上跑出了“創新賦能”的加速度。今天,讓我們走近這支青春洋溢的科研團隊,解碼他們推動科技與產業同頻共振的創新實踐。
“企業遇到的技術瓶頸,就是我們科研攻關的靶心。”太原工業學院“智能裝備數字化設計與制造技術”團隊負責人李燁的這句話,道出了團隊與晨虹(天津)科技股份有限公司合作的精髓。在雙方合作開展的技術攻堅戰中,這群平均年齡35歲的科研人員以實驗室為起點,以生產線為考場,用創新技術交出了一份產學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車座椅皮革造型孔加工領域頗具影響力的企業,然而在發展進程中遭遇了一系列困境:生產效率低下,使得企業的產能難以滿足市場日益增長的需求﹔沖孔精度欠佳,導致產品質量參差不齊,影響了企業的市場效益﹔更為嚴峻的是,面對復雜圖案孔位,傳統工藝根本無法進行加工,這極大地限制了企業產品的創新與多樣化發展,嚴重制約了企業的發展步伐。
“我們花了整整3個月時間駐廠調研。”團隊核心成員谷正釗、唐亮、李帥幾個年輕人回憶說。那段時間,他們白天穿梭在生產車間,記錄每個生產環節的數據﹔晚上與企業技術骨干開展頭腦風暴,最終確定了“多沖針整版沖壓模具設計”的創新方案,並成功研制出大幅面皮革制品多孔快速成型自動化智能化設備。企業應用這一技術成果后發生了翻天覆地的變化,生產效率如同裝上了高速引擎,提升幅度高達60%,經濟效益也隨之大幅增長,僅此一項每年可為企業帶來1770萬元的可觀收益。“更重要的是,我們公司成功實現了跨越式發展與轉型升級,在激烈的市場競爭中脫穎而出,煥發出新的生機與活力。”該企業負責人感慨萬千。
科研攻關的腳步從未停歇。在解決晨虹(天津)科技股份有限公司的技術難題后,團隊立即轉向太原中金天威不鏽鋼管股份有限公司的生產痛點——表面缺陷檢測大難題。“傳統的人工檢測方式如同霧裡看花,效率低下且誤差極大,難以滿足現代工業對產品質量與生產效率的高標准。”團隊成員王俊清、史燕告訴記者,“經常因為檢測手段不達標導致有缺陷的產品流入市場,這成了制約企業發展的痛點。”憑借著深厚的專業基礎與敏銳的技術洞察力,團隊精准把脈,靶向“治療”,成功開發出一套高效、精准的不鏽鋼管表面缺陷尺寸自動化檢測設備。“這套設備好比是為企業安裝了‘電子眼’,能夠快速、准確地檢測出不鏽鋼管表面的缺陷,投入使用后,企業的生產效率顯著提升25%,每年可為企業帶來1100余萬元的經濟效益,既保障了產品質量,也增強了企業的核心競爭力,為企業在競爭中贏得先機。”這樣的成績令團隊和企業都振奮不已。
在幫助企業破解難題的過程中,太原工業學院“智能裝備數字化設計與制造技術”科研團隊創造性地應用人工智能為技術賦能。“這是實現創新突破的關鍵法門。”團隊負責人趙鵬飛表示。
“傳統數控沖孔機單沖針往復運動的沖孔方式存在著諸多弊端,尤其是在面對孔間距過小、加工復雜圖案等問題時,顯得力不從心。”李燁表示,在“專用皮革制品大幅面多孔快速成型設備”項目中,團隊大膽創新,摒棄了傳統方式,採用多沖針整版沖壓模具設計。“這一設計就如同為沖孔設備插上了翅膀,‘單兵作戰’變成了‘軍團作戰’,生產效率實現了幾千倍的增長。”但團隊成員也發現,對於高密度復雜孔位圖案,僅僅依靠多沖針整版沖壓模具設計還遠遠不夠。經過深入研究和反復試驗,他們巧妙進行分模設計,通過更換沖壓模具多次沖裁,成功攻克了這一長期困擾企業的難題,為企業產品的多樣化設計提供了可能。
其中自動化換模加工技術是實現上述功能的核心。“以全自動更換模具替代原來的人工打孔,基於自動化設備能夠實現多種模具的快速更換與高精度定位,各工位模架和工裝器具自動定位,加工孔位公差小於0.05mm。”趙鵬飛介紹說,為了確保加工精度,團隊借助高精度滾珠絲杠傲世皇朝代理注册組合、導套—導柱、斜面定位、激光定位等多種先進方式,如同為設備安裝了精密的導航系統,加工精度得以有效保障。“我們目前正在設計智能化打孔設備,它具備可編程、可拓展遠程控制能力,就像一個智能管家,能夠實現無人化生產與實時監控,還配備智能中斷功能,在保障生產效率的同時,全方位守護工作人員的安全,真正將智能設計融入產業化生產,確保效率與安全齊頭並進。”
在“不鏽鋼管生產關鍵工藝智能裝備研制項目”中,面對企業提出的不鏽鋼管表面缺陷檢測的難題,團隊成員程麗霞和吳璞發現問題的關鍵是技術:“因為傳統人工檢測不僅效率低還容易出錯,讓工人用肉眼在成千上萬根管子上找細小瑕疵,既累又容易看漏。”為此,團隊採用機器視覺與人工智能技術,為檢測設備配備了“電子眼睛”,可捕捉不鏽鋼管表面的細節,同時借助人工智能這一“智慧大腦”,對“電子眼睛”採集的海量數據進行智能分析,高效識別劃痕和砸坑等表面缺陷。為確保“電子眼睛”無死角覆蓋目標,團隊創新設計了“四隻眼睛”環形布置方案,使不鏽鋼管的外表面完全置於監控視野之內。此外,為保証成像清晰,團隊還精心設計了多光源疊加照明方案﹔針對復雜場景下小缺陷難以識別及強光反射干擾檢測精度的問題,團隊持續優化人工智能的檢測算法網絡結構,並引入圖像增強和圖像處理等多種技術手段,如同精密的濾波器一般,全面精准濾除不利因素,顯著提升了缺陷檢測算法的魯棒性。
“通過反復調整程序參數,並不斷優化生產工藝流程,設備在不鏽鋼管表面缺陷檢測方面的性能得到顯著提升。”程麗霞、吳璞表示,目前,檢測長度6米、管徑20mm至40mm的標准不鏽鋼管件的速度已提升至15秒/根,較原有速度提升了5倍,缺陷檢出率高達97%以上,漏檢率降至原來的一半。“不管工廠環境多復雜、光線多暗,這套系統都能自動、智能地完成檢測工作,就像一個不知疲倦的質檢員夜以繼日地工作,解決了我們的老大難問題。”企業車間技術人員的反饋充滿欣喜。
值得一提的是,“智能裝備數字化設計與制造技術”科研團隊的這兩個項目均採用模塊化設計理念。“這種設計讓設備具有極強的擴展性和兼容性。”趙鵬飛解釋說,“以皮革成型設備為例,企業后續如需增加新的加工工藝,隻需更換相應功能模塊即可,無需對設備進行整體改造。”這種前瞻性設計,為企業設備未來升級預留了充足空間。
“近年來,學校聚焦科技創新這一核心驅動力,通過打造產學研協同創新生態,讓實驗室裡的科研成果‘走出圍牆’,真正轉化為推動產業升級的現實生產力。”太原工業學院副院長趙志誠表示。
據介紹,“智能裝備數字化設計與制造技術”科研團隊依托“山西省數字化設計與制造科技創新中心”和“山西省直升機智能制造關鍵技術工程研究中心”兩個省級平台,與企業共建“山西省銅基新材料現代產業學院”“智能裝備產業研究院”,已建立起常態化產學研對接機制。
“圍繞企業技術需求開展定向研發,推動高校科研成果與企業生產需求精准匹配,實現研發—轉化—應用的無縫銜接,推動教育鏈、人才鏈與產業鏈、創新鏈深度融合,讓科技創新成果在山西產業發展的沃土上落地生根、開花結果,以實際行動踐行高校服務社會的責任擔當。”提及“智能裝備數字化設計與制造技術”科研團隊的成果時,太原工業學院院長梁玉蓉表示,通過持續加大對前沿科技領域的研發投入等舉措,太原工業學院以人工智能、新能源、新材料等戰略性新興產業為突破口,組建跨學科科研攻關團隊,構建“基礎研究—技術開發—成果轉化”全鏈條創新體系,讓科技創新成為驅動區域經濟發展的強勁“引擎”。該校領導班子還身體力行,用腳步丈量產業需求,深入走訪調研全國多地行業領軍企業,主動對接區域戰略性新興產業與傳統優勢產業發展需求,不斷深化與行業企業、科研院所的戰略合作。
“近年來,學校將服務地方高質量發展作為重要使命,並立足區域發展實際需求,充分發揮高校人才與科研優勢,通過整合政府、企業、科研機構等多方資源,深化產學研合作,與屬地及企業建立緊密聯動機制,全力構建校地協同發展、共生共榮的高質量發展新格局。”該校黨委書記韓澤春表示,“展望未來,學校將始終錨定‘以服務求支持,憑貢獻促發展’的核心理念,緊扣山西產業轉型脈搏,從政策、資源、人才多維度發力,加速科研成果向現實生產力轉化,在新質生產力澎湃發展的時代浪潮中,奮力書寫新時代改革奮進的壯麗篇章。”(記者李林霞 通訊員王麗平)
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