|
) c2 o& N9 i4 K2 p+ A$ i" P5 X% ?
众所周知，长兴岛上集聚了不少“航母”级海装企业，江南造船、沪东中华、振华重工、中远海运等著名龙头企业齐聚于此，很多国之重器和国际领先的海工产品也在此诞生，海洋装备产业已形成相当规模。近年来，聚焦船舶海工、环保科技、智能智造和绿色科创四大产业方向，一批集聚度高、关联性紧、竞争力强的重大项目和配套产业项目相继落户长兴岛，为海装产业发展提供了强大的技术支撑。位于长兴岛的上海交通大学上海长兴海洋实验室（以下简称“长兴海洋实验室”），就在用实践“趟”出一条校企联合攻关成果转化的路径，成为长兴岛海洋新质生产力发展的强大驱动引擎。
$ A& ]0 r, n" Y9 ~0 Q6 u; D 科技创新催生新质生产力
/ ^: ]6 h) S; X _7 a 
# U! K, J7 {8 Y4 A# `- L 科技原始创新是催生新质生产力、引领高品质发展的核心抓手。 ! d1 K. N: n% q7 H2 D
由上海交通大学建造的长兴海洋实验室以自主研发高端海洋装备为核心，凝练大科学和大工程难题，有组织开展战略性、原创性、前瞻性的科学研究与技术攻关。目前，重点布局智能制造、智能装备、绿色动力、资源开发、水下技术、深海探测与极地科学等研究方向。实验室占地面积236亩，规划建设8幢实验大楼，总建筑面积约27万平方米，于2021年9月启动建设，一期建设数字中心、智能制造、智能装备、绿色动力、远海保障5幢实验大楼，将于2025年上半年全部正式启用。
8 J- y7 s- q {, j! g. T+ B* B 走进长兴海洋实验室智能制造大楼实验区，桁架机械手、激光打码机、分拣磁吸抓手、agv(搬运机器人)、搬运机械手、打磨机器人、装焊机器人等分工不同的“机器人”正在数字模型驱动下通力合作，进行船舶零件标识分拣、开坡口、打磨、精度测量、组立装焊、大部件装配，最终完成一个船舶小组立的建造。
2 I, l* S2 U1 c1 q& z& }: W; v 
# c4 R8 d8 d' K
小组立是船舶建造的关键阶段。船舶制造属于典型的劳动密集型产业，建造过程分为零件加工与配套、小组立、中组立、大组立、分段总组、船体合拢等多个阶段。传统依靠人工建造船舶的模式，效率较低，难以满足高质量发展的需求。“一条船有数十万个零件，每个零件都有唯一的身份标识，标识一般由十几个字符组成。人工标识一条船的零件，就相当于写了一部《红楼梦》，工作量极其庞大。”长兴海洋实验室船舶数字孪生技术研究中心负责人、研究员胡小锋介绍，正在调试中的船舶小组立无人化产线全部采用激光自动标识，可极大缩短零部件的识别时间，并提高识别准确性。 5 q( D' r, U- K2 @$ |+ [1 m
这条由长兴海洋实验室自主研发的船舶小组立无人化产线包括4台自动化装备和1套数据模型驱动的ai控制系统，具体包括标识与分拣装置、零件自由边打磨设备、小组立智能装焊设备以及大部件装配设备。这些装备将小组立产线长度由传统的约300-500米，缩短至70米左右，一个1.5米×2米的小组立建造周期由传统的13天左右，缩减至1天，不仅节省了人力，还极大地缩短了无效等待时间。 ' ^8 ~* k) c* b/ S3 T
8 W9 u H: J% _' R “数十万个零件，就如同数十万件衣服、袜子无序叠放。人工分拣，易忘、难找，出错概率高，那场景就好像早上起来满抽屉找袜子配对。”胡小锋形象地比喻，改用全自动分拣之后，可以确保100%的准确率，同时大幅提升效率，人工分拣1个零件平均需要1分钟，自动分拣只需要半分钟，效率提高了1倍。 6 G; @6 M$ n7 K* Z& r. ~
2 X7 O9 r' ~* O9 g! `7 H- q 造船生产流程的“脱胎换骨”，不仅提升了造船效率和质量，以机器人代替人工作业，还能将工人从有危害、繁重的作业环境中解脱出来。例如，切割生成的船舶零件，自由边有毛刺、锐角，需要打磨处理。但船舶的零件大小、形状轮廓差别很大，目前船厂主要依靠人工打磨，打磨过程产生的金属粉尘，吸入后会形成“铁肺”，危害人体健康，而且工作负荷也很大，容易疲劳。1个人每天平均只能打磨320米，而采用模型驱动的自动打磨装备，1台设备每天就可以打磨1000米左右。 1 Z% e5 l: g; q( ^6 [6 V8 } ?
“船舶小组立目前的车间作业计划是以天为单位的，而我们自主研发的小组立无人化产线的运行控制是以秒为单位的，并且是全国首创，预计今年7月份建成。”胡小锋介绍，这条小组立无人化产线投产后，每年预计可产出11000吨小组立，等同于110个工人的年产量，成本可降低60%以上。
' ]4 P0 H( u6 X# |. C% d 校企合作加速科研成果转化
% G6 n0 G. \8 A 从科技创新到形成新质生产力，涉及成果转化。
0 Y/ ?* M6 x$ b$ X4 A5 o “我们的目的是解决船企依靠人工作业、生产效率低、制造周期长等问题，江南造船、沪东中华、中远海运等企业一直在关注并参与这条生产线的研制。”上海交大海装基地联合直属党支部书记蒋如宏告诉记者，这条生产线将数字技术、ai人工智能技术等融入到传统的船舶制造工作中，既可降低船厂工人劳动强度，大大提高船厂小组立建造效率，又能创造高效整洁、绿色友好的生产环境。
' C% Q/ w, o6 n 作为上海交通大学和船舶制造企业联合技术研究、应用的纽带，长兴海洋实验室将高校的技术成果从纸上落到实验基地，经放大试验，再从实验基地走进制造车间，既减少了企业新技术研发和应用的风险，也加速了高校技术的应用和成果转化。
% j' Y' t. @# Q! t# V" P+ H 
- a4 _. N& Z+ ?# U- ^' Z4 q; i “船厂有着丰富的造船经验和工艺知识，同时有实际船舶制造场景和智能制造新模式的新需求。”蒋如宏说，“我们一直在与江南造船、中远海运重工、外高桥船厂等船企合作进行探索，小组立无人化产线就是按照实景1:1的比例打造，上海及长三角地区多家单位参与研制，待技术测试稳定即可引入船厂。”
r) k* f7 n! ^% v% F1 p 
6 P9 J' V7 Z% @# e
长兴海洋实验室除了研制船舶小组立无人化产线，还取得了攻关深海采矿关键核心技术、研制深水arv装备系统、自主研制九自由度波浪补偿栈桥系统、设计合成主链降解防污新型涂料等多项集成攻关研究成果，是海洋领域基础研究与应用研究一体化、海洋工程与海洋科学充分结合的全新学科形态。
) f# @5 z5 c+ [* E9 P8 J2 z* J 当前，全球造船业竞争日趋激烈，在新的产业竞争环境下，造船企业核心竞争要素由设施规模、劳动力成本向先进技术、智能装备、管理和服务转变，大力应用新一代信息技术，加快推进智能船厂建设成为当前世界造船业发展的主要趋势。长兴海洋实验室的建设，不仅将推动海洋装备和科学的发展，也将为上海乃至全国的海洋经济和安全提供强有力的支撑和保障。 8 U+ L! X9 g/ R
记者：国珊珊 " m2 j5 r, L8 k1 J G" `$ k
摄影：吴雄
/ v6 F" V9 M4 e) a# \1 R3 M- s, _, o 编辑：陆海华 3 H- T I9 T. A0 a% P0 x; ~
上观号作者：上海崇明
/ u8 j% O3 U' m+ N" L+ N" t
. n f/ C8 B5 Q, r4 v
: W( z: l1 ]' W9 b5 y3 Z% _0 ~
T+ E [9 V0 O1 {, i$ x8 n& c# k( p7 r
| 
