中国青年报客户端讯(王一凡 宋凯 张颖 中青报·中青网记者李超)凌晨两点,某汽车零部件厂车间仍在运转。监控大屏突然弹出预警,机械臂信号出现微小偏移,系统判定存在碰撞风险,随即自动调整。五分钟后,异常解除,生产恢复如常。
这是扬州大学“数联智控”学生团队研发的数字孪生管控系统,在真实工厂中应用的一幕。
三年来,团队将代码写进车间,用论文“浇筑”产线,构建了一套轻量化、可扩展的“数字孪生系统”,实现了对制造过程的实时映射、智能诊断与超前预警,为中小企业提供低成本、高效率的智能化升级方案。
2022年秋,某汽车零部件厂一条刚投产的自动化冲压线突然“罢工”,损失惨重。作为校企合作项目成员,扬州大学机械工程学院本科生顾天乐第一时间赶到现场,与维修团队连续排查两周,最终发现罪魁祸首竟是一个毫秒级的信号延迟。
这一经历让顾天乐萌生想法:“如果能给每条产线造个‘数字副本’,提前模拟运行、预判风险,事故是不是就能避免?”
他立即联合几位“志同道合”的同学组建了一支跨学科学生团队,立志为中小制造企业打造一个会感知、能预警、可决策的“数字大脑”。
然而,现实远比设想复杂。“设备老旧、协议封闭、数据不通,课本模型根本连不上真实机器。”团队骨干李浩宇回忆。
为此,他们选择住进工厂,白天记录设备运行参数,晚上调试模型代码。在一次次深入车间的“贴地飞行”后,他们意识到,中小企业设备杂、预算少,无法照搬大型企业的高成本数字孪生方案。
团队决定另辟蹊径,不追求全息仿真,转而开发轻量化数字孪生体。通过聚焦关键环节,并采用边缘计算技术,将模型部署于本地控制电脑,无需云端即可实时响应。这一设计将设备响应时间从20毫秒压缩至2毫秒以内,真正实现成本低、部署快。
团队还融合AI与“具身智能”理念,赋予系统自组织、自决策、自学习能力,并搭建“柔性数据中台”,打破不同品牌设备间的“语言障碍”,实现多源数据融合。
上线以来,系统故障预警准确率达92%,平均停机时间缩短67%,相关技术已申请发明专利11项,发表SCI论文3篇。
如今,系统已在扬力集团稳定运行超半年,成功助力产线效率从每小时220件提升至286件,综合成本降低20%,并相继落地大全集团、针永集团,实现了从“单点试用”到“跨企复制”的突破。
“我们希望用技术为传统制造注入新动能。”顾天乐说。未来,团队计划将系统推广至航空航天、新能源汽车等高端领域,让“智慧种子”在中国制造的土壤中长成“数字森林”。
