本報(bào)記者 李潤釗

指尖在鍵盤上翻飛，眼前屏幕里的數(shù)字孿生生產(chǎn)線隨之精準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)……在日前舉行的2025年福建省“匠心杯”數(shù)字孿生智能制造技能競賽現(xiàn)場，沒有金屬碰撞的火花，卻有59名技術(shù)能手同場比拼，進(jìn)行著一場聚焦“未來制造”的“微米級(jí)”較量。

一個(gè)人操控一座工廠

完成數(shù)控設(shè)備的調(diào)試與控制、進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的調(diào)試與控制、操作智能制造控制系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行調(diào)試……在廈門市工匠學(xué)院、廈門數(shù)智產(chǎn)業(yè)產(chǎn)教融合基地搭建的競賽現(xiàn)場，當(dāng)看到機(jī)器人精準(zhǔn)抓取一根圓柱鐵坯放入機(jī)床，參賽選手、路達(dá)（廈門）工業(yè)有限公司技術(shù)中心工程師宋存強(qiáng)深吸了一口氣。

此刻，他用近兩個(gè)小時(shí)構(gòu)建起的“智能工廠”，已經(jīng)在數(shù)字孿生的鏡像空間里正式“開工”。

在這場由福建省總工會(huì)主辦，省機(jī)械化工礦冶工會(huì)工作委員會(huì)與廈門市總工會(huì)承辦的競賽中，宋存強(qiáng)和選手們要在不到3個(gè)小時(shí)時(shí)間里，通過眼前的數(shù)字孿生虛實(shí)融合智能制造實(shí)訓(xùn)臺(tái)，快速構(gòu)建控制程序，完成規(guī)定任務(wù)。

“就像設(shè)計(jì)精密的齒輪，每個(gè)齒牙都要嚴(yán)絲合縫?！辟惡螅未鎻?qiáng)感嘆道。

“夾具松開早0.1秒，工件就會(huì)墜落；車門開啟晚0.5秒，機(jī)械臂就可能與機(jī)床車門相撞。”競賽協(xié)辦單位鳳凰創(chuàng)壹董事長林慶平博士為記者解析一行行代碼背后的“要義”。

與曾經(jīng)舉辦的金磚國家職業(yè)技能大賽所采用的雙人協(xié)作模式不同，本次競賽要求選手獨(dú)立完成整條智能產(chǎn)線的控制：從立體倉庫取料到AGV運(yùn)輸，從機(jī)械臂上下料到車銑復(fù)合加工的全流程協(xié)同都交由一名技術(shù)人員負(fù)責(zé)控制。

虛擬環(huán)境中找到最優(yōu)解

機(jī)器人Modbus通信配置、PLC編程模擬……賽場上，來自南孚電池的電氣工程師王立良快速“掃描”任務(wù)清單。

從電氣工程師到智能制造工程師轉(zhuǎn)型，是王立良在參加此次競賽前，為自己定下的職業(yè)目標(biāo)。這個(gè)轉(zhuǎn)型的念想，源自2024年他親歷的一場因PLC程序漏洞導(dǎo)致的產(chǎn)線停工。王立良告訴記者：“如果當(dāng)時(shí)有數(shù)字孿生提前虛擬試錯(cuò)，損失完全可以避免?！?/p>

“數(shù)字孿生遠(yuǎn)非一個(gè)靜態(tài)的3D模型或仿真動(dòng)畫，它是一個(gè)‘活’的鏡像。孿生體能夠自主接收信號(hào)、發(fā)送信號(hào)、傳遞信號(hào)，與其他孿生體或物理真機(jī)實(shí)現(xiàn)自主交互?！绷謶c平解釋道。他向記者展示了數(shù)字孿生系統(tǒng)中加工中心刀具的實(shí)時(shí)感知?！爱?dāng)虛擬刀具接觸工件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)材料特性、轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等參數(shù)，動(dòng)態(tài)計(jì)算受力情況和切削效果。工程師可以據(jù)此優(yōu)化加工參數(shù)，在虛擬環(huán)境中找到最優(yōu)解，避免在真實(shí)設(shè)備上反復(fù)調(diào)試造成的浪費(fèi)?！绷謶c平說。

“這場競賽讓我從以前聚焦‘如何實(shí)現(xiàn)單個(gè)設(shè)備的控制’，轉(zhuǎn)變?yōu)椤忠暯恰瘍?yōu)化編程質(zhì)量、提升生產(chǎn)效率?！蓖趿⒘计诖\(yùn)用賽場上練就的數(shù)字孿生技術(shù)，為自己所在的自動(dòng)化車間搭建一套“活”的數(shù)字孿生模型，以預(yù)測性維護(hù)替代“搶修式”維修，提升工作效率。

加速鍛造未來“新工匠”

在賽場外，有一臺(tái)選手們進(jìn)行線下培訓(xùn)的數(shù)控i8多軸訓(xùn)練機(jī)。這臺(tái)總價(jià)值20萬元的訓(xùn)練設(shè)備，正在運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)“模擬”一套價(jià)值470萬元的進(jìn)口五軸加工中心的工件加工流程。而在真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境中，若是損壞加工中心的一把刀具，就要花費(fèi)企業(yè)10萬元的更換費(fèi)用。

不同于市面上單一型號(hào)的數(shù)控訓(xùn)練系統(tǒng)，這臺(tái)搭載了數(shù)字孿生技術(shù)的訓(xùn)練設(shè)備僅僅需要更換面板貼膜，便可支持多達(dá)25種數(shù)控設(shè)備的綜合實(shí)訓(xùn)?！艾F(xiàn)在學(xué)員可以無限次免費(fèi)試錯(cuò)?！绷謶c平表示，“數(shù)字孿生技術(shù)就這樣改變技術(shù)人才培育的生態(tài)。”

而宋存強(qiáng)所在公司的主營產(chǎn)品需要行業(yè)中少用的磨拋工藝，技術(shù)人才培育一度陷入困境。

“以前培養(yǎng)一個(gè)合格的技術(shù)員至少需要兩年時(shí)間。”回憶自己跟著師傅學(xué)習(xí)的過程，宋存強(qiáng)記憶猶新。如今，在數(shù)字孿生技術(shù)加持下，學(xué)員在數(shù)字孿生虛實(shí)融合訓(xùn)練機(jī)上便能體驗(yàn)1：1還原的實(shí)操教學(xué)，數(shù)字孿生系統(tǒng)還可以復(fù)現(xiàn)各種難遇的設(shè)備故障，經(jīng)驗(yàn)積累速度提升300%。

但行業(yè)高端人才缺口依然巨大。大賽協(xié)辦單位廈門市制造業(yè)工會(huì)聯(lián)合會(huì)的一項(xiàng)調(diào)研顯示，當(dāng)前既懂機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣控制，又能建模優(yōu)化產(chǎn)線的復(fù)合型技術(shù)員，成為企業(yè)競相爭奪的“香餑餑”。

本次競賽中，省、市總工會(huì)通過線上數(shù)字孿生仿真教學(xué)方式，為參賽選手提供了為期一個(gè)月的免費(fèi)線上數(shù)字孿生仿真培訓(xùn)，并開放數(shù)字孿生虛實(shí)融合實(shí)驗(yàn)臺(tái)，為職工們提供兩次線下集訓(xùn)機(jī)會(huì)。

“競賽像一面鏡子，照出了產(chǎn)業(yè)對(duì)人才需求的深刻變化，也像一座熔爐，加速鍛造著符合未來需求的‘新工匠’?！绷謶c平感嘆道，“我們期待以賽促學(xué)、以賽促用，讓更多年輕工匠擁抱數(shù)字化轉(zhuǎn)型的東風(fēng)，用技能照亮前程?！?/p>