

科技创新与产业创新的深度融合,是培育新质生产力的关键所在。近年来,太原工业学院以创新为笔,以产教融合为墨,在服务区域经济发展的画卷上挥毫泼墨。其中,机械工程学科“智能装备数字化设计与制造技术”团队尤为亮眼——这支平均年龄仅35岁的年轻科研团队,始终扎根产业一线,以一项项突破性成果为区域创新发展注入强劲动能。他们不仅搭建起高校科研与产业需求的对接桥梁,更在新质生产力赛道上跑出了“创新赋能”的加速度。今天,让我们走近这支青春洋溢的科研团队,解码他们推动科技与产业同频共振的创新实践。

(讨论项目方案)

(加工项目所需零部件)

(运用机器人进行智能焊接操作)

(调试项目程序)
直面产业痛点
实验室到生产线的精准破局
“企业遇到的技术瓶颈,就是我们科研攻关的靶心。”太原工业学院“智能装备数字化设计与制造技术”团队负责人李烨的这句话,道出了团队与晨虹(天津)科技股份有限公司合作的精髓。在双方合作开展的技术攻坚战中,这群平均年龄35岁的科研人员以实验室为起点,以生产线为考场,用创新技术交出了一份产学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车座椅皮革造型孔加工领域颇具影响力的企业,然而在发展进程中遭遇了一系列困境:生产效率低下,使得企业的产能难以满足市场日益增长的需求;冲孔精度欠佳,导致产品质量参差不齐,影响了企业的市场效益;更为严峻的是,面对复杂图案孔位,传统工艺根本无法进行加工,这极大地限制了企业产品的创新与多样化发展,严重制约了企业的发展步伐。
“我们花了整整3个月时间驻厂调研。”团队核心成员谷正钊、唐亮、李帅几个年轻人回忆说。那段时间,他们白天穿梭在生产车间,记录每个生产环节的数据;晚上与企业技术骨干开展头脑风暴,最终确定了“多冲针整版冲压模具设计”的创新方案,并成功研制出大幅面皮革制品多孔快速成型自动化智能化设备。企业应用这一技术成果后发生了翻天覆地的变化,生产效率如同装上了高速引擎,提升幅度高达60%,经济效益也随之大幅增长,仅此一项每年可为企业带来1770万元的可观收益。“更重要的是,我们公司成功实现了跨越式发展与转型升级,在激烈的市场竞争中脱颖而出,焕发出新的生机与活力。”该企业负责人感慨万千。
科研攻关的脚步从未停歇。在解决晨虹(天津)科技股份有限公司的技术难题后,团队立即转向太原中金天威不锈钢管股份有限公司的生产痛点——表面缺陷检测大难题。“传统的人工检测方式如同雾里看花,效率低下且误差极大,难以满足现代工业对产品质量与生产效率的高标准。”团队成员王俊清、史燕告诉记者,“经常因为检测手段不达标导致有缺陷的产品流入市场,这成了制约企业发展的痛点。”凭借着深厚的专业基础与敏锐的技术洞察力,团队精准把脉,靶向“治疗”,成功开发出一套高效、精准的不锈钢管表面缺陷尺寸自动化检测设备。“这套设备好比是为企业安装了‘电子眼’,能够快速、准确地检测出不锈钢管表面的缺陷,投入使用后,企业的生产效率显著提升25%,每年可为企业带来1100余万元的经济效益,既保障了产品质量,也增强了企业的核心竞争力,为企业在竞争中赢得先机。”这样的成绩令团队和企业都振奋不已。
破解技术创新密码
AI赋能传统制造智能蝶变
在帮助企业破解难题的过程中,太原工业学院“智能装备数字化设计与制造技术”科研团队创造性地应用人工智能为技术赋能。“这是实现创新突破的关键法门。”团队负责人赵鹏飞表示。
“传统数控冲孔机单冲针往复运动的冲孔方式存在着诸多弊端,尤其是在面对孔间距过小、加工复杂图案等问题时,显得力不从心。”李烨表示,在“专用皮革制品大幅面多孔快速成型设备”项目中,团队大胆创新,摒弃了传统方式,采用多冲针整版冲压模具设计。“这一设计就如同为冲孔设备插上了翅膀,‘单兵作战’变成了‘军团作战’,生产效率实现了几千倍的增长。”但团队成员也发现,对于高密度复杂孔位图案,仅仅依靠多冲针整版冲压模具设计还远远不够。经过深入研究和反复试验,他们巧妙进行分模设计,通过更换冲压模具多次冲裁,成功攻克了这一长期困扰企业的难题,为企业产品的多样化设计提供了可能。
在“不锈钢管生产关键工艺智能装备研制项目”中,面对企业提出的不锈钢管表面缺陷检测的难题,团队成员程丽霞和吴璞发现问题的关键是技术:“因为传统人工检测不仅效率低还容易出错,让工人用肉眼在成千上万根管子上找细小瑕疵,既累又容易看漏。”为此,团队采用机器视觉与人工智能技术,为检测设备配备了“电子眼睛”,可捕捉不锈钢管表面的细节,同时借助人工智能这一“智慧大脑”,对“电子眼睛”采集的海量数据进行智能分析,高效识别划痕和砸坑等表面缺陷。为确保“电子眼睛”无死角覆盖目标,团队创新设计了“四只眼睛”环形布置方案,使不锈钢管的外表面完全置于监控视野之内。此外,为保证成像清晰,团队还精心设计了多光源叠加照明方案;针对复杂场景下小缺陷难以识别及强光反射干扰检测精度的问题,团队持续优化人工智能的检测算法网络结构,并引入图像增强和图像处理等多种技术手段,如同精密的滤波器一般,全面精准滤除不利因素,显著提升了缺陷检测算法的鲁棒性。
“通过反复调整程序参数,并不断优化生产工艺流程,设备在不锈钢管表面缺陷检测方面的性能得到显著提升。”程丽霞、吴璞表示,目前,检测长度6米、管径20mm至40mm的标准不锈钢管件的速度已提升至15秒/根,较原有速度提升了5倍,缺陷检出率高达97%以上,漏检率降至原来的一半。“不管工厂环境多复杂、光线多暗,这套系统都能自动、智能地完成检测工作,就像一个不知疲倦的质检员夜以继日地工作,解决了我们的老大难问题。”企业车间技术人员的反馈充满欣喜。
值得一提的是,“智能装备数字化设计与制造技术”科研团队的这两个项目均采用模块化设计理念。“这种设计让设备具有极强的扩展性和兼容性。”赵鹏飞解释说,“以皮革成型设备为例,企业后续如需增加新的加工工艺,只需更换相应功能模块即可,无需对设备进行整体改造。”这种前瞻性设计,为企业设备未来升级预留了充足空间。
校地协同新范式
以深度融合助力区域发展
“近年来,学校聚焦科技创新这一核心驱动力,通过打造产学研协同创新生态,让实验室里的科研成果‘走出围墙’,真正转化为推动产业升级的现实生产力。”太原工业学院副院长赵志诚表示。
据介绍,“智能装备数字化设计与制造技术”科研团队依托“山西省数字化设计与制造科技创新中心”和“山西省直升机智能制造关键技术工程研究中心”两个省级平台,与企业共建“山西省铜基新材料现代产业学院”“智能装备产业研究院”,已建立起常态化产学研对接机制。
“围绕企业技术需求开展定向研发,推动高校科研成果与企业生产需求精准匹配,实现研发—转化—应用的无缝衔接,推动教育链、人才链与产业链、创新链深度融合,让科技创新成果在山西产业发展的沃土上落地生根、开花结果,以实际行动践行高校服务社会的责任担当。”提及“智能装备数字化设计与制造技术”科研团队的成果时,太原工业学院院长梁玉蓉表示,通过持续加大对前沿科技领域的研发投入等举措,太原工业学院以人工智能、新能源、新材料等战略性新兴产业为突破口,组建跨学科科研攻关团队,构建“基础研究—技术开发—成果转化”全链条创新体系,让科技创新成为驱动区域经济发展的强劲“引擎”。该校领导班子还身体力行,用脚步丈量产业需求,深入走访调研全国多地行业领军企业,主动对接区域战略性新兴产业与传统优势产业发展需求,不断深化与行业企业、科研院所的战略合作。
“近年来,学校将服务地方高质量发展作为重要使命,并立足区域发展实际需求,充分发挥高校人才与科研优势,通过整合政府、企业、科研机构等多方资源,深化产学研合作,与属地及企业建立紧密联动机制,全力构建校地协同发展、共生共荣的高质量发展新格局。”该校党委书记韩泽春表示,“展望未来,学校将始终锚定‘以服务求支持,凭贡献促发展’的核心理念,紧扣山西产业转型脉搏,从政策、资源、人才多维度发力,加速科研成果向现实生产力转化,在新质生产力澎湃发展的时代浪潮中,奋力书写新时代改革奋进的壮丽篇章。”
(原文链接:人民网 山西日报)