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虚实同频!铁建重工搭建数字孪生“虚拟制造车间”
2026-08-11 来源:铁建重工

走进铁建重工长沙产业园区,车间管理的传统模式正在迎来新变化。

管理人员不用往返各个工位奔波巡检,一块巨型数字大屏就能完整复刻实体厂房全貌,下料、焊接、主驱动装配全流程虚实同步运转。

掘进机智能工厂控制平台

这套依托数据-模型双驱动打造的数字孪生智控平台,瞄准重型装备制造的普遍难题发力,既搭建起全局化智能管控底座,又在核心工序打磨专属创新技术,为大国重器生产打造全新智造模式。

全域数字底座筑基

盾构机、TBM属于定制化重型装备,生产跨度大、工序分散,是典型的小批量离散制造。

长期以来,行业痛点十分突出。设备、工艺、质检数据分散在各个工位,物流堵塞、设备隐患只能靠人工巡查发现,问题暴露滞后,直接拉长交付周期。

同时,焊接、精密装配这类关键工序过度依赖老师傅经验,班组操作标准不一,返修、物料损耗居高不下,工序衔接不畅还容易造成物料积压、工位闲置。

针对这些普遍难题,铁建重工搭建起一体化数字孪生底座。车间内焊接机器人、AGV转运车、精密装配专机的运行数据,通过边缘设备实时汇总,搭建出和实景厂房1:1还原的三维虚拟空间,打通MES、QMS、SAP等多套业务系统的数据壁垒,形成完整的数字化管控闭环。

虚拟工厂模型

和普通数据看板不同,这套平台搭载AI仿真模型,能提前做生产推演。

正式排产前,工作人员可以在虚拟场景测试多套生产方案,自动核算工序耗时、大件转运路线,提前找出物流拥堵点位。不用停产试错就能优化调度节奏,平衡各工位产能,从源头减少生产卡点,实现全厂全局统筹调度。

核心工序精准赋能

依托全域数字底座,平台优先落地主驱动装配、焊接两大核心场景的智能模块,整机总装相关功能正在规划建设阶段,分步骤推进全链条智能化升级。

主驱动是盾构机的核心部件,装配精度要求达到微米级。

系统搭载三维设备碰撞识别功能,实时监测装配工装、作业设备的空间距离,一旦间距低于安全阈值,大屏立刻高亮预警,规避设备干涉风险。质检数据同步接入系统,装配扭矩、尺寸检测信息全程留痕可查,省去人工定点盯守的繁琐环节,补齐精密装配动态预警短板。

主驱动装配数字孪生系统

焊接质量决定装备服役寿命,多层焊接内部温度、形变肉眼很难观察。

平台运用优化后的多物理场仿真算法,把原本数小时的力学计算缩短至秒级可视化呈现,系统根据板材厚度、坡口样式自动推荐适配的焊接参数,自主调控作业节奏。统一全厂焊接工艺标准,减少气孔、未熔合等常见缺陷,摆脱过往工艺调整全靠人工经验的局限。

焊接数字孪生系统

同时,平台对整机总装全流程生产数据进行在线同步管理,解决离散制造核心堵点痛点,实现虚实进度对标和精细化管理,配套智能故障方案库,降低整机调试门槛。

目前,依托这套平台,主驱动装配、焊接核心工序加工效率提升25.4%,人工巡检、抢修工作量明显减少,返修物料损耗持续降低。依托实践积累,铁建重工主导、参与编制2项ISO国际标准,为同类重型装备工厂提供可借鉴的数字化转型样本。

从来回跑车间巡查,到大屏全景把控生产;从凭经验调试工艺,到AI仿真智能优化,数字孪生平台是铁建重工“把车间搬上电脑”的典型实践。

下一步,铁建重工将持续迭代仿真与AI能力,完善总装场景建设,把更多零部件产线纳入虚实管控体系,用细分场景的技术创新,夯实重型装备精益智造的数字根基。

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  中国铁建重工集团股份有限公司成立于2007年,隶属于世界500强企业中国铁建股份有限公司,是集隧道施工智能装备、高端轨道设备装备的研究、设计、制造、服务于一体的专业化大型企业。集团总部位于湖南长沙,是国家认定的重点高新技术企业、国家级两化深度融合示范企业。  铁建重工始终瞄准“世界一流、国内领先”的目标,坚持“科技创新时空”的理念,充分利用中国铁建长期积累的施工技术与经验,通过“原始创新、集成创新、协同创新、持续创新”的自主创新模式,构筑了以施工技术为先导,基础研究、产品研发、工艺开发、应用研究、工程实验相配套的特色研发体系。  铁建重工始终专注于非标、特种、个性化、定制化的高端装备制造与服务,从零起步打造了轨道系统、掘进机、隧道装备等三大成熟产业板块,积极布局新型交通装备、高端农机、绿色建材装备、煤矿装备、新型工程材料等多个新兴产业板块。集团坚持只开发能够填补国内外空白的产品,且产品市场占有率和科技水平必须处于国内行业前三名的原则。集团TBM和大直径盾构机被广泛应用于国内30多个省市的地铁、铁路、煤矿和水利等重点工程;轨道系统位列国际先进水平,产品远销美国、加拿大、非洲、西亚等30多个国家和地区;自主研制的全电脑凿岩台车、混凝土喷射台车助推中国隧道智能建造。  铁建重工始终坚持在“机制改革、科技创新、党建引领”下足功夫,以机制改革激发创新活力,以科技创新推动企业发展,以“党建+”构建核心驱动力。先后获评“国家重大技术装备首台(套)示范单位”、“国家863计划成果产业化基地”、“制造业向服务型制造业成功转型的典型企业”,连续摘获“中国专利奖”。荣登“中国轨道交通创新力TOP50企业”、“中国工程机械制造商5强企业”、“全球工程机械制造商50强企业”榜单。先后荣获“全国企业文化建设先进单位”、“中央企业思想政治工作先进单位”等称号。  面向未来,铁建重工全力推进“两型三化九力”发展战略,大力构建“创新型、服务型”企业,坚持走“差异化、智能化、全球化”发展道路,积极培育企业核心竞争的“九种能力”,围绕客户价值链和产品生命链,实现“研发设计数字化、产品智能化、制造智能化、服务智能化、管理智慧化”。在全球化时代,铁建重工致力于解决世界级地质工程施工难题,打造国之重器,为世界地下施工行业、轨道交通行业贡献中国力量,成为全球领先的地下工程装备和轨道交通装备大规模定制化企业。
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