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虚实同频！铁建重工搭建数字孪生“虚拟制造车间”

来源：“铁建重工”微信公众号2026/8/12 8:54:014092

导读

针对行业里普遍难题，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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　供稿、编辑：党委工作部、基础与前沿技术研究设计院

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