“云端预拼、一次成型”是如何实现的

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    本报特约记者 朱润胜 本报通讯员 吴子俊
    脚下江水奔流，头顶云雾缭绕，这是一场“云端合龙”。
    2025年12月1日上午，在张靖皋长江大桥南航道桥建设现场，长11.3米、宽13.1米、高13.2米、重达265吨的南主塔上横梁合龙段，在塔吊的稳定吊装下缓缓上升，最终以误差不超过±3毫米的精度，稳稳嵌入350米高的世界第一悬索桥索塔顶端。
    “在相当于100多层楼高的塔顶施工，每一寸钢结构的精度都关系到大桥的百年寿命。正是智能化，赋予了我们实现毫米级安装的底气。”中铁山桥张靖皋长江大桥项目总工程师刘志雄说。
    拥有131年造桥历史的中铁山桥，通过构建现代钢桥智能制造管理系统，实现了制造信息的高度集成，形成全流程数字化解决方案。中铁山桥（南通）有限公司凭借“大跨度公铁桥用高性能钢构件智能工厂”项目，成功获评2025年度“中国中铁先进级智能工厂”。
    从张靖皋长江大桥向北跨越长江，便来到中铁山桥南通公司。传统钢桥车间中人声鼎沸、钢铁撞击声不断的景象已然不见，取而代之的是一种充满未来感的静谧与高效。
    空气中弥漫着焊丝与钢铁加热后的金属气息，耳边响起电机低沉的嗡鸣与焊接机器人焊枪“滋滋”作响的稳定节拍。在柔和照明下，焊花如流星般划出优美弧线，一明一暗之间，照亮了正在作业的“钢铁巨人”。
    “张靖皋长江大桥钢结构的制造，生产自动化率达到了93.6%。”中铁山桥南通公司总经理王楠站在生产线总控屏前，语气中透着自豪。
    这个被称为“工业大脑”的车间执行的智能管控系统，是中铁山桥“五线一系统”智能制造新模式的核心。“‘五线’指的是板材智能下料切割、板单元智能组焊、钢桁梁杆件智能制造、智能总拼、智能涂装五条生产线；‘一系统’就是这套管控系统。”王楠解释道，“就像人的大脑指挥躯干一样，‘工业大脑’通过覆盖全车间的工业网络，指挥五条生产线协同作业。”
    在车间里，以往需要数十名熟练焊工同步作业的复杂工序，如今由数台焊接机器人主导完成。在“工业大脑”的指令下，机器人娴熟摆动机械臂，四把焊枪同步施焊，在关键焊缝上留下均匀而致密的鱼鳞纹。
    王楠进一步介绍，企业在生产工区部署了数十个无线接入点，搭建起覆盖整个车间的工业网络，贯穿工厂建设、研发设计、生产作业、生产管理、运营管理五大环节，集成数智化数据平台、三维建模钢桥设计、关键设备参数监测、焊材在线管理等18个制造场景，形成了全流程数字化解决方案。
    一块钢板从入厂切割到总拼完成后出厂，“全生命周期”都与智能化紧密相连。
    在数百公里外的广深高速公路改扩建项目钢梁制造基地，另一幅智能化图景正徐徐展开。
    在焊接车间，一台搭载AI视觉模块的焊接机器人正在作业。它先对焊缝进行扫描，通过深度学习算法识别焊缝类型、位置与尺寸，再根据识别结果自动规划焊接路径与参数，最后执行焊接。
    “这个模块如同为机器人装配了一双‘智慧之眼’。”张阔解释道，“它不仅能‘看见’焊缝，还能‘理解’焊缝特征，并做出相应决策。”
    在板材切割下料车间，面对结构复杂的加工需求，企业投入高精度激光切割机，切割精度达±0.5毫米级别。激光如笔，钢板如布，仿佛在雕琢一件钢结构艺术品。
    智能化不仅存在于工厂车间，更延伸至千里之外的桥位现场。2025年12月2日，晨光中，厦金大桥建设现场海风凛冽，随着最后一个主塔节段精准就位，东西两座主塔成功封顶。
    这座承载两岸融合愿景的“同心桥”，制造精度要求极高。中铁山桥仅用11个月就完成两座钢塔的制造安装，突破行业常规周期，秘诀何在？
    “关键在于数字孪生技术与三维激光扫描模拟预拼装的深度应用。”中铁山桥厦金大桥项目经理薛天宇解释道。
    像长达37.5米的横梁这类关键构件，微小的制造偏差在百米高空安装时都可能被放大，导致严重后果。在每个构件出厂前，技术团队都会利用三维激光扫描技术，获取其海量的精确点云数据，在计算机中构建与实物1:1对应的“数字双胞胎”。随后，在数字孪生环境中，模拟真实桥位环境，包括风速、温度、海浪甚至日照角度的影响，进行全流程虚拟预拼装与安装推演。
    “这好比在正式架桥前，我们已在虚拟世界中反复搭建、调试无数遍，将所有潜在问题提前发现并解决于萌芽状态。”薛天宇说。
    于是有了“云端预拼、一次成型”的毫米级精度安装。

来源：工人日报