中国智能制造的“破茧”之路

中国智能工厂高速智能化革新发展的一个缩影。

“前方交通管制，请稍候。”在高度智能化的工厂车间内，数台AGV机器人排着队，忙碌却有序地执行各种运输任务。在它们前方目的地，一条由28个工作站组成的百米产线正有条不紊地工作着，一排机械臂精准高效地根据不同订单需求进行产品装配。

而这些所有的繁忙景象，都被拆解成数据汇集到工厂一面LED大屏上，整个工厂每一条产线的生产状态，每一台机器人的配送、运输和作业等任务细节，都以实时可视化的样貌呈现在人们眼前。

这是中兴通讯继5G智能工厂之后，专为服务器存储产品而打造的智能工厂。

其中那条100多米长的服务器自动化装配线，在业界还有一个特有的名字——柔性自动化装配线。这条生产线的特殊之处在于，它解决了传统产线在处理不同订单时，需要停机换线影响生产效率的问题，让机器拥有了应变的能力。这些特点也让其成为目前业内柔性化、智能化最高的工厂。

实际上，中兴通讯的这座工厂不仅在行业内实现了服务器智能化生产的首次突破，其背后还攻克了多个“硬骨头”技术难题，

透过中兴通讯服务器智能工厂，我们也许能在了解它是如何突破技术壁垒，依托智能前沿技术革新传统行业的同时，从中窥见中国智能制造行业迅猛发展的生长脉络与法则。

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01、中兴通讯摸着自己过河，携手英特尔搭建算力技术底座

作为一家领先的国际化科技企业，中兴通讯已经不是第一次探索生产线的智能化升级了。在此之前，中兴通讯在QCell、AAU、RRU、BBU等产品的制造中，已经陆续实现智能化生产，并且完成了多轮技术迭代。

不过探索服务器智能化产线，中兴通讯倒是第一次。

这次的挑战不同以往，服务器及存储产品具有高度定制化的特点，基于不同的客户需求和业务负载，其配置、型号也有着显著差异，需要进行定制化生产。正是这个差异化，对生产过程提出了更高要求，既要实现全链条端到端的智能化，精密完成整条装配工艺，也要高效保质保量完成交付。

严苛的生产革新要求背后亦存在不少技术难点。一是内存的插拔，产线需用到六维力传感器，与双机器人同时协作；二是插拔工序上，例如硬盘、光模块、RAID卡的插拔，这些工序要求非常精细。更重要的是，这些技术点革新在行业内并无先例可循。

但归根结底，实现全链条智能化是一个系统工程，涉及硬件底层支撑和软件应用等多个方面。为了解决这个问题，中兴通讯联合了多家行业合作伙伴，在过往积累的经验基础上，针对难点发起了攻坚战。

第一步，就是打造智能工厂运行的技术底座——算力。为此，中兴通讯与英特尔携手，通过人工智能、5G、MEC等技术，搭建了一个高效的解决方案。

这是一个堪称豪华的配置：为了更好地支撑云端服务，工厂配备了MEC边缘计算平台，以及时地处理大量来自生产一线的数据。同时结合英特尔软件平台，还能实时控制和操作前端设备，并支持24路每秒30帧1080P的视频缩放、解码、分析等各项任务。

作为英特尔的最新一代CPU产品，第四代至强®处理器内置了多种针对特定应用的加速器，通用算力比上一代提高53%，存内分析性能提升高达3倍，面向深度学习推理及训练的性能提升高达10倍， 能够为人工智能、数据分析、网络、存储和科学计算等广泛工作负载加速，并支持主流开源框架、库和工具，让开发人员能够随时随地开发和部署AI。

在软件层面，英特尔软件工程师还与各大软件提供商、云服务提供商的开发人员通力合作，共同优化了SAP HANA、Microsoft SQL Server、Oracle、VMware Cloud Foundation及Red Hat OpenShift等主流应用，让企业能够更充分利用至强处理器的各种出色特性。

在绿色可持续方面，第四代英特尔®至强®处理器还具有一系列管理功耗与性能的产品功能特性 ，其全新的加速引擎和软件优化方案，不仅能大幅提高CPU利用率，降低耗电量，提升投资回报率，还能有助于企业实现可持续发展与降低碳排放量的目标。这对工厂智能制造改革来说至关重要。

从硬件算力到软件优化，再到绿色可持续发展，英特尔的加入，无疑为工厂智能化、柔性化升级提供了强大的算力和软件支撑。坚实的基座完成后，余下的难题都将迎刃而解。

02、攻克服务器产线精密化难点

内存条的自动化装配，是服务器柔性智能产线最复杂的一个环节。

中兴通讯制造部副部长赵中军告诉36氪，传统的内存条组装产线是由人工来完成的，容易出现高低不平、倾斜等情况，产品的一致性很难保障。为了解决内存安装精密化的困扰，中兴通讯采用了智能机器人+六维力传感器的解决方案，能够对XYZ三个方向以及方向上的扭矩，进行6维实时监测和控制，保证内存条安装的又快又稳。

在这条忙碌的流水线上，除了内存条的装配，英特尔第四代至强可扩展处理器也在组装任务中。实际上，CPU装配作为服务器柔性产线的核心工序，对智能化也提出了更高要求。

这是一项精度要求极高的工作。在组装过程中，既要保护CPU的针脚不会受到外力损伤，并确保每个针脚都精确地插到主板上的槽位中。同时，散热是影响服务器性能的主要因素，通常给CPU涂刷的导热硅脂内含特殊的散热因子，所以必须要确保涂刷厚度的均匀性，才能更好地发挥其良好的热传导性能，保证CPU运行的稳定。

基于这些要求，中兴通讯采用了双机器人协作的方式，一台机械臂负责配料，另一台机械臂负责打螺钉，双机械臂的丝滑配合突破了人类双臂活动协调性的局限，大幅提升了生产效率。同时，机械臂还配备了双目相机，能够实时对产品进行精准定位和质检，不仅确保了CPU装配的效率，还显著提升了装配质量。

“通过3D机器视觉、人工智能及双机器人精密协同等技术，我们做到了比传统人工装配更加精准。”中兴通讯副总裁、中兴通讯服务器及存储产品线总经理郭树波谈道。 例如在质检环节，可以达到漏检率为0、可追溯率提升100%的效果，真正实现了机器替代人工。

随着人工智能的发展，服务器及存储作为算力基础设施硬件产品，市场需求呈现持续上升的态势。而订单生产的灵活调配，正是产线革新的另一个挑战。

“服务器具有高度定制化的特点，由于生产线的流程是线性的，大部分都是流水作业。”中兴通讯制造部经理关健解释，按照传统服务器产线的生产方式，基本需要等上一个订单生产完后，再由人工调整设备的工艺参数，切换对应的生产程序，才能生产下一个订单。整个换线周期时间长、难度大，不可避免会带来效率问题。

“以柔克刚”，是 中兴通讯解决这些问题的核心解法。 通过人工智能和知识图谱技术，中兴通讯在云端搭建了一个智能管理平台，能够将订单需求分解成机器人可执行的动作指令，包括备料、上料等。

这就像是给工厂安装了一个智能“大脑”，可以对每个机器人的指令进行统筹调度，让它们拥有像人一样灵活应变的能力，从而解决不同合同订单、多机型混线生产的效率问题。

03、智能工厂的超强“脑力”

人工智能、5G、MEC等前沿技术掀起的新一轮工业制造革命，正在中兴通讯的服务器智能工厂里上演。

但与传统工厂运行一样，智能工厂的生产分工也是一个系统化的状态，产线的顺利运行离不开仓储和物流各个环节的支撑。

“在仓储和物流方面，我们采用了理货区、线边仓、工站配送三级供料模式。”赵中军提到，中兴通讯运用了5G云化AGV、CTU等自动化设备，并结合数字化智能调度系统，实现了全流程的JIT精准供料，在保障线体稳定运行的同时，备料效率提高40%、周转效率提高20%。

而智能供料系统需要对不同的订单进行解析，由此将产生庞大的数据，如何对数据库进行管理，高效地处理多流程、多业务等并发作业，同样离不开英特尔至强处理器的支持。

“至强®处理器内置的IAA、DSA DLB等多种加速模块，能有效提升整体性能。”英特尔销售应用工程师应晓冬说。依靠云边协同和人工智能调度，AGV物流小车得以井然有序地穿梭在工厂的各个角落，连接生产的每个环节。

从柔性产线到仓储物流智能化调度，中兴通讯携手英特尔在内的行业伙伴实现了跨越式创新，引领智能制造业革新浪潮。

实际上，制造业经过近百年的发展，一直都在围绕“人机料法环”五个要素进行创新升级，这是企业做好质量管理的着力点。在传统制造业迈向自动化、智能化时代下，这五个要素也对工厂的迭代提出了新的发展需求。

智能运营中心，正是体现智能工厂超强脑力的存在，也可将其称为“工业大脑”。

传感器可视为“工业大脑”的神经。在这座工厂里，中兴通讯安装了多达3000多套传感器，能够及时检测工业现场的所有生产要素信息，并传输到“大脑”中，并基于中兴通讯数字星云对数据进行分析。通过智能运营中心的统一监控大屏，工作人员能够实时观察生产车间的运行状态，包括设备利用率、物料消耗、订单完成、设备运行等多种情况，从而在后台对生产进行统一的控制和智能管理。

而智能化的运营中心，同样依赖数据中心大量的高性能服务器。英特尔®至强®处理器利用强大的处理能力、高效的内置加速模块，以及一体化的软硬件平台，为运营中心提供了澎湃的算力支撑，实现高效、高性能和绿色的解决方案。

自中兴通讯服务器智能工厂投入运营以来，服务器的产出相比传统产线提升了113%，交付周期缩短35.5%，实现了工厂提质、降本增效和降耗的目标。“服务器及存储智能工厂的投入运营，将为中兴通讯服务器及存储产品的高速发展打下坚实的基础，在产能、质量、效益等方面将全面提升，满足快速增长的算力需求，为实现数字强国的目标，中兴通讯将打造坚实的算力底座。”郭树波说。

在这个过程中，英特尔亦为智能工厂的构建筑造了坚实的技术底座。应晓冬谈到，“英特尔会持续提供更加优秀的产品和服务，助力制造业高质量发展，落实产业基础再造，推动制造业向高端化、智能化更进一步。”

不可否认，中兴通讯服务器智能产线的落地运营，为国内智能制造行业的发展塑造了一个可借鉴的创新样本。与英特尔的强强合作，亦再次证明了在行业革新浪潮下，只有并肩作战、相互赋能才有机会攻破发展瓶颈，冲上新时代的顶峰。

那个被称为智能化的未来，早已来到人们面前。

重磅发布！2023中国智能制造十大科技进展

2023世界智能制造大会上，国际智能制造联盟主席、中国工程院院士杨华勇在开幕式上重磅发布“2023世界智能制造十大科技进展”及“2023中国智能制造十大科技进展”。本文为大家详细介绍“2023中国智能制造十大科技进展” 的内容。

- 文章信息 -

本文引自：国际智能制造联盟、中国科协智能制造学会联合体、e-works。

智能制造正深刻改变着世界制造的面貌。新时代新征程，以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业，实现新型工业化是关键任务。可以说，新型工业化是促进数字经济和实体经济深度融合的工业化，是自主创新驱动的工业化，是追求发展质量的工业化，也是坚持高水平对外开放的工业化。 智能制造科技进展的持续研究旨在共享智能制造成功案例和应用成果，共同推动智能制造向前发展和深化应用。

其中，入选“2023中国智能制造十大科技进展”的项目如下（排名不分先后）：

01 活体细胞精准操作机器人技术及系统

02 核燃料组件自主化关键制造技术及成套装备

03 燃气轮机全寿命周期一体化关键技术研究与应用

04 水稻生产全程数字化管理与智能装备产业化

05 离子束设备与工艺解决方案的国产化替代

06 立面维护机器人在大型复杂立面的智能化作业技术及装备

07 面向批量定制的自适应可重构柔性控制技术

08 基于5G+工业互联的增材制造产线及在航天高端装备中的应用

09 差别化聚酯长丝高效规模化智能制造工厂

10 现代制造业高速高精智能感知测控关键技术及应用

周济院士、杨华勇院士共同为入选“2023中国智能制造十大科技进展”的项目颁发证书和奖杯

以下为简介内容

活体细胞精准操作机器人技术及系统

入选理由： 南开大学、南开大学深圳研究院及天津市农业科学院联合研发的活体细胞精准操作机器人技术及系统，旨在利用机器人代替人工实现自动化活体细胞操作。活体细胞有生命，操作成功率低、操作后成活率低、后续发育率低，对机器人技术提出极大挑战。为生命科学研究与成果推广提供自动化细胞操作系统，具有广泛的应用价值。本项目研发基于最小力的精准定点操作技术、基于最小应变的精准微创操作技术、面向最小去核量的定量去核操作技术，研制出活体细胞精准操作机器人系统。成果应用于畜牧业、生物医药、脑科学研究。

关键词：机器人技术，显微操作，细胞操作，动物克隆

核燃料组件自主化关键制造技术及成套装备

入选理由： 湖南大学与合作单位针对核燃料从“芯块”到“元件”再到“组件”若干关键制造技术开展研究，攻克辐射损伤可靠性分析与设计关键共性技术、核燃料芯块制备的磨削制造工艺及自动化装备、核燃料元件制造的智能无损检测工艺与装备、核燃料组件组装的格架条带级进模冲制工艺与智能化装备等，开发芯块制备、元件制造、组件组装系列化关键工艺与高端装备，支撑我国核燃料生产自主能力建设。

关键词：核燃料组件，智能制造技术，装备开发

燃气轮机全寿命周期一体化关键技术研究与应用

入选理由： 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所、中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司以全面建设燃气轮机数字化工厂为目标，联合攻关燃气轮机全寿命周期一体化研制与新一代信息技术创新融合，解决设计、制造、维修等核心技术问题，成功研制具有自主知识产权的工业燃气轮机，在天然气输送、油气开采、分布式能源、应急供电等领域实现应用。为燃气轮机全寿命周期研制全方位、全角度、全链条赋能，实现研发设计数字化、制造过程可视化、试验数据资产化、服务保障智能化，显著提升全要素生产率、缩短研发周期。

关键词：燃气轮机，数字化工厂，全寿命周期数字化

水稻生产全程数字化管理与智能装备产业化

入选理由： 中联农业机械股份有限公司、中联智慧农业股份有限公司、国家农业智能装备工程技术研究中心与安徽中科智能感知科技股份有限公司针对水稻生产五个环节，从感知、传输、平台和应用四个层面搭建了智能化与数字化管控平台。耕整地应用激光平地和无人拖拉机技术；种植过程采用无人驾驶有序抛秧技术；收获过程采用无人驾驶的自适应调节水稻收割机并实现自动卸粮；烘干过程采用智能烘干技术。全程利用数字化决策模型指导、调度生产作业。通过项目应用，减少农事用工、农药及各类肥料投入，并在节水、碳汇量等方面效益显著。

关键词：水稻智慧生产，智能农机，数字化管理平台，决策模型

离子束设备与工艺解决方案的国产化替代

入选理由： 佛山市博顿光电科技有限公司实现高性能离子源及离子束装备的全国产化。在航天探测领域实现SiC光学遥感反射镜大面积高均匀性低温镀银；实现激光陀螺反射镜的亚纳米抛光修形、5PPM超低损耗极致指标镀膜；在国产光刻机镜头的超光滑镜片亚纳米抛光修形、掩膜版多层纳米级镀膜/刻蚀（钼硅）、紫外超低吸收镀膜等工艺上得到应用。高性能离子源产品进入半导体领域并实现批量和标杆客户复购，开发的矩形射频离子源产品，在高温超导带材领域实现超薄超高精度种子层薄膜的低温大面积卷绕式镀膜量产。

关键词：离子束装备，超精密微纳加工，国产替代

立面维护机器人在大型复杂立面的智能化作业技术及装备

入选理由： 面向船舶、石化、风/核电等行业大型立面维护作业需求，彼合彼方机器人（天津）有限公司聚焦爬壁机器人工程应用中的技术与工艺瓶颈，系统突破爬壁机构创成设计、高效高质工艺规划、智能感知安全作业、人机互助高效协作等关键技术，创新研发出立面除锈、喷涂、检测机器人，构建覆盖立面维护全流程的智能化机器人立面维护作业体系。机器人现已应用船舶、石化、风/核电等行业，并实现海外供货。

关键词：立面维护机器人，爬壁机构创成，工艺动态规划，智能安全作业，人机高效协作

面向批量定制的自适应可重构柔性控制技术

入选理由： 中国科学院沈阳自动化研究所提出了一种融合在线工艺知识学习与推理、自动编程为一体的工艺与控制一体化、自动化架构，突破了非结构化工艺知识高效提取、工艺知识主动推荐、复杂约束下机器人快速路径寻优、机器人与PLC程序自动生成与转换等技术，实现批量定制过程柔性控制系统的自适应可重构，大幅缩短批量定制的工艺规划和编程的离线调整时间以及交付周期。已在电梯行业示范应用，研发出的自适应可重构柔性装配系统，大幅缩短电梯批量个性化定制的交付周期，并已推广至航天重大防务装备的柔性制造。

关键词：在线工艺规划，自适应运动规划，自动编程

基于5G+工业互联的增材制造产线及在航天高端装备中的应用

入选理由： 北京星航机电装备有限公司与航天增材科技（北京）有限公司联合开发多缸体连续生产的增材制造设备、自适应粉末循环供粉系统、力传感补偿的成形缸粉末自动清理以及5G低时延RGV/AGV物流和力反馈的基板自动紧松螺钉等增材制造产线全流程的自动化成套装备，借助5G“大带宽、低时延、广连接”技术打通自动化和信息化孤岛，实现增材制造产线设备、生产过程、工艺数据的全方位采集与信息集成。开发基于任务驱动的增材制造产线协同控制系统，实现5G边缘云存储与低时延的打印程序下发，生产调度、生产状态实时反馈，产线装备异常管控等功能。

关键词：增材制造产线，5G+工业互联，航天高端装备

差别化聚酯长丝高效规模化智能制造工厂

入选理由： 新凤鸣集团股份有限公司融合应用5G、人工智能、数字孪生、工业互联网和先进制造工艺等技术打造差别化聚酯长丝高效规模化智能制造工厂，解决超1300万吨产能和超500亿产值带来的管理问题，同时解决装置分段式运作、数据链不完善、产业链协同管理能力低等问题。已建成：“1（凤平台）+2（双网融合）+4（四链协同）+N（N家企业输出服务）”智能工厂新模式；产业协同化、产业数字化、管理现代化和数字产业化的智能工厂“四化”运营新样板；5G MEC云网融合、5G飘丝巡检机器人等5G创新应用；解决方案可复制可推广。

关键词：智能制造,工业互联网平台,5G技术,未来工厂

现代制造业高速高精智能感知测控关键技术及应用

入选理由： 上海大学、上海仪器仪表研究所有限公司、山东创典智能科技有限公司及江苏中天互联科技有限公司通过产学研协同攻关，突破现代制造业高速高精智能感知测控关键技术，针对高速生产过程中造成视觉传感图像亮度不均、拖尾、模糊等问题，提出基于局部能量离散水平集图像子空间定位算法，攻克复杂场景下模糊图像的精准定位技术，技术高速动态检测精度达到了0.01毫米。提出基于区域投影直方图不变特征的数据稀疏表征映射匹配算法，实现图像子空间快速搜索。研发出速度线缆检测装，研制高速高精智能感知测控系统，解决车辆紧固件、医药包装、新能源电池等产线的高速测控难题，显著降低误检率。

关键词：现代制造业，智能感知，测控技术，高速高精，生产流水线

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