数字制造
核心提示
今年以来，在“数字重庆”建设带动下，我市以“产线、车间、工厂”作为单元梯度，对汽车、装备、医药、材料等传统及新兴产业实施智能化改造，逐步实现“全要素、全流程、全生态”数字化转型，推动数字化、智能化变革从龙头企业向产业链中小企业延伸，从制造环节向供应链各环节延伸，以此提升“重庆制造”核心竞争力。
截至目前，全市已累计实施6080个智能化改造项目，示范项目生产效率平均提升近60%。今年内，我市还将推动建成17个智能工厂和224个数字化车间，累计建成144个智能工厂和958个数字化车间，围绕“数字重庆”建设方向，将制造业数字化转型“进行到底”。
四十多台机器人作业提升生产效率80%以上
重庆钢铁实现“智慧炼钢”
▲重庆钢铁智能化物流系统大幅提高了产品配送效率。重庆钢铁供图
具备少人化、集控化、一键化等特色的智慧炼钢生产线，正在重庆钢铁股份有限公司成型。10月27日，在重庆钢铁厂区生产线上，有40多台机器人参与炼钢、炼铁等12道生产工序，提升生产效率80%以上。
“比如在炼钢连铸工序，使用机器人作业为生产带来便捷。”重庆钢铁设备管理部副部长肖崇伟介绍，传统的炼钢连铸工序流程繁琐，包括油缸更换、测温取样、钢坯炉号标识等都需要人工完成，而且钢花飞溅、高温烟气的作业环境给工人带来了潜在安全风险。
现在使用4台连铸智能浇钢机器人进行作业后，通过激光三维扫描技术并结合处理软件和识别算法，机器人可实现连铸作业流程自动化、智能化，不仅减轻人工劳动强度，让操作作业更加规范，同时通过智能操控平台的数字孪生技术，让工作人员实时掌握生产现场物料数量、运行状态等数据，大幅提高工作效率。
智能化为重庆钢铁带来的“甜头”不只在生产端，在物流端同样有所体现。
在重庆钢铁原料配送链上，随着产成品物流新系统运营上线，引入堆位信息自动录入、在制品流转等智能化功能，重庆钢铁实现了钢材产成品物流数字化、智能化、高效化运行。
重庆钢铁产品物流出厂方式分为铁运、水运、汽运等3类。以前，钢板、钢卷等产品下线后，不仅需要对它们进行人工编行定位，库存产品存放也需要人工操作。由于库存容纳空间有限，加上产品种类繁多，物流运输方式多样，库存物流配送往往难以按照既定运输方式、到货地点等进行精准摆放，造成产品交叉叠放现象严重，十分影响物流效率。
“物流新系统上线后，不仅实现对每件产品的指定垛位存放，还达成了产品与系统数据实时对应。”重庆钢铁物流运输部副部长王林说，比如通过铁路和水路运输出厂的钢材产品，在新系统操作下，它们从生产线下线后可直接转运到铁路库房或码头库房进行堆存，目前这套新系统将现场配送效率提高近50%。
此外，作为重庆钢铁智能工厂“中枢大脑”，上线运行近两年的重庆钢铁经营管控智慧平台系统，为企业经营决策、生产管控、业务流程优化、管理效率提升等持续赋能。而在5G场景应用建设方面，重庆钢铁还依托5G虚拟核心专网，发挥5G网络“大带宽、低时延、广连接”特性，建成了“5G+煤仓存料智能监测系统”等多个应用场景，实现“智慧炼钢”。（本报记者 夏元）
让数据处理能耗低于行业平均值近30%
西部（重庆）科学城先进数据中心有“独门秘籍”
▲10月12日，运行中的西部重庆先进数据中心。记者 郑宇 摄/视觉重庆
西部（重庆）科学城先进数据中心自落户我市以来，不仅助力我市参与东数西算工程，还以云服务和数据智能为核心业务，为我市制造业高质量发展和城市建设提供算力服务需求。10月27日，记者从西部（重庆）科学城先进数据中心了解到，该中心能耗水平低于全行业数据中心平均值近30%，从能耗、土地、人工等多个方面实现高效集约、绿色节能。
“算力服务是一项高能耗行业，这个数据中心之所以能做到能耗水平低于全行业平均值近30%，是因为我们采用一揽子数据处理自主技术，让数据中心在运营过程中充分实现了绿色化。”西部（重庆）科学城先进数据中心主任张自力介绍，该数据中心在整个规划及建设过程中，从核心元器件、设备、平台到应用软件，都进行了国产化体系构建，这些国产处理器的性能毫不逊色，保障了数据中心的处理能力可达到行业一流水准。
比如，PUE值是国际通用衡量数据中心能耗利用效率的一项重要指标，数值越低表明绿色节能程度越高。目前，全球数据中心的PUE平均值为1.58，而西部（重庆）科学城先进数据中心PUE值是1.144，其计算核心部分的PUE值为1.04，低于全行业平均水平近30%。
如此“给力”的低能耗是如何做到的呢？
“我们降低能耗的‘独门秘籍’是全浸式相变液冷技术。”数据中心运营方，中科曙光（重庆）计算技术有限公司系统运维经理陈仕国称。
原来，传统的数据中心机房主要采用安装中央空调、设置风冷设备等办法，通过降低环境温度为机器设备散热降温。而中科曙光的浸没液冷相变技术则是将机器设备浸没在氟化液中进行降温。
“氟化液沸点在45℃左右，数据机器设备运行温度在50℃-60℃之间，当设备运行温度上升后，氟化液开始气化，并由传输管道进入冷却塔，经冷却后的气体再次转换为氟化液，即可实现闭环循环利用，对浸泡在里面的机器设备进行多次降温。”陈仕国说，正是采用了这种技术创新，才避免了数据中心采用传统降低环境温度的方式进行散热，从而降低了能耗，缩减了降温设备占用的大幅空间。（本报记者 夏元）
可改变工位做不同工作
重庆机电复合型机器人“分饰多角”
▲10月24日，工作人员在操控“络钉”复合型机器人系统。记者 崔力 摄/视觉重庆
不仅能像标准机械人那样，在自己工位上完成生产操作，还能移动到其他工位，转变“角色”，从事不同的工作。这就是重庆机电智能制造有限公司研发的“络钉”机器人。
10月24日，记者在上述公司见到了“络钉”机器人，它基座是一个白色的“铁盒子”，而机械手就安装在这个盒子的上面。
研发“络钉”机器人的工程师吴樟洪说，一般的工业机器人都是固定的，或者安放在直线的导轨上，在多个工作台之间运动通过导轨实现，但导轨有局限性，没办法让机器人实现左右运动和旋转。
“有一些客户向我们提出，能不能让一个机器人同时给几个隔得比较远的机床上料？另外有些客户还想让机械手抓取加工的零部件，移动到不同的工序上去。”吴樟洪说，他的团队就想到了研发一款具备上述功能的复合型机器人。
“络钉”机器人由机械手、AGV（自动导向车）底盘，导航系统，视觉系统和自主控制系统组成，既可以像一般工业机器人那样在一个工位上作业，还可以不受导轨限制，进行任意移动，从而满足多工位，甚至不同生产线的作业需求。
吴樟洪表示，“络钉”机器人的研发难度非同一般。
“复合型机器人首先要知道自己移动到了哪里，然后还要能准确判断干什么。”吴樟洪说，研发人员在机器人基座的底部安装了二维码摄像头，机械手的前端也安装了视觉传感器，可以通过二维码来进行对位和校准，也可通过识别工件来了解接下来将要做什么工作。
此外，这个机械手前端的各种工具头可以随意更换，以应对各种生产任务。车体也可以根据实际情况做大或者做小，以满足电子、机械加工、焊接等不同行业需求，可以说是“十八般武艺样样精通”。
此外，由于可以一个机器人多用，生产者就可以降低采购成本和设备闲置的损耗，工厂在布局上也可以更加紧凑和灵活，并且提升生产柔性。
目前，许多客户已有采购意向。正式量产后，“络钉”机器人可能会首先应用于追光型光伏板的维护等场景中。（本报记者 白麟）
虚拟工厂和现实工厂“无缝衔接”
旗能电铝有个数字孪生工厂
▲10月20日，旗能电铝总控室，数字孪生工厂通过三维建模，对工厂设备和整体环境进行可视化呈现，实现“所见即所得”。记者 罗斌 摄/视觉重庆
“1003号电解槽数据异常！”10月20日，位于綦江的重庆能源旗能电铝总控室，大屏幕上的数字地图上，电解车间出现了一个醒目的红色信号。工作人员立刻将数字地图放大，车间的所有电解槽出现在画面上。
屏幕右下方框内，鲜红色文字高频闪烁，显示问题电解槽上的各个传感器所捕捉到的数据。总控室工作人员在电脑上按了一个键，画面迅速切换到了这个电解槽周边的摄像头，呈现出电解槽运行实况，同时，这位人员按照预案发出处置指令，不一会儿就看到两名技术人员，前往处置。
总控室工作人员将数据系统采集到的各种异常信息、分析结果报给在现场处置异常情况的技术人员，帮助他们判断问题所在，不一会儿，异常情况处置成功，报警消失。
“这就是数字工厂的强大之处。”旗能电铝副总经理、总工程师王民表示，过去车间出现异常情况，现场人员发现后，要先排查整个区域的设备，并通过一些详细的检查测试，才能够了解到异常发生的具体点位和异常发生原因，可能会因为处理不及时导致风险。
“如今，我们在数字孪生工厂的帮助下，实现了所见即所得，虚拟和现实的融合，极大提高了生产和安全管理的效率和精度。”王民说，数字孪生工厂，就是通过三维建模，对工厂设备和整体环境进行可视化呈现，且通过摄像头和各种控制器，实现虚拟和现实的“无缝切换”。目前，相关的数字技术正在旗能电铝的各个方面发挥重要作用。
王民介绍，旗能电铝现在一共构建了10多个数字应用场景，用以提升安全和效率。例如，电解铝的电解槽加料通道经常会堵塞，过去主要靠人工巡视和疏通，但这里的作业环境温度高达60℃—70℃，人工巡视和疏通非常辛苦。如今采用数字控制，如果发现物料不够畅通就会停止下料，并通过气缸加压疏通，大大降低了人工强度。
该工厂还建设了数字测温系统，在5000-6000个重点风险点位开展自动测温，传感器几秒钟就可以测一次温，数据全部通过5G传输，该系统应用几年来，工厂没有发生过一起漏槽险情。（本报记者 白麟）
