为纪念中华人民共和国成立75周年，全国各地区积极响应中社部提出的“强国复兴有我”宣传主旨，纷纷举办“中国装备：装备中国，迈向全球——新中国机械工业75载辉煌历程展”系列宣传活动。此举旨在向祖国75岁生日献上我们最深挚的庆贺与美好的祝愿，同时鼓舞全行业在新征程中持续谱写“强国复兴有我”的壮丽篇章。近年来，工业自动化产业展现出迅猛发展的态势。数据显示，全球自动化设备市场以年均超过10%的增速扩张，至2023年市场规模已达3066.7亿美元，并有望于2025年突破5000亿美元大关。
自“十四五”规划实施以来，我国智能制造工程及新兴产业的快速发展，极大地推动了工业自动化控制技术、产业及应用领域的进步，进而促进了我国工业自动化市场规模的持续扩大。在探索中国工业自动化产业快速发展的浪潮中，机电一体化技术作为推动中国工业4.0的核心驱动力之一，发挥着重要的作用。机电一体化技术广泛应用于各种高精工业领域，如制造业、航空航天、医疗设备、交通运输等。在这些领域中，机电一体化技术不仅提高了生产效率，还推动了产品的智能化和自动化升级。例如，在制造业中，机电一体化技术被广泛应用于数控机床、工业机器人等设备中，实现了高精度、高效率的加工和生产。
以制造业为例，机电一体化技术在数控机床、工业机器人等生产设备中得到了广泛应用，这些应用显著提升了加工和生产的精度与效率。这一技术的采用，不仅提高了产品的质量和产量，还有效削减了生产成本，进而增强了相关企业在市场中的竞争力。那么，机电一体化技术究竟是如何推动这些积极变革的呢？在中国工业自动化产业的发展历程中，它又占据了怎样的重要位置？
上海世辰机电有限公司的总经理张世骅作为公司战略决策的核心人物，张总亲身经历了世辰机电在机电一体化领域的不断创新与突破。特别是在工业4.0和工业母机这两个重要概念提出以来，张总一直引领着世辰机电走在行业的前沿。接下来，让我们一同走进他的办公室，聆听他对于机电一体化技术的见解，以及世辰机电如何在机电一体化领域持续前行，为行业的进步贡献自己的力量。
张总首先分享了中国工业自动化行业的现状。近年来，中国已形成庞大的工业自动化市场，2019年至2023年间产业规模持续增长。2019年，产业规模达1895亿元，同比增长1.61%；2022年攀升至2807亿元，同比增长10.9%；2023年增速维持在11%。作为新兴国家中最大的自动化市场，中国的设备需求持续旺盛，推动了国内产业的繁荣，并对全球市场产生了显著影响。
工业自动化的应用正在逐渐从传统行业向高端制造业转型。高端制造业和新兴产业，如工业机器人、半导体和高端医疗设备，成为新的增长点，对设备的精度、效率和智能化水平提出了更高要求。在国产替代加速的背景下，国内企业在高端领域实现了技术创新和市场突破，市场份额不断提升。一些拥有自主知识产权和核心竞争力的企业迅速崛起，凭借技术创新和市场拓展能力，展现出强大的市场竞争力。张总表示，他很庆幸能带领公司成为这一重要发展阶段的见证者和参与者。
率先推动中国汽车制造柔性生产管理，树立汽车制造柔性生产标杆
张总领导世辰机电创新开发了一套可定制化的机电一体化系统集成解决方案，专门针对国内汽车生产企业的柔性供应生产管理需求。该方案通过数字系统打通了不同厂商的设备信息连接，确保这些设备无缝协作，创新的多型号柔性生产夹具支持多种车型装配的灵活生产。该方案在打通汽车生产企业全局信息的前提下，优化了生产流程，降低装配错误和物料供应延迟，显著提升工厂的整体生产效率。
这套方案的推出，专注于解决传统汽车生产中冲压、焊装、总装和喷涂等主要工艺流程所面临的挑战。这些环节涉及多种复杂设备，且为了有效控制工艺，单纯依靠人工往往无法高效安全的完成生产过程。此外，企业的信息化联动机制相对滞后，导致生产计划的传达与执行缺乏有效的系统反馈。这种状况导致了生产计划与实际能力不匹配、物料供应不及时及装配错误（如错装或漏装）等问题。在快速增长的汽车市场环境下，这些因素显著制约了工厂的生产效率。
张总团队创新的解决方案从多个方面逐步提升了国内汽车生产的智能化和灵活性。首先，团队率先定制化了本地制造执行系统（MES），该系统专为满足汽车生产企业的特定需求而设计，旨在实现生产过程的实时监控、数据采集和信息流通。由于国际汽车生产工厂的MES系统无法直接适用于国内企业，张总领导团队与国内生产企业深入交流，开发了本地化的整套MES系统。这一系统不仅满足了特定的生产流程要求，还兼顾了信息保密和实施成本的问题，显著提升了系统的可接受性和适用性。
在MES本土化的基础上，张总团队针对国内汽车生产企业在装配工艺中面临的信息化短板，进一步升级了整车工厂的全局联动性。团队通过集成化的数字化系统，实现了生产过程中的实时信息共享和反馈，确保了各工序之间的协调与高效运作。通过将不同厂商的硬件配件信息整合到同一平台上，确保了生产线资源的最大化利用。该系统支持多种零配件供应商的接入，使得生产过程中可以灵活选择最佳的零配件供应方案。同时，通过管理系统进行零部件的溯源和追踪，保障了每个零件的来源可追溯，从而确保了汽车生产及使用的安全性。
在软件升级的同时，张总领导团队创新设计了生产线柔性夹具系统，将传统“一对一”的专用夹具模式升级为“一对多”。这一设计使同一平台下的不同车型零件能够灵活切换，无需整体拆装移位，从而大幅提升了生产线的灵活性和经济性。例如，不同车型及其变种型号（如汽油版、插电混动版，两厢或三厢车型）可在部分生产环节实现共线生产。柔性夹具根据市场需求和排产要求实时调整，减少了30%以上的停产调整时间，并降低30%以上的产线建设和设备投资成本。通过优化设备利用率与灵活排程，生产效率提升约20%-40%。整体而言，该方案通过软硬件深度融合，优化生产流程、降低生产成本，助力行业向智能化、信息化和柔性化方向发展，树立了行业标杆。
突破传统传动系统技术瓶颈，引领高精度传动系统发展
机电一体化系统集成解决方案的成功实践为汽车制造业开辟了新视角。然而，要推动中国制造业持续发展，关键在于提升高端制造机床设备的质量。为了在市场竞争中立于不败之地，必须从根本上提高设备的精度和可靠性。为此，张总领导团队深入研究高精度传动技术，最终在传动系统的最大精度、最高动态性能、最佳刚度和最长寿命等方面取得重要突破，同时在紧凑结构中实现了高精度与高扭矩的有效配合。
张总向记者介绍了中国当前机床在精度、扭矩和稳定性方面的相对不足。作为机床主要驱动设备，减速器的传动系统精度和扭矩是评估其性能的重要指标。随着行业发展，市场对高精度、高可靠性和高负载能力的需求不断增长。在高端制造中，虽然进口机床常被视为最佳选择，但价格昂贵且限制较多的情况困扰着制造企业。同时，国内机床在驱动系统方面受到线性传动系统精度和结构设计的限制影响，还不能满足高端制造的生产要求。在中国高端制造转型的关键时期，张总领导公司创新推出的高精度传动系统定制化解决方案。该传动系统包含了多项行业创新为行业的发展提供了新的思路，包括创新的法兰设计、定制化齿轮设计、定制化驱动方案、定制化润滑和轴承油封，以及传动系统创新智能化管理。
首先，创新法兰设计，有效提高传动系统组装与生产效率。法兰作为连接两段设备的重要组件，既提供稳固的连接，确保系统密封，防止泄漏，又简化了设备的拆卸和维护。通过合理的设计，法兰能够有效分散压力，减少材料疲劳，从而提升装配效率并降低生产误差。传统法兰设计在传动系统中常面临组装效率低和误差大的问题。基于公司的数据库资源，张总通过优化法兰的形状和接口，设计出具有匹配广泛主流电机法兰，增加了柔性适配性，简化了装配过程，使组件更快速、准确地结合。
其次，创新定制齿轮设计和定制驱动方案，以应对不同的应用场景。齿轮在传动系统中的作用是负责将动力从一个部件有效地传递到另一个部件。通过相互啮合，齿轮能够实现动力传递，并且可以根据齿轮的大小和齿数调整转速和扭矩。正确的齿轮设计可以有效减少摩擦和磨损，延长设备的使用寿命，提高运行效率。张总通过齿轮定制化设计，选用激光焊接、法兰连接、花键等不同的输出连接形式增强输出的刚度，使得齿轮能够满足不同使用环境的特定负载、转速和精度需求，确保整个传动系统高效、稳定地运行。同时，结合定制化驱动方案，让传动系统能够在不同场景保持最佳效率运转。
此外，张总创新性地定制了润滑方案和轴承油封，通过选择最合适的油封和润滑剂配方，以及根据使用情况进行润滑的自动化系统，有效延长了设备的润滑持久性，从而提升了整套传动系统的使用寿命和整体性能，确保设备在运行过程中的高稳定性。更重要的是，结合传感器和网络通讯技术，传动系统实现了智能化管理，支持实时监控和数据分析，使管理人员能够迅速调整系统参数，增强设备的适应性与稳定性。这种高可知性对于管理人员而言至关重要。
最后，张总在设计中注重紧凑外形，这不仅有效节省了空间，还显著降低了系统的惯量，减少了因惯性引起的形变，从而提升了运行精度。惯量是物体抵抗运动状态改变的能力，具体来说，物体的惯量与其质量成正比。对于静止的物体来说，惯量越大，启动它所需的力量就越大；对于运动的物体来说，惯量越大，减速或改变运动方向所需的力量也越大。在传动系统中，较大的惯量会导致系统反应迟缓，影响整体效率和精度。张总率先在紧凑结构中实现高精度与高扭矩输出。这一设计提升了齿轮的传动效率，减少了能量损耗，确保设备在各种工况下的最佳性能与响应速度，使传动系统能够在复杂环境中保持卓越表现。
这只是中国高端制造发展历程中的一小部分，而张总及其团队正处于这一变革的前沿。谈及未来发展时，张总指出，随着人工智能、物联网和大数据等新兴技术的不断融合，机电一体化将迈向更高的智能化水平。这将不仅提升设备的自主决策能力，还能实现更加灵活的生产模式，满足市场多样化的需求。
在高端制造中，智能机器人正日益普及，尤其是那些集成了视觉识别、机器学习和实时数据分析等技术的机器人。通过与机电一体化系统的深度结合，这些机器人变得愈加智能化，能够执行更复杂的任务，并模仿人类的行为和动作。整合先进的传感器、人工智能和控制技术后，机器人可以更有效地感知环境、分析数据，并作出灵活的反应。这种智能化不仅提升了机器人的功能，还使其在生产流程中能更好地与人类协作，适应不断变化的工作需求。未来，张总相信，机器人与机电一体化的深度融合将引领制造业进入一个更加智能、高效的新时代。
在未来，世辰机电将继续投入资源于高端制造技术的研发，探索更多智能应用场景，以助力中国制造业的转型升级。张总相信，在智能制造的浪潮下，世辰机电将继续秉持“创新、协作、共赢”的理念，以科技推动进步，以智慧引领未来，为中国制造业的转型升级贡献更大的力量。
——信息来自：界面新闻
