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航天科技四院43所炭/炭复合材料生产线安全高效智能转型侧记
来源:中国航天报     日期:2026年11月11日    字体:【大】【中】【小】

近年来,航天科技集团四院43所坚定落实数字化转型战略,按照“设备自动化、生产智能化、管理数字化”的总体思路,加快新旧动能转换,夯实高端材料研制高效自主保障根基,取得显著成效。

在炭/炭复合材料生产线上,43所直面传统研制模式安全效率等方面痛点,深入推进自动化装出炉、智慧清炭、机器人巡检、自动化仓储转运等4个自动化创新项目落地,构建起“安全作业—高效清理—顺畅流转—智能管控”的自动化生产新范式,为炭材料生产智能化转型升级迈出了坚实而关键的一步。

无人添“炭” 智慧装炉

以前在炭材料热处理现场,大型井式高温炉是名副其实的“虎口”:炉体深达数米,夏季高温炙烤,常规吊装装备无从下手,装炉作业只能靠工人钻进炉膛,凭经验、靠手感完成抓取对位,每一次操作都如履薄冰。

如今,这道工序早已换了模样。随着自动化装出炉系统的投用,炉膛口再也不见人工作业的身影。攻关团队创新提出“视觉定位+多自由度夹具+智能防撞”技术路线,自主研制多功能夹具精准抓取异形制品,视觉系统实现毫米级对位,安全联锁逻辑全流程护航,真正实现了无人添“炭”、零风险作业。

“以前全靠老师傅的‘手感’,现在都靠数据说话。”团队负责人介绍,智能升级让过去依赖个人经验的手艺活,变成了可追溯、可复现的标准工艺,既彻底消除了安全隐患,又以自动化手段实现了产品质量的高度一致,真正实现了向自动化要安全、向标准化要效益的破局转型。

智清智检 粉尘“清零”

来到炭材料高压炭化作业线上,一套自动化清理装置正颠覆传统清理模式。机器人精准切割、疾速作业,数分钟即可完成金属包套切割,随后自动转入清炭环节;清理完毕后,密度检测仅需5秒。高效自动化的背后是43所技术团队数百个日夜的潜心攻关,更是突破行业瓶颈的硬核创新。

长期以来,炭化清理现场粉尘弥漫,每批次产出的炭渣重达数吨,大部分要依赖人工作业,劳动强度大。43所研发团队立志以智能设备替代人力,打造绿色自动化清理方案。团队锚定三维视觉感知、多机协同、多介质适配等核心技术,从激光切割路径智能规划,到机器人抓取姿态优化设计;从多工位自动翻转机构创新,到除尘系统集成控制——整套装置包含12项自主专利技术,实现了包套上线后“切割—除炭—压芯—密度检测”一站式产出,完美适配高产作业节奏,为航天复合材料制造提供了全新工艺范式。

“慧眼”值守 全时护航

今年,炭材料沉积生产线上来了一位特殊的新员工——“炭小巡”智能机器人。它搭载高精度红外热成像、多维振动传感、气体泄漏检测及高清视觉模块,每天沿着预设轨道24小时不间断自主巡航,可实时监测设备运行工艺参数、工艺管道密封性及现场环境参数。一旦发现温度异常、振动超阈值或可疑气体泄漏,“炭小巡”智能机器人会立即触发分级报警并精准定位故障点,同时生成巡检报告推送至运维人员终端。

相比于人工定时巡检,机器人上岗实现了全时段、全覆盖、高重复精度的常态化值守,消除了人员进入高风险区域的必要性,巡检数据完整率提升至100%,异常响应时间缩短80%。这项改进大幅提升了该所产线运行的稳定性和安全性,为工序连续生产提供了可靠的“电子哨兵”。

物畅其流 “数链”贯通

围绕服务自动化产线高效运行这一核心目标,针对炭/炭复合材料产品形态特殊、工艺流转复杂等特点,43所优化生产现场布局,建立了立体仓储、MES系统、穿梭车、提升机、转运电动叉车等模块协同的自动化仓储转运系统,工序间待处理产品全面实现立体存放。

通过“立体仓储+信息编码+智能调度”,实现了在线产品的自动化存储、取放与数字化信息管理。从四向穿梭车控制逻辑设计,到基于实时数据的产品自动盘库算法,每一个环节都凝聚着团队智慧。系统应用以来,信息化查询效率提升50%,为后续智能制造系统集成提供了原创性的“数据底盘”。

通过3年深耕积淀、迭代升级,43所炭材料生产线实现了数字化、智能化提升,四大自动化项目联动集成,打破生产壁垒,构建起安全高效、智能集约的全新生产模式。

(刘苏骅 郭晓波)

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