讀而思
科技創(chuàng)新是推動(dòng)軸承產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心動(dòng)力。在全球制造業(yè)競爭日益激烈的當(dāng)下，只有加快乘“數(shù)”而上、向“智”而行，強(qiáng)化數(shù)智技術(shù)在軸承行業(yè)全鏈條、各環(huán)節(jié)深度融合應(yīng)用，才能突破傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化升級(jí)。
許旭 李書品 高嬰勱
中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所
軸承是工業(yè)的“關(guān)節(jié)”，其技術(shù)水平直接影響高端裝備制造業(yè)發(fā)展。今年5月，習(xí)近平總書記考察河南洛陽軸承集團(tuán)時(shí)指出，現(xiàn)代制造業(yè)離不開科技賦能，要大力加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，走自主創(chuàng)新的發(fā)展路子。當(dāng)前，我國軸承產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，2024年全國軸承行業(yè)營業(yè)收入同比增長6.20%，軸承產(chǎn)量同比增長17.3%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模連續(xù)多年穩(wěn)居世界第三。在我國軸承產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展中，科技賦能發(fā)揮了重要作用，幫助企業(yè)在國際市場競爭中謀求更多主動(dòng)。
產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)著力點(diǎn)
當(dāng)前，科技創(chuàng)新已成為驅(qū)動(dòng)我國軸承產(chǎn)業(yè)變革的核心力量，一些軸承企業(yè)正通過數(shù)智技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用突破傳統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、管理、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同模式，加快生產(chǎn)效率提升、成本優(yōu)化、高端化智能化升級(jí)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展向更高質(zhì)量、更具競爭力的方向邁進(jìn)。
一是深化數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)技術(shù)集成應(yīng)用，優(yōu)化研發(fā)設(shè)計(jì)范式。
開展多物理場虛擬仿真，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。在研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，基于數(shù)字孿生平臺(tái)集成CAD/CAE等工具，模擬推演軸承在高速、重載、極端溫度等復(fù)雜工況下載荷分布、磨損趨勢(shì)等，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)迭代效率。如，萬向精工依托數(shù)字孿生平臺(tái)，在虛擬環(huán)境中模擬產(chǎn)品生產(chǎn)，優(yōu)化設(shè)備參數(shù)設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期 20%。洛陽軸研所創(chuàng)新開發(fā)軸承產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件和工藝參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)建軸承研發(fā)新模式。
開展數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研發(fā)創(chuàng)新，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。推動(dòng)數(shù)據(jù)與軸承研發(fā)創(chuàng)新流程相結(jié)合，應(yīng)用數(shù)據(jù)模型、智能算法等，推動(dòng)研發(fā)創(chuàng)新范式從實(shí)物試驗(yàn)驗(yàn)證向基于數(shù)據(jù)的創(chuàng)新方案發(fā)現(xiàn)。浙江天馬軸承在風(fēng)電主軸軸承設(shè)計(jì)中，構(gòu)建形成“數(shù)據(jù)訓(xùn)練—方案生成—虛擬驗(yàn)證”的閉環(huán)研發(fā)體系，利用10萬臺(tái)現(xiàn)役軸承的載荷譜數(shù)據(jù)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，自動(dòng)生成300組結(jié)構(gòu)方案，經(jīng)仿真篩選后推出的新型軸承疲勞壽命提高3倍，重量降低15%。
二是深化智能裝備、數(shù)字化系統(tǒng)在重點(diǎn)場景的協(xié)同應(yīng)用，推動(dòng)生產(chǎn)流程智能化升級(jí)。
聚焦生產(chǎn)制造，開展軟硬協(xié)同的智能產(chǎn)線建設(shè)升級(jí)。洛陽軸研科技建設(shè)風(fēng)電齒輪箱軸承智能生產(chǎn)線，采用機(jī)器人視覺系統(tǒng)自動(dòng)抓取上下料，配備高靈敏度溫度傳感器實(shí)現(xiàn)在線溫度補(bǔ)償，基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析自動(dòng)調(diào)整磨削進(jìn)給量，保證軸承加工精度的一致性和穩(wěn)定性。黃石人本從智能在線質(zhì)量檢測、在線運(yùn)行監(jiān)測、智能立體倉儲(chǔ)等智能化場景應(yīng)用著手，加快產(chǎn)線智能化升級(jí)，重塑生產(chǎn)制造模式。
聚焦質(zhì)量管控，開展基于AI的產(chǎn)品智能質(zhì)測。哈軸集團(tuán)自主研發(fā)的檢測機(jī)器人通過機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化算法，可識(shí)別頭發(fā)絲級(jí)偏差，提升產(chǎn)品一致性。河南科技大學(xué)聯(lián)合昇騰AI開發(fā)軸承滾子缺陷檢測系統(tǒng)，利用昇思 MindSpore 模型訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)外觀缺陷、尺寸偏差全面檢測，為行業(yè)提供了高效精準(zhǔn)的AI 質(zhì)檢解決方案。
聚焦工藝技術(shù)能力沉淀，構(gòu)建軸承AI+知識(shí)圖譜。哈軸集團(tuán)將沉淀幾十年的設(shè)計(jì)理論、3000余項(xiàng)工藝標(biāo)準(zhǔn)、5000余個(gè)失效模型、20000余份檢測報(bào)告轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型系統(tǒng)，建立“軸承材料—設(shè)計(jì)—工藝測試—應(yīng)用—工況—失效”關(guān)聯(lián)模型，通過構(gòu)建軸承知識(shí)圖譜使AI能像老技師一樣“診斷”問題。
三是探索人工智能賦能應(yīng)用，基于“數(shù)據(jù)+模型”驅(qū)動(dòng)管理服務(wù)創(chuàng)新。
面向供應(yīng)鏈管理需求，拓展供需智能匹配、庫存可視化管理等服務(wù)。數(shù)商云B2B平臺(tái)針對(duì)軸承行業(yè)型號(hào)復(fù)雜的特點(diǎn)，采用自然語言處理（NLP）解析采購需求，自動(dòng)補(bǔ)全技術(shù)參數(shù)，將匹配效率從2天縮短至1小時(shí)。京東與長江軸承合作構(gòu)建數(shù)智化采購平臺(tái)，通過大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，在采購計(jì)劃、商品供應(yīng)、履約售后等環(huán)節(jié)提供智能化采購分析服務(wù)，實(shí)現(xiàn)采購成本與交付周期的雙重優(yōu)化。大連瓦房店市建設(shè)軸承鋼集采平臺(tái)，匯總軸承企業(yè)用鋼需求，推動(dòng)統(tǒng)一鋼材型號(hào)規(guī)格的批量采購，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈優(yōu)化配置；依托平臺(tái)整合分析產(chǎn)業(yè)上下游數(shù)據(jù)，開展庫存抵押貸款服務(wù)，減輕軸承工業(yè)企業(yè)金融壓力。
面向產(chǎn)品運(yùn)維管理需求，提供基于算法模型的產(chǎn)品全生命周期監(jiān)測維護(hù)服務(wù)。大連柏盛源集成高速傳感采集、多種信息融合、智能核心算法等，自主開發(fā)軸承檢修智能診斷系統(tǒng)，精準(zhǔn)識(shí)別軸承裂紋、磨損等潛在故障，保證智能動(dòng)車組安全運(yùn)行。天馬軸承開發(fā)了高端軸承狀態(tài)監(jiān)測與健康管理系統(tǒng)，在風(fēng)電、軌道交通行業(yè)企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)故障診斷準(zhǔn)確率超95%，推動(dòng)產(chǎn)品由“定期維護(hù)”轉(zhuǎn)向“預(yù)知維護(hù)”。
四是加快數(shù)智化賦能平臺(tái)建設(shè)推廣，促進(jìn)創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈一體協(xié)同。
建設(shè)線上線下結(jié)合的創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)，推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合。新昌縣建設(shè)軸承產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)綜合體、軸承產(chǎn)業(yè)工程師協(xié)同創(chuàng)新中心等公共服務(wù)平臺(tái)，匯聚服務(wù)機(jī)構(gòu)、專家團(tuán)隊(duì)、工程師、檢驗(yàn)檢測等資源，解決行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新難題，提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力。其中，工程師協(xié)同創(chuàng)新中心匯集全球300余名軸承產(chǎn)業(yè)工程師，解決行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難題，有力提升產(chǎn)業(yè)鏈核心競爭力。洛陽市構(gòu)建“國家級(jí)實(shí)驗(yàn)室+產(chǎn)業(yè)研究院+企業(yè)技術(shù)中心”多層次創(chuàng)新平臺(tái)體系，形成技術(shù)攻關(guān)、中試孵化、成果轉(zhuǎn)化閉環(huán)，在16MW風(fēng)電主軸軸承研發(fā)中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、檢測全流程協(xié)同。
推廣應(yīng)用產(chǎn)業(yè)大腦，賦能行業(yè)鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)型。山東省軸承產(chǎn)業(yè)大腦平臺(tái)整合2000多家企業(yè)數(shù)據(jù)，開發(fā)數(shù)字化診斷、全鏈條質(zhì)量追溯、產(chǎn)學(xué)研服務(wù)等應(yīng)用場景，促進(jìn)上下游企業(yè)間產(chǎn)能共享、原材料集采集銷、研發(fā)供需有效對(duì)接。普佑機(jī)電依托新昌縣軸承產(chǎn)業(yè)大腦平臺(tái)的數(shù)字化診斷服務(wù)，優(yōu)化生產(chǎn)流程，緩解原材料采購資金占用大、融資難等問題。
四大關(guān)鍵瓶頸待破解
應(yīng)該看到，科技賦能軸承產(chǎn)業(yè)仍面臨技術(shù)不足、數(shù)據(jù)不通、協(xié)同不夠、服務(wù)不深等瓶頸，既制約了數(shù)智技術(shù)賦能催化作用的充分釋放，又影響了軸承產(chǎn)業(yè)向高端化躍升的步伐。
技術(shù)不足：關(guān)鍵數(shù)智技術(shù)工具的供給能力有待提升。性能優(yōu)異的國產(chǎn)工業(yè)軟件較為缺乏，軸承設(shè)計(jì)、仿真、檢測等核心工業(yè)軟件被達(dá)索、ANSYS等企業(yè)壟斷，有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)分析軟件缺乏。數(shù)字模型的性能優(yōu)化仍需精進(jìn)，數(shù)字孿生模型對(duì)軸承實(shí)際工況（如磨損、熱變形等非線性因素）的模擬映射存在偏差，尤其對(duì)高速旋轉(zhuǎn)下的動(dòng)力學(xué)行為預(yù)測誤差較大，工藝知識(shí)沉積、檢索推送和應(yīng)用的體系化能力不足。
數(shù)據(jù)不通：跨部門數(shù)據(jù)共享協(xié)同仍有壁壘。一些中小企業(yè)工藝設(shè)備役齡較長，缺乏協(xié)同采集、數(shù)據(jù)融合的新制造設(shè)備，在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)排程、質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)存在數(shù)據(jù)“斷點(diǎn)”。一些軸承企業(yè)數(shù)據(jù)治理有技術(shù)瓶頸，設(shè)備傳感器、工藝參數(shù)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)無法有效融合和處理，產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料、工藝等技術(shù)環(huán)節(jié)難以做到數(shù)據(jù)和知識(shí)集成共享，無法支撐全鏈條數(shù)字化技術(shù)協(xié)作。
協(xié)同不夠：產(chǎn)業(yè)上下游數(shù)字化協(xié)同程度不高。一些軸承產(chǎn)業(yè)集群平臺(tái)、數(shù)據(jù)、資源開放程度不高，需求、生產(chǎn)、庫存、物流等供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)信息貫通共享不暢，生產(chǎn)和需求匹配度不高。軸承生產(chǎn)與上游材料供應(yīng)商、下游設(shè)備制造商等各環(huán)節(jié)主體系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不一，產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)協(xié)同仍需加強(qiáng)。
服務(wù)不深：科技服務(wù)體系不完善制約技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化。軸承檢測試驗(yàn)技術(shù)較弱，摩擦磨損試驗(yàn)、臺(tái)架試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)等試驗(yàn)設(shè)備、平臺(tái)建設(shè)應(yīng)用不夠，科技服務(wù)體系有待完善。高技術(shù)人才缺乏，高技術(shù)軸承研究人才培養(yǎng)體系不完善，行業(yè)人員流動(dòng)性較強(qiáng)，具有長期技術(shù)工藝經(jīng)驗(yàn)且掌握數(shù)智技術(shù)的復(fù)合型人才短缺。
技術(shù)層面：多元主體協(xié)同 加強(qiáng)數(shù)智技術(shù)集成創(chuàng)新
以科技賦能軸承產(chǎn)業(yè)，需要以系統(tǒng)性、鏈條化思路統(tǒng)籌推進(jìn)，建議從核心技術(shù)突破、場景方案供給、產(chǎn)業(yè)數(shù)智化應(yīng)用、創(chuàng)新生態(tài)培育四個(gè)維度協(xié)同發(fā)力，構(gòu)建“技術(shù)—方案—應(yīng)用—生態(tài)”賦能閉環(huán)，助力實(shí)現(xiàn)軸承行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
技術(shù)層面：多元主體協(xié)同 加強(qiáng)數(shù)智技術(shù)集成創(chuàng)新
一是推動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、多學(xué)科聯(lián)合仿真、三維幾何建模引擎等關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)；圍繞重大關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施“揭榜掛帥”“賽馬制”等機(jī)制，推動(dòng)企業(yè)與高校聯(lián)合申報(bào)國家重大科技項(xiàng)目，補(bǔ)齊軸承工業(yè)軟件技術(shù)短板。
二是深化邊緣計(jì)算、數(shù)字孿生、AI大模型等數(shù)智技術(shù)集成協(xié)同，構(gòu)建形成“物理感知—虛擬推演—自主決策”的技術(shù)閉環(huán)體系。
三是推動(dòng)構(gòu)建軸承模型知識(shí)庫，聚焦工藝流程、數(shù)據(jù)模型、場景應(yīng)用等環(huán)節(jié)，打造“軸承技術(shù)工藝軟件化封裝—高質(zhì)量軸承數(shù)據(jù)集支撐—模型算法推理分析—工業(yè)軟件和解決方案應(yīng)用迭代”的數(shù)智技術(shù)能力體系，加速賦能行業(yè)知識(shí)沉淀、創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化。
場景層面：供需兩側(cè)聯(lián)動(dòng) 建設(shè)軸承行業(yè)典型應(yīng)用場景
支持?jǐn)?shù)智技術(shù)企業(yè)聚焦軸承產(chǎn)品輔助設(shè)計(jì)、智能柔性生產(chǎn)、智能供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品質(zhì)量管控、檢驗(yàn)檢測等場景需求，開發(fā)工業(yè)視覺檢測、仿真設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生、智能檢測等新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工具，形成一批專業(yè)化、可復(fù)制推廣的數(shù)智技術(shù)應(yīng)用方案。
推進(jìn)軸承行業(yè)特色應(yīng)用場景建設(shè)，結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新與融合應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，組織編制軸承行業(yè)數(shù)智技術(shù)典型應(yīng)用場景建設(shè)指南，總結(jié)形成一批高價(jià)值、標(biāo)準(zhǔn)化、可推廣的典型場景，加強(qiáng)對(duì)企業(yè)智能化升級(jí)的引領(lǐng)。
支持軸承行業(yè)企業(yè)運(yùn)用基于模型的系統(tǒng)工程、數(shù)字孿生、可靠性仿真等技術(shù)提高軸承產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)水平。深化產(chǎn)品故障預(yù)測、智能化運(yùn)維等技術(shù)在軸承產(chǎn)品使用過程中的應(yīng)用，降低產(chǎn)品故障風(fēng)險(xiǎn)。
強(qiáng)化供需對(duì)接，依托行業(yè)協(xié)會(huì)，線下線上相結(jié)合構(gòu)建對(duì)接接口，定期舉辦技術(shù)交流會(huì)、需求接洽會(huì)等，形成場景建設(shè)需求“收集—匹配—落地—校驗(yàn)-創(chuàng)新”的全閉環(huán)。
產(chǎn)業(yè)層面：點(diǎn)面一體推進(jìn)軸承行業(yè)數(shù)字化智能化升級(jí)
持續(xù)建設(shè)軸承行業(yè)“未來工廠”“智能工廠”，推進(jìn)數(shù)字孿生、AI等新技術(shù)與核心業(yè)務(wù)融合，引入工業(yè)機(jī)器人、AI視覺檢測設(shè)備等，推動(dòng)生產(chǎn)裝備、產(chǎn)線、車間智能化升級(jí)，促進(jìn)軸承企業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與閉環(huán)控制、全業(yè)務(wù)流程高效協(xié)同。根據(jù)軸承產(chǎn)品多品種、小批量的特點(diǎn)，推動(dòng)建設(shè)具有高度柔性的生產(chǎn)線，快速切換產(chǎn)品型號(hào)，響應(yīng)市場需求變化。
推廣建設(shè)區(qū)域軸承產(chǎn)業(yè)大腦，優(yōu)化平臺(tái)運(yùn)營模式和協(xié)同合作機(jī)制，推動(dòng)集群內(nèi)技術(shù)共享、設(shè)備共享、產(chǎn)能共享、集采共享，基于平臺(tái)實(shí)現(xiàn)需求預(yù)測、產(chǎn)能調(diào)配、質(zhì)量追溯一體化等，加快集群高端化、智能化升級(jí)。
打造多層次軸承行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型公共服務(wù)平臺(tái)，通過平臺(tái)沉淀研發(fā)經(jīng)驗(yàn)、材料數(shù)據(jù)，提高技術(shù)、金融、人才、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等公共服務(wù)水平；形成一批優(yōu)質(zhì)數(shù)字化服務(wù)商清單，強(qiáng)化細(xì)分行業(yè)數(shù)字化解決方案產(chǎn)品包供給，降低企業(yè)轉(zhuǎn)型門檻。
生態(tài)層面：多方共建軸承產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)
創(chuàng)新協(xié)同創(chuàng)新組織形式，支持行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)合高校、科研院所、數(shù)智企業(yè)建立產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟等新型創(chuàng)新載體，建立完善上下游緊密合作機(jī)制，加大研發(fā)投入，提升基礎(chǔ)研究和應(yīng)用創(chuàng)新能力。
建立“龍頭企業(yè)出題—科研院所答題—市場閱題”的產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新模式，以企業(yè)攻關(guān)需求為導(dǎo)向配置創(chuàng)新資源，提高要素整合和資源配置效率，開展聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)。
支持行業(yè)龍頭企業(yè)、科技服務(wù)企業(yè)、國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高校、研究院（所）等合作建設(shè)行業(yè)級(jí)共性研發(fā)平臺(tái)，整合高端檢測設(shè)備、仿真軟件、數(shù)據(jù)資源，為中小企業(yè)提供低成本技術(shù)服務(wù)。推動(dòng)建設(shè)檢驗(yàn)檢測中心和中試車間，支持科技成果的二次開發(fā)、工藝驗(yàn)證和試生產(chǎn)，加速科技成果轉(zhuǎn)化。
實(shí)施“軸承工匠”培養(yǎng)計(jì)劃，鼓勵(lì)軸承企業(yè)與高校、職業(yè)院校開展合作，優(yōu)化“企校雙制、工學(xué)一體”培養(yǎng)模式，定向精準(zhǔn)培養(yǎng)高水平軸承專業(yè)技術(shù)人才。支持企業(yè)建立覆蓋新員工、技術(shù)骨干、管理人員的多層次培訓(xùn)體系，結(jié)合生產(chǎn)場景開展實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練。建立健全人才激勵(lì)機(jī)制，如采用技能等級(jí)與薪酬掛鉤等方法，激發(fā)人才的創(chuàng)新活力和工作積極性。支持行業(yè)協(xié)會(huì)整合高校、企業(yè)、服務(wù)商資源，建立完善軸承行業(yè)數(shù)字化培訓(xùn)資源庫，匯聚行業(yè)優(yōu)質(zhì)的培訓(xùn)課程、案例、工具和平臺(tái)，為企業(yè)和院校提供資源支持。
來源：中國工業(yè)和信息化
