科技日报记者 朱虹
7月30日，中央媒体青年编辑记者增强“四力”教育实践活动走进哈电集团哈尔滨电机厂。院区里，一排排红砖厂房古朴厚重，厂区道路两旁的老树遮天蔽日，走在其中，仿佛穿越回那个工业建设热火朝天的年代。
可再往里走，进入线圈分厂数字化车间，画风陡然切换——橘黄色机械臂有序起落，数字孪生大屏铺满整面墙壁，偌大的厂房几乎看不到工人。
巨大反差不禁令人疑惑，这家始建于上世纪1950年代的老牌国有企业是如何用5G、数字孪生、AI技术破解单件超大件离散制造的数字化困局的？
一根铜线的数字之旅：从手工拧线到自主三维编织
跟随线圈车间负责人马文豪的脚步，记者穿过严密的隔离门，踏入线圈分厂。一整面落地玻璃隔开了中控大厅和生产区，墙上的数字孪生大屏实时跳动着车间每一台设备、每一卷物料、每一段线圈的状态。
39台关节臂机械臂在各自工位上有条不紊地运转，橘黄色的机械臂起落之间，铜线被拉直、分拣、编织，全程几乎无人干预。偌大的车间里，只有零星几名巡检人员走动。
“这里是全球首个定子线圈全域数字孪生车间，也是国家级5G工厂。”马文豪的语气里带着几分自豪。车间后侧，一座巨型智能立体库静静矗立。铜卷原材料从货车上卸下，扫码录入系统，AGV小车自动把物料运进库里存放。工人在工位终端点一下领料，系统自动调度出库，机械臂抓取铜卷、自动上料拉直，另一组机械臂像“挑筷子”一样把单根导线分拣出来，稳稳送到核心工位。
整条物料流转线，看不到一个搬运的工人。
最让记者震撼的，是车间中央那台封闭式的全自动三维编织机。这是哈电电机完全自主研发的“宝贝疙瘩”。
马文豪告诉记者，发电机定子线圈是机组的“心脏导体”，水电线圈最短两三米，百万千瓦机组线圈最长能到13.5米，几十根铜导线要像编麻花一样交织在一起，外面再裹上多层绝缘材料。
此前，这道工序全靠工人徒手拧线。“你想想，十几米长的铜线，要一根一根拧成麻花状，劳动强度有多大。”马文豪比划着说，人工编织全凭手感，手法轻重不同，出来的线圈品质就有差异，“有的拧得紧，有的拧得松，一致性很难保证。”
国外设备只能做二维平面换位，编出来的线圈也得靠人工二次修整。真正的三维立体编织，始终是行业里一道跨不过去的坎。
2022年底，哈电电机开始研发三维编织机，“难就难在既要稳定，又要灵活。”马文豪解释，机器比人稳定，但人能适应各种规格的线圈，机器不行。研发团队从软硬件两头想办法：硬件上用模块化快换结构，换产品型号就换模块；软件上提前把所有规格的线圈参数存进去，上游设计数据通过5G专网一发下来，一键就能切换模板。
这台设备于2024年12月正式投产，它能实现导线360度立体换位编织，全面超越了国外设备技术。
“设备投用后，车间综合效率提升了20%。”马文豪说。
编织好的线圈，下一站是AI视觉检测工位。过去这活儿全靠老师傅手持放大镜，一根线一根线地瞅，有没有绝缘破损、导线错位，全凭经验判断。现在车间把几十年积累的缺陷样本都喂给AI，训练出视觉识别模型，设备自动扫描，瑕疵一抓一个准。
大块头有大智慧：水电车间的“巧”改造
告别线圈分厂数字化车间，记者来到水电产品智能装配车间，眼前又是另一番景象。
这里没有规整的流水线，放眼望去全是“大块头”——抽水蓄能的进水球阀、水轮机的底环和顶盖，哪一件都有几十吨重。这些产品全是单件定制，一个项目一套设计，根本没法批量生产。
“线圈车间是标准化流水线思路，我们这儿走的是另一条路。”水电分厂厂长助理张兴宇笑着说，大件有大件的难处，但数字化不是只有流水线一种玩法。
记者走到车间一侧的大型地坑旁，这是球阀智能打压试验区。抽水蓄能机组的进水球阀，是电站的第一道安全闸门，最高要扛住上千米的水头压力，压力试验是必须过的关。
“以前打压全靠人工手动调阀门，升压、保压、泄压，全程盯着压力表，好几个人轮班守着。”张兴宇说，人工操作压力曲线控不准，试验数据也只能靠手写记录，想追溯都难。
现在不一样了。球阀吊装进地坑，接好管路，操作人员在中控室点一下启动，系统就按预设的数字化压力曲线自动走完整个流程，中途只需要人去巡检一下就行，所有数据自动存进系统。
车间西侧的智能测量间是张兴宇眼里最“值钱”的创新。以前水轮机导水机构加工完，底环、顶盖、导叶这些零件必须在车间里先预装一遍，看看尺寸合不合适，没问题了再拆开运到电站。“你想想，几十吨的大件，吊来吊去、装装拆拆，多费时间。”张兴宇说。
现在有了智能测量间，零件送进去，设备自动三维扫描，生成带精确尺寸的数字模型，然后用自研的虚拟装配软件在电脑里“拼”一遍，尺寸对不对、能不能装上，一目了然。
“同系列的机组，我们只需要做一台实物预装，剩下的全靠虚拟装配验证。”张兴宇告诉记者，数据处理、虚拟装配算法、整套软件都是企业自己开发的，“核心技术攥在自己手里才踏实”。
老厂的“数字经”：给单件重工的转型答案
其实，哈电电机的数字化转型并不容易。哈电电机智能制造工艺部副经理房金彪直言不讳：“我们这个行业，单件定制到了极致，市面上现成的数字化方案，根本没法直接用。”
那怎么办？房金彪介绍了哈电电机转型的“三步走”——顶层设计统筹、分批次落地、全周期迭代。“这三步不是割裂的，是同步走、滚动走的。”房金彪解释，顶层设计一直在动态优化，新建车间和改造升级的车间经验互通，像滚雪球一样越滚越大。
他还分享了三条哈电电机摸出来的经验。
第一条，柔性场景先试点。“不能一上来就全车间铺开，风险太大。”他们先选线圈、冲剪这类工序相对集中、容易搭柔性产线的车间做样板，跑通了再往水电大件、重型加工这些更难的场景复制。
第二条，把老师傅的经验“数字化”。“最难的不是买设备，是把人脑子里的东西挖出来。”房金彪说，几十年的制造经验都在老技工、老专家脑子里，手工活儿没有标准流程。所以每个数字化项目，一线老师傅、工艺专家都得全程参与，把手感、经验、判断标准变成参数、变成算法、变成标准流程，再嵌到设备和系统里。
第三条，先算效益账。“所有场景立项前，必须算清楚投资回报。”房金彪多次提到，数字化不能为了数字化而数字化，AI质检、自动编织、虚拟装配，每一个都是一线真有需求、真能解决问题才上的，“搞形象工程，工人不买账，企业也撑不住。”
如今，哈电电机设计、生产、仓储、交付、售后，全链条的数据壁垒被打通了。车间大屏上，生产进度、质量缺陷、设备负荷一目了然，哪里出了异常自动报警，管理人员第一时间就能介入。
数字转型从来不是简单的“机器换人”。对哈电电机来说，数字化是另一种形式的传承——把代代工匠手上的准头、心里的经验，变成可复制、可迭代的数字生产力。
作为行业龙头，哈电电机的实践给国内众多单件离散制造的重工企业提供了一份可参考的答案：老厂不老，数字为翼，大国重器的制造，正在数字时代焕发新的生机。
（科技日报记者 朱虹 摄）
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