讀而思

科技創(chuàng)新是推動軸承產業(yè)升級的核心動力。在全球制造業(yè)競爭日益激烈的當下，只有加快乘“數(shù)”而上、向“智”而行，強化數(shù)智技術在軸承行業(yè)全鏈條、各環(huán)節(jié)深度融合應用，才能突破傳統(tǒng)產業(yè)發(fā)展的瓶頸，實現(xiàn)產業(yè)向高端化、智能化升級。

許旭　李書品　高嬰勱

中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院信息化與軟件產業(yè)研究所

軸承是工業(yè)的“關節(jié)”，其技術水平直接影響高端裝備制造業(yè)發(fā)展。今年5月，習近平總書記考察河南洛陽軸承集團時指出，現(xiàn)代制造業(yè)離不開科技賦能，要大力加強技術攻關，走自主創(chuàng)新的發(fā)展路子。當前，我國軸承產業(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%，軸承產量同比增長17.3%，產業(yè)規(guī)模連續(xù)多年穩(wěn)居世界第三。在我國軸承產業(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。 

產業(yè)轉型升級著力點

當前，科技創(chuàng)新已成為驅動我國軸承產業(yè)變革的核心力量，一些軸承企業(yè)正通過數(shù)智技術創(chuàng)新應用突破傳統(tǒng)的研發(fā)、生產、管理、產業(yè)鏈協(xié)同模式，加快生產效率提升、成本優(yōu)化、高端化智能化升級，帶動產業(yè)發(fā)展向更高質量、更具競爭力的方向邁進。

一是深化數(shù)字孿生、大數(shù)據技術集成應用，優(yōu)化研發(fā)設計范式。

開展多物理場虛擬仿真，縮短產品開發(fā)周期。在研發(fā)設計環(huán)節(jié)，基于數(shù)字孿生平臺集成CAD/CAE等工具，模擬推演軸承在高速、重載、極端溫度等復雜工況下載荷分布、磨損趨勢等，優(yōu)化結構參數(shù)，提高產品設計迭代效率。如，萬向精工依托數(shù)字孿生平臺，在虛擬環(huán)境中模擬產品生產，優(yōu)化設備參數(shù)設計，縮短產品研發(fā)周期 20%。洛陽軸研所創(chuàng)新開發(fā)軸承產品參數(shù)化設計軟件和工藝參數(shù)化設計軟件，構建軸承研發(fā)新模式。

開展數(shù)據驅動的研發(fā)創(chuàng)新，優(yōu)化產品設計方案。推動數(shù)據與軸承研發(fā)創(chuàng)新流程相結合，應用數(shù)據模型、智能算法等，推動研發(fā)創(chuàng)新范式從實物試驗驗證向基于數(shù)據的創(chuàng)新方案發(fā)現(xiàn)。浙江天馬軸承在風電主軸軸承設計中，構建形成“數(shù)據訓練—方案生成—虛擬驗證”的閉環(huán)研發(fā)體系，利用10萬臺現(xiàn)役軸承的載荷譜數(shù)據訓練深度學習模型，自動生成300組結構方案，經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)在重點場景的協(xié)同應用，推動生產流程智能化升級。 

聚焦生產制造，開展軟硬協(xié)同的智能產線建設升級。洛陽軸研科技建設風電齒輪箱軸承智能生產線，采用機器人視覺系統(tǒng)自動抓取上下料，配備高靈敏度溫度傳感器實現(xiàn)在線溫度補償，基于實時數(shù)據分析自動調整磨削進給量，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量檢測、在線運行監(jiān)測、智能立體倉儲等智能化場景應用著手，加快產線智能化升級，重塑生產制造模式。

聚焦質量管控，開展基于AI的產品智能質測。哈軸集團自主研發(fā)的檢測機器人通過機器學習優(yōu)化算法，可識別頭發(fā)絲級偏差，提升產品一致性。河南科技大學聯(lián)合昇騰AI開發(fā)軸承滾子缺陷檢測系統(tǒng)，利用昇思 MindSpore 模型訓練實現(xiàn)外觀缺陷、尺寸偏差全面檢測，為行業(yè)提供了高效精準的AI 質檢解決方案。

聚焦工藝技術能力沉淀，構建軸承AI+知識圖譜。哈軸集團將沉淀幾十年的設計理論、3000余項工藝標準、5000余個失效模型、20000余份檢測報告轉化為數(shù)字模型系統(tǒng)，建立“軸承材料—設計—工藝測試—應用—工況—失效”關聯(lián)模型，通過構建軸承知識圖譜使AI能像老技師一樣“診斷”問題。

三是探索人工智能賦能應用，基于“數(shù)據+模型”驅動管理服務創(chuàng)新。 

面向供應鏈管理需求，拓展供需智能匹配、庫存可視化管理等服務。數(shù)商云B2B平臺針對軸承行業(yè)型號復雜的特點，采用自然語言處理（NLP）解析采購需求，自動補全技術參數(shù)，將匹配效率從2天縮短至1小時。京東與長江軸承合作構建數(shù)智化采購平臺，通過大數(shù)據、人工智能等技術，在采購計劃、商品供應、履約售后等環(huán)節(jié)提供智能化采購分析服務，實現(xiàn)采購成本與交付周期的雙重優(yōu)化。大連瓦房店市建設軸承鋼集采平臺，匯總軸承企業(yè)用鋼需求，推動統(tǒng)一鋼材型號規(guī)格的批量采購，實現(xiàn)供應鏈優(yōu)化配置；依托平臺整合分析產業(yè)上下游數(shù)據，開展庫存抵押貸款服務，減輕軸承工業(yè)企業(yè)金融壓力。

面向產品運維管理需求，提供基于算法模型的產品全生命周期監(jiān)測維護服務。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)，精準識別軸承裂紋、磨損等潛在故障，保證智能動車組安全運行。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)，在風電、軌道交通行業(yè)企業(yè)進行應用驗證，實現(xiàn)故障診斷準確率超95%，推動產品由“定期維護”轉向“預知維護”。 

四是加快數(shù)智化賦能平臺建設推廣，促進創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈一體協(xié)同。 

建設線上線下結合的創(chuàng)新服務平臺，推動科技創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新深度融合。新昌縣建設軸承產業(yè)創(chuàng)新服務綜合體、軸承產業(yè)工程師協(xié)同創(chuàng)新中心等公共服務平臺，匯聚服務機構、專家團隊、工程師、檢驗檢測等資源，解決行業(yè)技術創(chuàng)新難題，提升產業(yè)核心競爭力。其中，工程師協(xié)同創(chuàng)新中心匯集全球300余名軸承產業(yè)工程師，解決行業(yè)關鍵技術難題，有力提升產業(yè)鏈核心競爭力。洛陽市構建“國家級實驗室+產業(yè)研究院+企業(yè)技術中心”多層次創(chuàng)新平臺體系，形成技術攻關、中試孵化、成果轉化閉環(huán)，在16MW風電主軸軸承研發(fā)中實現(xiàn)設計、工藝、檢測全流程協(xié)同。

推廣應用產業(yè)大腦，賦能行業(yè)鏈式轉型。山東省軸承產業(yè)大腦平臺整合2000多家企業(yè)數(shù)據，開發(fā)數(shù)字化診斷、全鏈條質量追溯、產學研服務等應用場景，促進上下游企業(yè)間產能共享、原材料集采集銷、研發(fā)供需有效對接。普佑機電依托新昌縣軸承產業(yè)大腦平臺的數(shù)字化診斷服務，優(yōu)化生產流程，緩解原材料采購資金占用大、融資難等問題。 

四大關鍵瓶頸待破解

應該看到，科技賦能軸承產業(yè)仍面臨技術不足、數(shù)據不通、協(xié)同不夠、服務不深等瓶頸，既制約了數(shù)智技術賦能催化作用的充分釋放，又影響了軸承產業(yè)向高端化躍升的步伐。

技術不足：關鍵數(shù)智技術工具的供給能力有待提升。性能優(yōu)異的國產工業(yè)軟件較為缺乏，軸承設計、仿真、檢測等核心工業(yè)軟件被達索、ANSYS等企業(yè)壟斷，有自主知識產權的設計分析軟件缺乏。數(shù)字模型的性能優(yōu)化仍需精進，數(shù)字孿生模型對軸承實際工況（如磨損、熱變形等非線性因素）的模擬映射存在偏差，尤其對高速旋轉下的動力學行為預測誤差較大，工藝知識沉積、檢索推送和應用的體系化能力不足。

數(shù)據不通：跨部門數(shù)據共享協(xié)同仍有壁壘。一些中小企業(yè)工藝設備役齡較長，缺乏協(xié)同采集、數(shù)據融合的新制造設備，在研發(fā)設計、生產排程、質量控制等環(huán)節(jié)存在數(shù)據“斷點”。一些軸承企業(yè)數(shù)據治理有技術瓶頸，設備傳感器、工藝參數(shù)等多源異構數(shù)據無法有效融合和處理，產品設計與材料、工藝等技術環(huán)節(jié)難以做到數(shù)據和知識集成共享，無法支撐全鏈條數(shù)字化技術協(xié)作。

協(xié)同不夠：產業(yè)上下游數(shù)字化協(xié)同程度不高。一些軸承產業(yè)集群平臺、數(shù)據、資源開放程度不高，需求、生產、庫存、物流等供應鏈各環(huán)節(jié)信息貫通共享不暢，生產和需求匹配度不高。軸承生產與上游材料供應商、下游設備制造商等各環(huán)節(jié)主體系統(tǒng)標準不一，產業(yè)鏈生態(tài)協(xié)同仍需加強。

服務不深：科技服務體系不完善制約技術成果轉化、產業(yè)化。軸承檢測試驗技術較弱，摩擦磨損試驗、臺架試驗、模擬試驗等試驗設備、平臺建設應用不夠，科技服務體系有待完善。高技術人才缺乏，高技術軸承研究人才培養(yǎng)體系不完善，行業(yè)人員流動性較強，具有長期技術工藝經驗且掌握數(shù)智技術的復合型人才短缺。

技術層面：多元主體協(xié)同 加強數(shù)智技術集成創(chuàng)新

以科技賦能軸承產業(yè)，需要以系統(tǒng)性、鏈條化思路統(tǒng)籌推進，建議從核心技術突破、場景方案供給、產業(yè)數(shù)智化應用、創(chuàng)新生態(tài)培育四個維度協(xié)同發(fā)力，構建“技術—方案—應用—生態(tài)”賦能閉環(huán)，助力實現(xiàn)軸承行業(yè)高質量發(fā)展。

技術層面：多元主體協(xié)同 加強數(shù)智技術集成創(chuàng)新

一是推動系統(tǒng)設計與仿真、多學科聯(lián)合仿真、三維幾何建模引擎等關鍵核心技術研發(fā)；圍繞重大關鍵技術實施“揭榜掛帥”“賽馬制”等機制，推動企業(yè)與高校聯(lián)合申報國家重大科技項目，補齊軸承工業(yè)軟件技術短板。

二是深化邊緣計算、數(shù)字孿生、AI大模型等數(shù)智技術集成協(xié)同，構建形成“物理感知—虛擬推演—自主決策”的技術閉環(huán)體系。

三是推動構建軸承模型知識庫，聚焦工藝流程、數(shù)據模型、場景應用等環(huán)節(jié)，打造“軸承技術工藝軟件化封裝—高質量軸承數(shù)據集支撐—模型算法推理分析—工業(yè)軟件和解決方案應用迭代”的數(shù)智技術能力體系，加速賦能行業(yè)知識沉淀、創(chuàng)新和轉化。 

場景層面：供需兩側聯(lián)動 建設軸承行業(yè)典型應用場景

支持數(shù)智技術企業(yè)聚焦軸承產品輔助設計、智能柔性生產、智能供應鏈管理、產品質量管控、檢驗檢測等場景需求，開發(fā)工業(yè)視覺檢測、仿真設計、數(shù)字孿生、智能檢測等新技術、新產品、新工具，形成一批專業(yè)化、可復制推廣的數(shù)智技術應用方案。

推進軸承行業(yè)特色應用場景建設，結合技術創(chuàng)新與融合應用發(fā)展趨勢，組織編制軸承行業(yè)數(shù)智技術典型應用場景建設指南，總結形成一批高價值、標準化、可推廣的典型場景，加強對企業(yè)智能化升級的引領。

支持軸承行業(yè)企業(yè)運用基于模型的系統(tǒng)工程、數(shù)字孿生、可靠性仿真等技術提高軸承產品可靠性設計水平。深化產品故障預測、智能化運維等技術在軸承產品使用過程中的應用，降低產品故障風險。

強化供需對接，依托行業(yè)協(xié)會，線下線上相結合構建對接接口，定期舉辦技術交流會、需求接洽會等，形成場景建設需求“收集—匹配—落地—校驗-創(chuàng)新”的全閉環(huán)。 

產業(yè)層面：點面一體推進軸承行業(yè)數(shù)字化智能化升級

持續(xù)建設軸承行業(yè)“未來工廠”“智能工廠”，推進數(shù)字孿生、AI等新技術與核心業(yè)務融合，引入工業(yè)機器人、AI視覺檢測設備等，推動生產裝備、產線、車間智能化升級，促進軸承企業(yè)生產過程數(shù)據實時采集與閉環(huán)控制、全業(yè)務流程高效協(xié)同。根據軸承產品多品種、小批量的特點，推動建設具有高度柔性的生產線，快速切換產品型號，響應市場需求變化。

推廣建設區(qū)域軸承產業(yè)大腦，優(yōu)化平臺運營模式和協(xié)同合作機制，推動集群內技術共享、設備共享、產能共享、集采共享，基于平臺實現(xiàn)需求預測、產能調配、質量追溯一體化等，加快集群高端化、智能化升級。

打造多層次軸承行業(yè)數(shù)字化轉型公共服務平臺，通過平臺沉淀研發(fā)經驗、材料數(shù)據，提高技術、金融、人才、知識產權等公共服務水平；形成一批優(yōu)質數(shù)字化服務商清單，強化細分行業(yè)數(shù)字化解決方案產品包供給，降低企業(yè)轉型門檻。

生態(tài)層面：多方共建軸承產業(yè)科技創(chuàng)新網絡

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)建立產業(yè)技術研究院、產業(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制，加大研發(fā)投入，提升基礎研究和應用創(chuàng)新能力。

建立“龍頭企業(yè)出題—科研院所答題—市場閱題”的產業(yè)科技創(chuàng)新模式，以企業(yè)攻關需求為導向配置創(chuàng)新資源，提高要素整合和資源配置效率，開展聯(lián)合技術攻關。

支持行業(yè)龍頭企業(yè)、科技服務企業(yè)、國家重點實驗室、高校、研究院（所）等合作建設行業(yè)級共性研發(fā)平臺，整合高端檢測設備、仿真軟件、數(shù)據資源，為中小企業(yè)提供低成本技術服務。推動建設檢驗檢測中心和中試車間，支持科技成果的二次開發(fā)、工藝驗證和試生產，加速科技成果轉化。  

實施“軸承工匠”培養(yǎng)計劃，鼓勵軸承企業(yè)與高校、職業(yè)院校開展合作，優(yōu)化“企校雙制、工學一體”培養(yǎng)模式，定向精準培養(yǎng)高水平軸承專業(yè)技術人才。支持企業(yè)建立覆蓋新員工、技術骨干、管理人員的多層次培訓體系，結合生產場景開展實戰(zhàn)訓練。建立健全人才激勵機制，如采用技能等級與薪酬掛鉤等方法，激發(fā)人才的創(chuàng)新活力和工作積極性。支持行業(yè)協(xié)會整合高校、企業(yè)、服務商資源，建立完善軸承行業(yè)數(shù)字化培訓資源庫，匯聚行業(yè)優(yōu)質的培訓課程、案例、工具和平臺，為企業(yè)和院校提供資源支持。

來源：中國工業(yè)和信息化