龍江工業設計十大典型案例巡禮（三）
典型案例一：用增材制造技術（3D打?。┩卣构I設計外延
由黑龍江多維時空自由制造有限公司利用增材制造技術（3D打?。┰O計開發的隨形模塊化智能防護裝置、衛星輕量化數據處理平臺、顱頜面骨骼植入物、砂型精密鑄造模具和金屬模具設計等，被廣泛地應用于解決多領域的多設計和技術問題。
3D打印隨形模塊化智能防護裝置，創新性地解決了油氣生產領域戶外采收裝置的防護、保溫和標準化問題，利用3D打印技術實現了數字設計和數字制造的無縫銜接，全數字化流程極大地縮短了開發周期，取得了良好的使用效果，它的模塊化開發理念為未來的產品系統升級提供了充足的空間，如圖1所示。
圖1 3D打印隨形模塊化智能防護裝置：薩中觀6-13號
3D打印小衛星輕量化數據處理平臺，通過智能化設計、仿真軟件對產品進行了結構設計優化，利用3D打印技術實現了復雜構形產品的精密制造，為小衛星未來的設計生產提供了一種更具優勢和潛力的工具系統，如圖2所示。增材制造技術（3D打?。┦腔陔x散堆積原理，依據產品三維空間數據將材料逐漸疊加實現實物生產的新一代先進制造方式，在特殊化、復雜化、一體化、輕量化及實用化產品制造方面具有獨特的優勢。
圖2 3D打印典型零件結構及設計優化示例
3D打印顱頜面骨骼植入物，利用3D打印技術精準化、復雜化、個性化的特征，與精準醫療的需求高度契合。使用螺旋CT或CBCT掃描患者骨骼創面，生成DICOM斷層掃描數據，將數據導入模型處理軟件完成三維重建、噪點處理和植入物設計。通過圖形算法對康復效果進行系統評估，打印出患者顱頜面1：1模型和植入物模型，進行術前方案論證。選擇適用材質，完成3D打印和產品后處理，最終完成手術植入和康復觀察，如圖3所示。目前，3D打印技術在醫學領域的應用包括模型制作、導板制作、骨科替代物、齒科植入物、整形美容、矯正器、輔助康復器具等方面。隨著3D打印技術及材料技術的不斷進步，如生物材料、干細胞、組織培養等多學科的科技突破，更具創新性的精準醫療、數字醫療技術也將迎來高速發展。
圖3 3D打印顱頜面骨骼植入物
3D打印砂型精密鑄造模具，利用3D打印技術在空間自由構形上的優勢，在一定程度上解決了復雜產品的加工難題，為砂型鑄造領域提供了一種全新的數字化生產工具系統，前端的工業零件設計、鑄造模具設計、鑄造過程仿真極大地提高了砂型鑄造的成功率，縮短了新產品的開發周期，降低了工藝驗證成本，并為復雜鑄造件的規?；a提供了更具生產靈活性和市場競爭力的新方式，擁有巨大的市場潛力，如圖4所示。
圖4 3D打印砂型精密鑄造模具產品
3D打印金屬模具，使用三維設計軟件完成金屬模具的建模和冷卻流道優化，通過SLM激光金屬3D打印設備（LM280），配合專項開發的高導熱鈷基模具鋼粉末材料（DW-M102）生產金屬模具，如圖5所示。
圖5 3D打印鞋底金屬模具
企業簡介：
黑龍江多維時空自由制造有限公司成立于2019年，是從事增材制造裝備研發、設計、生產和銷售以及3D打印等業務的高新技術企業。企業現有員工44人，其中具有本科以上人員有36人。2020年、2021年共完成工業設計項目數27項，申請專利38項。2018年，面向增材制造與醫學領域的增材制造技術、裝備研究及應用獲省科學技術三等獎。
典型案例二：龍江中華老字號品牌復興——馬迭爾食品品牌營銷案例
哈爾濱馬迭爾食品股份有限公司（以下簡稱馬迭爾食品）是由龍江傳承百年的中華老字號企業發展而來的，它的主要產品馬迭爾冰棍是中國較早的冷飲品牌之一。為推動龍江中華老字號品牌的復興，2022年10月，馬迭爾食品與中國頂尖的策劃集團達成高端品牌全案策劃戰略合作，推動創造馬迭爾百年征程新傳奇，力爭用5年時間將馬迭爾食品打造成百年企業、百億產值，助力龍江食品產業創新發展做大做強。本著“沒有偉大對手的品牌一定不是偉大品牌”的戰略思想，策劃集團在深入總結中國雪糕市場競爭現狀和全面了解馬迭爾際發展實情況的基礎上，有目的性、針對性地創作出涵蓋市場現狀、品牌定位、新品研發、企業形象、廣告創意、營銷管理等多方面的馬迭爾食品全新的品牌整合營銷全案，進一步明晰了馬迭爾食品的品牌發展足跡。
目前，策劃集團為馬迭爾食品提出了“百年品牌、貴族雪糕”，這一全新的品牌定位及系列廣告創意，并為馬迭爾食品創意超級單品，助力馬迭爾食品全面煥新。馬迭爾食品的營銷策劃主要內容包括：其一，初步與冬奧冠軍武大靖達成簽約意向宣傳馬迭爾品牌，在全國主要高鐵站設置了廣告牌，馬迭爾冰棍于2022年5月20日進駐肯德基；其二，與國家體育總局運動員營養檢測中心簽訂國家運動員營養健康食品協議，將低熱量、高蛋白的雪糕送入國家運動員的食譜。
馬迭爾食品秉持著浪漫、時尚的特質，延續著高貴、品質的基因，歷經百年發展。目前，馬迭爾冰棍以“甜而不膩、冰中帶香”的特點成為哈爾濱城市文化的經典名片?！肮渲醒氪蠼?，吃馬迭爾冰棍”更是成為游客到哈爾濱旅游的網紅體驗。
企業簡介：
哈爾濱馬迭爾食品股份有限公司成立于2015年6月，是十八屆三中全會以來哈爾濱市首批成功進行混合制改革的標桿企業。作為龍江傳承百年的中華老字號企業，馬迭爾食品公司在全國建立了五大生產基地，布局18條產品線，目前可實現10億年產值配置。
典型案例三：數字孿生智能運維技術為三峽水電機組植入智慧大腦
哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司（以下簡稱哈電集團電機公司）電機智能運維團隊多年深耕數字孿生系統，將水電機組設計機理與物理場仿真、大數據分析、人工智能、壽命評估等技術進行深度融合，在國內率先研發出基于物理場的數字孿生水電機組，為用戶帶來機組運行時全方位的沉浸式體驗。主持的工信部《發電行業關鍵設備數字孿生全生命周期管理系統》專項課題，是支撐數字孿生發電行業應用、并進行工程驗證的突破性課題。該課題由哈電集團牽頭，聯合中國長江電力、南水北調、龍源電力、中國廣核集團有限公司、清華大學、哈爾濱工業大學、中國信息通信研究院、中國電信等8家產學研用單位共同開展。該課題聚焦發電領域設備的設計、工藝、生產、質量、運維等全生命周期管理需求，構建行業統一數字孿生管理系統，開發涵蓋發電設備運行過程中的數字化映射、檢測、診斷、預測、仿真、優化等功能的數字孿生體，形成解決方案，實現成果落地?；谖锢韴龇抡娴臄底謱\生技術，已成為哈電電機打造的智能運維關鍵核心技術之一。自2017年以來，哈電電機分別在水、火電領域開展數字孿生專項課題研究，實現了物理場模型的全生命周期應用，并取得了豐碩成果。
2021年11月，哈電集團電機公司簽訂三峽集團2021年工業互聯網創新發展工程——工業數字孿生管理系統（水輪發電機組數字孿生）項目01標段合同。三峽工業數字孿生管理系統，是中國長江電力股份有限公司智能水電藍圖規劃的重點研發方向，也是中華人民共和國工業和信息化部國家專項《發電行業關鍵設備數字孿生全生命周期管理系統》重要示范應用項目。作為國內水電機組數字孿生領域的標志性項目，此次合同的簽訂，是哈電集團電機公司深入貫徹落實黨的二十大報告中提出的“推動制造業高端化、智能化、綠色化發展”的實踐舉措，是哈電集團電機公司堅持設備制造商、系統集成商、運維服務商發展定位，在水電機組智能運維應用領域取得的新突破。
企業技術簡介：
哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司的數字孿生技術應用廣泛，主要包括機組內外部巡檢、故障復現與定位、機組衰退模擬、機組調試試驗仿真和模擬培訓等，可極大提升機組智能運維的便利性和安全可靠性。
典型案例四：數字孿生智造系統設計
黑龍江航天云網科技發展有限公司為湖南三一中陽機械有限公司（三一集團子公司）設計了數字孿生智造系統——全新的生產管理模式“數字孿生燈塔工廠”，它結合了自動化、數字化場景，以三一集團公司星云平臺為依托，運用工業互聯網大數據輔助工作，建設了N條柔性化工程機械裝備生產線。該數字孿生智造系統為車間管控系統提供了仿真分析和自主決策機制，并在加入人工智能算法后，通過機器學習不斷地完善仿真分析模型；支撐數據采集和工業大數據，對制造執行系統和生產線控制系統進行解耦，使生產管控更加柔性，同時融入新一代信息技術，實現生產過程的可視化。
這一新型車間管控系統包括制造執行系統、集中監控系統、過程控制系統、單元控制系統及車間數字孿生。其中，車間數字孿生是新增加的部分。車間數字孿生主要由數據交換接口、仿真分析模型、車間信息模型組成。數字孿生通過數據交換接口接收外部系統的仿真分析請求，向集成的仿真分析系統傳遞仿真分析模型和基礎數據，驅動外部仿真系統進行生產活動的仿真，并將仿真分析的結果反饋給外部業務系統，同時數字孿生持續對仿真分析模型和車間信息模型進行完善，既向外部系統提供仿真分析功能又有自學習功能。
在車間管控系統中引入數字孿生后，傳統的車間運行流程需要重構。在傳統的生產管控流程下，ERP系統向制造執行系統下達生產計劃，制造執行系統接到ERP的生產計劃需要進行詳細的排程，簡單的生產排程制造執行系統本身就可以進行，對于復雜的生產排程，制造執行系統需要借助APS系統進行詳細的排程，制造執行系統依據排程結果生成生產作業，下達生產作業給下層的生產控制系統進行生產，生產控制系統實時的反饋生產線狀態、作業執行狀態、在線質量檢測數據給制造執行系統，制造執行系統依據控制系統反饋的實時數據，對整個生產過程進行監控，并對整個生產活動進行調度。
企業簡介：
黑龍江航天云網科技發展有限公司是航天云網科技發展有限責任公司（以下簡稱航天云網公司）所屬控股企業。航天云網公司工業互聯網公共服務平臺構筑全球領先且自主可控的國家工業互聯網技術體系、標準體系和產業體系，以“互聯網+智能制造”為發展方向，以提供覆蓋產業鏈全過程和全要素的生產性服務為主線，以技術創新、商業模式創新和管理創新為重要戰略舉措，依托航天科工集團雄厚的科技創新和制造資源，開放聚合社會資源，構建以“制造與服務相結合、線上與線下相結合、創新與創業相結合”為特征，適應互聯網經濟業態與新型工業體系的航天云網生態系統。主要產品為基于工藝建模的數字孿生平臺。
