山东制造的“智”胜之道｜第二期：研发创新篇- 大数跨境

山东工信

2025-09-25

根据工业和信息化部等6部门智能工厂梯度培育行动以及省委、省政府加快推动制造业数字化转型的部署要求，我省不断深化智能工厂梯度培育体系的建设，扩大培育覆盖范围，完善分层分类和进阶路径，深化企业智能化发展内涵，推动梯度培育体系向精细化、差异化方向发展，全力打造智能制造“升级版”。目前，全省累计培育49家卓越级智能工厂，数量居全国第二，培育414家先进级智能工厂、1217家基础级智能工厂，形成了工厂全周期培育、技术全维度融合、要素全方位保障的良好生态。

为发挥优秀智能工厂的示范带动作用，深度推进行业数字化转型，现开展山东制造的“智”胜之道专题宣传活动，展示我省智能工厂梯度培育成果，推广企业在技术创新、产业升级、区域发展中的成功经验、转型路径与辐射价值。本期走进中车青岛四方机车车辆股份有限公司、山东玲珑轮胎股份有限公司、玫德集团有限公司分享探索研发设计与智能技术结合应用新模式的典型经验。

中车青岛四方机车

车辆股份有限公司

（一）企业简介

中车青岛四方机车车辆股份有限公司是中国中车股份有限公司的核心企业，中国高速列车核心研制基地，城际市域、城市轨道交通车辆制造商和国家轨道交通装备产品重要出口基地，拥有轨道交通车辆系统集成国家工程研究中心、国家高速动车组总成工程技术研究中心、高速磁浮运载技术全国重点实验室等10大国家级研发试验机构。目前，在国内高速动车组市场占比约43%，城际动车组市场占比约90%，城轨市场占比约20%，产品远销至美国、巴西、阿根廷、新加坡、智利等30多个国家和地区。

（二）智能工厂简介

中车四方股份公司将智能传感、在线监测、人工智能等智能化技术应用于焊接、加工、装配、涂装、试验等制造环节，实现生产制造过程优化控制、系统调度、实时监控；实施PDM、ERP、MES、QMS、PHM等信息系统建设及集成，采用工业互联网平台建设了生产、质量、资产、物流、采购等指挥中心，对高铁预测性维护维修，降低列车全寿命周期运用成本，生产效率提升20%，供货及时率提升30%，人员降低30%，异常处理响应时间降低40%，整车制造周期平均压缩5天。中车四方打造了高效柔性、敏捷响应、人机协同、动态调度和数据驱动的轨道交通装备卓越级智能工厂，成为全球“AI+轨道交通和清洁能源装备”系统解决方案的领航者。

基于精益理念的区域生产指挥中心

车间生产现场

（三）AI大模型赋能产品虚拟验证

在高速列车领域，空气动力学效应是整车设计的关键问题，直接影响列车的运行安全和节能环保，需要大量仿真分析、反复验证评估。面对这一难题，中车四方股份公司开展基于人工智能的高速列车仿真技术研究，研发了中国高速动车组空气动力学智能化仿真大模型，实现了计算效率由24小时缩短到10秒级，结果误差小于8%，与传统仿真相当。推动高速列车气动仿真计算从“天级”提升至“秒级”，实现了头型、转向架等区域的气动阻力快速评估，推动数据驱动的整车外形智能优选和快速优化，支撑中国轨道交通装备产品的创新发展。

基于人工智能的高速列车空气动力学仿真

在平台建设方面，中车四方股份公司建立了以IPD为核心具有行业特色的科学研发流程，开发了基于PDM的数字化的协同研发平台，以打通技术链为目标，在产品研发、工艺设计、质量策划三个核心技术板块搭建了数字化研发平台，集成协同仿真平台、虚拟现实平台、试验验证平台、工艺仿真平台等，实现了数字化研发、虚拟验证。为下游系统提供了统一数据源。通过研发体系及数字化平台建设，实现了装备一体化协同研发，研发周期缩短37%，工程变更降低30%，设计责任损失额降低68%，模块化重用率75%。

数字化研发平台

山东玲珑轮胎

股份有限公司

（一）企业简介

山东玲珑轮胎股份有限公司成立于1975年，是一家集轮胎的设计、开发、制造、销售与服务为一体的绿色低碳轮胎企业，主要产品分为乘用及轻卡子午线轮胎、卡客车子午线轮胎和非公路轮胎，广泛应用于乘用车、商用车以及工程机械等，为全球60多家主机厂的200多个生产基地提供配套服务，实现了对中国、德系、欧系、美系、日系等全球重点车系的配套，车企配套轮胎累计近3亿条，2024年全球配套量近2900万条，在新能源汽车轮胎配套中连续五年位居行业前列，连续多年位居国内轮胎配套第一。

（二）智能工厂简介

玲珑轮胎聚焦高端轮胎领域打造高端轮胎智能制造示范工厂，贯通轮胎产品研发、生产、供应、销售、服务等环节，推进产业链、供应链的数据打通与深度融合，将工艺与人工智能、区块链、数字孪生等新技术充分融合，以研发管理、供应链管理、智能制造管理、销售/售后/服务系统、质量管理系统、企业资源管理、组织保障、管理支持、自动排产系统八大系统为框架支撑，玲珑轮胎瞄准行业存在的共性问题，突破“全自动化胶料制造技术”“全自动化一次法成型工艺”“基于人工智能的轮胎缺陷检测技术”“大数据混合存储”等混合技术，为我国轮胎行业智能工厂建设提供了可复制可推广的智能制造范本与模式。

工厂系统架构及生产现场

（三）轮胎数字化研发与设计

针对轮胎设计研发特点，玲珑轮胎建设轮胎产品设计全过程自动化系统，将企业积累的设计经验转化成数字化信息，做到设计标准化的同时，减少常规重复工作，提升研发效率，完成轮胎设计参数化、设计过程标准化、三维绘图自动化。采用CATIA建模软件、CAE设计与仿真等软件，应用有限元分析（FEA）技术、多学科联合建模技术，模拟产品在不同工况下的性能表现，验证设计的可行性和稳定性，及时发现潜在的问题和缺陷。

轮胎产品设计全过程自动化系统可以实现结构设计标准化、自动化。从基本参数出发，系统引导标准化操作，结合工作流程和历史数据，构建参数化模型并规范设计流程，实现轮胎三维图自动绘制；同时融入设计标准和企业知识，快速识别国标要求，提升设计标准化，减少错误，节省时间；系统实现知识传承，将研发设计知识信息化保存，大幅提升效率，构建产品及半部件库，实现快速“搭积木”式设计，研发周期缩短40%，模具设计效率提升300%，出错率降低90%，每年节省成本超过200万。

产品数字化研发设计优化

产品在线检测平台

玫德集团有限公司

（一）企业简介

玫德集团有限公司始建于1961年，是专业的管路连接件等高端流体输送产品的研发及生产企业，产品涵盖各类碳钢管、阀门、玛钢管件、沟槽管件、不锈钢管、卡压管件、软管，抗震支架等，拥有济南、临沂、威海、鹤壁、德庆、泰国、越南和广南等国内外多个生产基地，畅销130多个国家和地区，已形成跨区域、多基地、国际化发展格局。2024年企业生产、销售各类流体输送产品和特高压电力产品等200多万吨，收入205亿元，主要经济指标连续24年位居全国行业榜首。

（二）智能工厂简介

玫德集团“高端管路产品物流调度运营一体化智能工厂”深度融合人工智能、大数据、物联网、智能决策模型等前沿技术，完成了工厂建设、产品设计、生产作业、营销售后、供应链管理等20个场景建设，落地实施了基于遗传算法的深度自学习智能排产系统、自适应实时动态优化熔炼工序配料系统、基于深度学习的玛钢管件智能检测系统等，建设了六十万类品种智能立体仓库，自研了玫德能源综合管控平台和智慧环保综合管控平台，搭建了玫德集团管通汇智慧营销管理平台，建设集中采购管理平台，创新了基于产品预制+数字化装配+控制平台的个性化定制服务模式，实现了部分车间无人化和黑灯车间打造。在包装自动计数、产品在线质检、铁水优化排程等场景应用了数据大模型和算法，在制造系统中建设应用大量数据库，在鳞板智能分拣、AMR智能物流配送等场景使用人工智能技术，在抛丸喷料控制、产品煮油油温控制、隧道窑温控、热镀锌温控等场景中进行工艺动态优化，实现工厂关键环节全面赋能。

工厂系统架构

生产数字化管控平台

（三）产品研发全生命周期管理

在生产过程中，铁水温度、化学成分、浇注时间、型砂的成分、湿度、硬度等不可控因素严重影响产品质量。为从根源减少上述因素影响，玫德集团建立以PLM系统为主体的研发平台，将CAD/SolidWorks/CAE/CNC/ERP/PLM等各种软件结合起来，打通EBS系统与PLM接口，实现客户线索、项目、产品设计、工艺、采购、制造的产品全生命周期的数字化管理，形成企业研发和生产制造的管理创新平台。利用SolidWorks/CAD软件进行产品方案设计及分析，模拟迭代最优产品设计方案及模具方案；铸造CAE仿真模拟减少铸件内部缺陷，改变传统铸造方案制定过程中的不确定性；CNC数字化制造系统制作模具，精度高，稳定性好；机加工零件制造仿真提供了刀轨可视化验证功能，用于干涉检查；ERP系统可实现从产品研发到制造全流程无缝衔接；PLM平台集成可在数字化双胞胎模型中实现全过程仿真验证确保产品的设计无缺陷。新产品一次开发成功率由原先的80%提高到95%以上，开发成本降低30%以上；产品平均开发周期由45天降为30天，降幅超过33%；产品不良品率由0.05%降至0.01%，降低80%；销售订单发运周期缩短15天。