始建于1923年的中煤张家口煤矿机械有限责任公司(以下简称“中煤张煤机”)是我国最早的刮板输送机制造厂,也是工信部制造业单项冠军企业。全球采高最大、运距最长、功率最大的刮板输送机均出自这家“百年老店”。
近年来,这家重型煤机装备企业正携手中望软件,基于中望3D平台推动研发设计到生产制造的全流程数字化革新。中煤张煤机3D软件国产化项目负责人姚礼志直言:“我们的数字化转型,不只是简单的软件替换,更是工作模式、业务流程的全面革新。”
▲ 中煤张煤机3D软件国产化项目负责人姚礼志做主题分享
研发之困
——从设计到制造的三重挑战
刮板输送机是煤矿井下综采工作面的“煤炭传送带”,需承受大块煤、矸石冲击,对耐磨性和强度要求极高,属于煤矿井下核心重型装备。中煤张煤机凭借刮板输送成套装备,产品远销印尼、土耳其、孟加拉、澳大利亚等国家。
随着产品型号不断增多、定制化需求持续提升,整机结构日趋复杂,研发设计端承受的压力也越来越大。落实到3D研发设计层面,重型装备的复杂性带来了三重关键挑战:
▲ 刮板输送机
一、上万零件的整机模型,操作流畅度直接影响研发节奏。刮板输送机整机总装涉及上万个零部件,工程师每天都要在整机模型上打开、编辑、旋转、装配。软件一旦卡顿、闪退,轻则打断设计思路,重则影响整机交付节点。对中煤张煤机而言,3D软件的大装配性能不是“加分项”,而是“必选项”。
二、成百上千个重复件,靠手动建模就是重复劳动。圆环链、中部槽、链轮体、哑铃等零部件重复度高,如果每个型号都从零建模,工程师大量时间会耗在重复劳动上,新机型派生速度也快不起来。企业需要的不只是一个建模工具,而是一套能复用、能参数化、能快速派生新机型的设计体系。
三、设计与车间数据不同步,最终代价是加工出错和返工。过去,三维模型和加工环节各用各的数据,加工出错率较高,返工拖慢生产进度,也增加了制造成本。打通设计模型到车间加工的数据链路,实现研产数据同源,是必须解决的第三重压力。
姚礼志概括道:“这落实到3D研发设计层面,带来三项关键挑战。”这三重压力,也正是中煤张煤机引入最新版本中望3D的直接原因。
破局之道
——中望3D三项核心能力驱动高效研发
针对这三重挑战,中望3D悟空在张煤机的落地应用,主要围绕三项核心能力展开:大装配性能、标准件库与参数化工具、设计-加工一体化。
▲ 刮板输送机模型
1、大装配流畅运行,保障研发体验
刮板输送机总装模型数据量庞大,包含机头传动部、过渡段、抬高变线段、中部段、机尾传动部、刮板链组件、电缆槽组件、哑铃组件及各类螺栓标准件。中望3D运行上万个零部件的整机模型,能够轻松打开,操作顺畅,有效避免卡顿、闪退等问题。
▲ 中望3D流畅运行大装配模型
姚礼志介绍说:“在研发设计过程中,必须保证工程师们在操作大装配模型时顺畅,出现卡顿、闪退等状况肯定是不行的。”目前,中煤张煤机正式试用中望3D悟空版本,整体大装配运行速度更快、更流畅。
2、标准件库+参数化工具,破解重复件建模难题
目前,依托中望3D平台,中煤张煤机搭建了总量超5万件的企业专属标准件库,覆盖90%以上国标零部件需求,实现零部件高效复用、设计数据统一,工程师无需从零建模。
同时,中煤张煤机利用中望3D开放的API接口进行二次开发,打造了一套专属张煤机工程师的可视化参数化工具。工程师只需在界面输入关键参数,即可快速完成复杂零件和装配体的建模。参数化工具使平均建模效率提升40%,并支持快速派生新机型。
▲ 基于中望3D的可视化参数化工具
3、设计-加工一体化,打通研产数据链路
过去,中煤张煤机面临一个典型难题:研发设计与车间生产两者间的数据不同步,设计变更无法及时传递到加工环节,造成加工出错率较高,影响生产进度。通过中望3D的设计-加工一体化能力,中煤张煤机打通了研发到制造的全流程数据流,三维模型可直接下发车间,实现研产数据同源统一。设计变更能够实时同步至加工环节,从源头规避数据偏差,加工失误大幅降低,返工明显减少。姚礼志特别强调了这一变化的意义:“设计变更能够实时同步至加工环节,从源头规避数据偏差。”
▲ 中煤张煤机产品加工车间
落地之基
——陪伴式服务护航,让3D应用真正扎根
姚礼志坦言,张煤机作为百年制造企业,原有业务流程成熟、操作习惯固化,转型初期,大家需要打破固有习惯、适配全新流程,落地过程阻力不小。中望软件不仅组建了专属服务团队,更配备研发级技术人员驻点支撑。针对适配过程中的各类难题,双方反复沟通对接、迭代优化方案,逐一解决落地痛点。在一次次磨合与优化中,让工程师从被动适应转变为主动认可。
谈及本土服务能力,姚礼志表示:“我认为,专业靠谱的本土服务能力正是中望这样的国产工业软件,能够深度扎根制造企业、实现规模化成功落地的核心底气与关键优势。”
▲ 中煤张煤机工程师学习中望3D使用操作
创新探索
——AI+3D深度融合,持续夯实提效成果
落地中望3D以来,中煤张煤机完成了三件事:搭建了总量超5万件的企业专属标准件库和参数化建模模板,覆盖90%以上国标零部件需求;三维建模效率提升超40%;打通了研发到制造的全流程数据流,加工失误降低超六成。这三组数字背后,是研发设计习惯、数据流转方式乃至车间协作模式的实际改变,也为下一步的智能化探索提供了条件。
当前,AI技术正在重塑工业制造领域。面向矿山机械复杂研发场景,中煤张煤机希望围绕AI智能审图、AI智能装配、AI高效设计三大方向展开深度探索,依托参数化与AI生成能力快速输出方案,压缩研发周期。正如姚礼志所言:“在AI时代,张煤机期待携手中望,共同探索煤机装备数字化、智能化升级的新路径。”从3D国产化应用到AI融合探索,中煤张煤机与中望软件的合作仍在继续”。
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