钣金 + 焊接

Fabricating &

welding

2024 年 第 11 期

总期第 90 期 每月 25 号出版

智慧化浪潮下制造业 AI 应用与发展趋势

预见未来——AI 技术应用于机床与零组件的现况与展望

中厚板加工技术的应用与智能化升级

做世界一流的高端装备与智能制造解决方案供应商

4 Memorandum 主编备忘录

金属板材成形 2024.11

Memorandum 主编备忘录 5

2024.11 金属板材成形

金属板材成形 2024.11

6 OBSERVATION 观察

2023 年 10 月 份 全 球 制 造 业

PMI 为 47.8%，较上月下降 0.9 个

百分点，结束连续 3 个月环比上升走

势，连续 13 个月运行在 50% 以下，

全球制造业呈现波动下行态势。

分区域看，亚洲、欧洲、美洲和

非洲制造业 PMI 较上月均有不同程

度下降。其中，亚洲制造业 PMI 仍

在 50% 以上；欧洲、美洲和非洲制

造业 PMI 均在 50% 以下。

中国物流与采购联合会指出，从

数据变化看，全球经济恢复的不稳

定特征有所显现，持续的通胀压力和

有所加剧的地缘政治冲突继续困扰着

全球经济复苏。IMF 在 10 月份发布

的《世界经济展望报告》中预测今明

两年世界经济增长将持续放缓。其中

2023 年经济增速预计为 3.0%，低

于 2022 年 的 3.5%，2024 年 经 济

增速预计为 2.9%，比 7 月份的预测

值下调 0.1 个百分点。

欧洲制造业弱势下行，PMI 小

幅下降

2023 年 10 月份，欧洲制造业

PMI 为 44.6%，较上月下降 0.5 个

百分点，环比由升转降，连续 15 个

月在 50% 以下。从主要国家来看，

德国和英国制造业 PMI 较上月有不

同程度上升，但均在较低水平，法国、

意大利和西班牙制造业 PMI 比上月

均有较为明显的下降，降幅超过 1 个

百分点。数据变化显示，欧洲制造业

继续弱势运行，下行压力没有缓解。

持续的加息在一定程度上缓解了欧元

区通胀的压力。同时，高利率对经济

的负面影响也有所显现，欧元区经济

陷入技术性衰退的风险正在增加。欧

盟统计局数据显示，今年第三季度欧

元区国内生产总值（GDP）环比下

降 0.1%。在过去的四个季度中，欧

元区经济已经有三个季度未实现环比

增长。为了不继续扩大高利率对经济

的负面影响，日前欧洲央行决定维持

三大关键利率不变，但没有表达降息

的可能性。地缘政治冲突频发对未来

能源价格的潜在影响是欧洲央行不考

虑降息的主要因素。

美洲制造业恢复力度减弱，PMI

10 月全球制造业 PMI 降至 47.8%，中国制造业 PMI 降至 49.5%

由升转降

2023 年 10 月份，美洲制造业

PMI 为 47.2%，较上月下降 1.7 个

百分点，结束连续 3 个月环比上升

走势，显示美洲制造业恢复力度有所

减弱。主要国家数据显示，加拿大和

墨西哥制造业 PMI 较上月有不同程

度上升；美国和巴西制造业 PMI 较

上月有不同程度下降。其中，美国

制造业 PMI 环比降幅超过 2 个百分

点。ISM 报告显示，10 月，美国制

造业恢复力度减弱，制造业 PMI 为

46.7%，较上月下降 2.3 个百分点。

分项指数变化显示，美国制造业生产

和需求增速较上月均有明显放缓。生

产指数降幅超过 2 个百分点，但仍在

50% 以上；新订单指数降幅超过 3

个百分点，降至 45% 左右。美国制

2024.11 金属板材成形

观察 OBSERVATION 7

造业就业增速放缓尤为明显。从业人

员指数降幅超过 4 个百分点，降至

46% 左右。美国制造业恢复力度的

减弱使得美联储年底前继续加息的概

率有所降低。目前美联储将联邦基金

利率目标区间维持在 5.25%至 5.5%

的水平不变。

非洲制造业下行压力加大，PMI

持续下降

2023 年 10 月份，非洲制造业

PMI 为 47.4%，较上月下降 1 个百

分点，连续 5 个月运行在 50% 以下，

连续 2个月环比下降。从主要国家看，

尼日利亚、南非和埃及制造业 PMI

较上月均有不同程度下降。受全球经

济波动影响，非洲制造业下行压力有

所加大。非洲经济恢复要依赖世界经

济的稳定复苏。除此之外，非洲各国

要努力控制过快上涨的通胀压力，化

解货币贬值带来的债务危机。在此基

础上，非洲各国应充分利用好非洲大

陆自贸区协定，加强区域内合作，继

续推进非洲经济一体化发展进程。同

时，非洲各国应转变思维，推进经济

结构多元化，降低低端产业比重，提

升产品的质量和附加值，提高非洲在

全球价值链的地位。

亚洲制造业增速放缓，PMI 小

幅下降

2023 年 10 月份，亚洲制造业

PMI 为 50.3%，较上月下降 0.5 个

百分点，结束连续 3 个月上升走势，

连续 10 个月在 50% 以上，显示亚

洲制造业保持增长态势，增速较上月

有所放缓。从主要国家看，受市场需

求季节性波动影响，中国制造业增速

有所放缓，制造业 PMI 较上月有所

下降，降至 49.5%；印度制造业增

速连续放缓，制造业 PMI 连续 2 个

月环比下降，但仍在 55% 以上，显

示印度制造业保持强劲增长；从东盟

主要国家看，菲律宾和新加坡制造业

PMI 较上月有不同程度上升；马来

西亚制造业 PMI 与上月持平，仍在

47% 以下；印尼、泰国和越南制造

业 PMI 较上月有不同程度下降；日

本和韩国制造业 PMI 较上月一升一

降，变动幅度不大，均在 50% 以下。

从指数对比看，亚洲制造业走势

较其他区域相对稳定，也是全球经济

复苏的重要支撑力量。从经济增速看，

亚洲区域的经济增速也快于其他区

域。区域稳定、注重改革、寻求合作

是亚洲主要发展中国家保持较快增长

的内在推动力。国际金融论坛发布的

《IFF2023年全球金融与发展报告》

预测 2023 年全球经济增速为 3.1%

左右。其中，60% 的贡献率将由亚

洲发展中国家带来。该报告预计今明

两年亚洲发展中国家经济增速均将达

到 5.2%。

8 OBSERVATION 观察

金属板材成形 2024.11

10 月份 AMI 指数为 43.4%，“银十”动力不足

10 月份 AMI 指数为 43.4%，

比上月下降 4.8 个百分点，比上年同

期提升 3.4 个百分点。

中国农业机械流通协会发布的

2024 年 10 月份中国农机市场景气

指数（AMI）为 43.4%，环比下 降

2024 年 10 月份规模以上工业增加值增长 5.3%

10 月份，规模以上工业增加值

同比实际增长 5.3%（增加值增速均

为扣除价格因素的实际增长率）。从

环比看，10 月份，规模以上工业增

加值比上月增长 0.41%。1 ～ 10 月

份，规模以上工业增加值同比增长

5.8%。

分三大门类看，10 月份，采矿

业增加值同比增长 4.6%，制造业增

长 5.4%，电力、热力、燃气及水生

产和供应业增长 5.4%。

分经济类型看，10 月份，国有

控股企业增加值同比增长 3.8%；股

份制企业增长 5.9%，外商及港澳台

投资企业增长 2.9%；私营企业增长

4.8%。

分行业看，10 月份，41 个大类

行业中有 35 个行业增加值保持同比

增长。其中，煤炭开采和洗选业增

长 4.5%，石油和天然气开采业增长

5.8%，农副食品加工业增长 1.3%，

酒、饮料和精制茶制造业增长 3.0%，

纺织业增长 3.8%，化学原料和化学

制品制造业增长 6.9%，非金属矿

物制品业下降 2.6%，黑色金属冶炼

和压延加工业增长 4.0%，有色金

属冶炼和压延加工业增长 7.7%，通

用设备制造业增长 2.4%，专用设备

制造业增长 3.0%，汽车制造业增长

6.2%，铁路、船舶、航空航天和其

他运输设备制造业增长 4.4%，电气

机械和器材制造业增长 5.1%，计算

机、通信和其他电子设备制造业增长

10.5%，电力、热力生产和供应业增

长 5.5%。

分产品看，10 月份，规模以上

工业 619 种产品中有 343 种产品产

量同比增长。其中，钢材 11941万吨，

同比增长 3.5%；水泥 17498 万吨，

下降 7.9%；十种有色金属 669 万吨，

增长 0.6%；乙烯 273 万吨，下降

5.5%；汽车 295.4 万辆，增长 4.8%，

其中新能源汽车 142.8 万辆，增长

48.6%；发电量 7310 亿千瓦时，增

长 2.1%；原油加工量 5954 万吨，

下降 4.6%。

10 月份，规模以上工业企业产

品销售率为 97.3%，同比下降 0.2

个百分点；规模以上工业企业实现出

口交货值 13438 亿元，同比名义增

长 3.7%。

观察 OBSERVATION 9

2024.11 金属板材成形

4.8 个百分点，同比提升 3.4 个百分

点。从环比看，6 个一级指数中除库

存指数外全部下降，其 中人气指数

降幅最大，比上月同期下滑 9.7 个

百分点；从同比看，6 个一级指数

全线飘红，其中，  库存指数以 6.3

个百分点创本月一级指数的最大增

幅。在效益指数、补贴指数跌落不景

气区间后， 库存指数成为一级指数

中唯一一支停留于景气区间的“独

苗”，且连续两个月。其它指数持续

踌躇 于不景气区间。 

特约分析师张华光认为：10 月

份是农机市场下半年传统旺季的收官

之月，素有“银十”之称。 AMI 却

走出环比下行、旺季不旺令农机人唏

嘘的结果。产需走弱，市场动力不足

也成为 10 月份展现 给我们的最大特

点。但从同比分析，10 月份的景气

度又高于过去两年，且创下近三年月

度景气度最 1 高记录。所以，如果

拉长时间线看今年 10 月份，其表现

并不意外。

10 月份 AMI 的基本特征

AMI 在金九银十的旺季，环比

走出“两连跌”，市场活跃度明显下降。 

其一，需求低迷，景气度持续下

沉。10 月份，AMI 环比下降 4.8 个

百分点，这是自 5 月至 10 月，连续

6 个月停留在不景气区间，创下 5 年

来最长停留时间。市场回落非季节因

素，更多来自购 买力下降带来的需

求低迷。市场需求持续低迷，产需两

端同时走弱是主要原因。 

其二，人气指数大跌，信心指数

创新低。人气指数在连续两个月经历

景气区间的盘桓后，10 月 成为景气

区间的终结者，以 9.7 个百分点的降

幅滑落至不景气区间。终端的萧条，

对经理人信心造 成沉重打击，经理

人信心指数在经历上月大幅度下跌后

再度下沉，陷入深度不景气区间。 

其三，好于去年，同比全线飘红。

10 月份，环比成绩虽然很不给力，

但如果转换时间轴看 10 月，今年的

市场明显好于去年同期。AMI 和 6

个一级指数月度同比全线增长，并创

下多年未有之记 录。这种现象一方

面说明去年市场更差，另一方面也诠

释了今年农机市场的低迷特点。

其四，库存指数一枝独秀。在

10 OBSERVATION 观察

金属板材成形 2024.11

多数指数环比下降的背景下，库存

指数却以 52.5% 景气度，以及 环比

0.6%、同比 6.3%的增长，逆市飘红，

并稳定在扩张区间。意味着下半年多

数经销商的库存在经 过 6 ～ 8 月的

去库存后，成效显著，9 月份即进入

合理状态。从 10 月份库存的两大指

标看，“进货总额”增加的采集点占

比最高，达到 52%，库存合理的占

比高达 73%。 

其五，冷热不均，同比“3 上 2

下”。10 月份，所监测的 5 个二级

指数悉数位于不景气区间。 环比“3

下 2 上”，“3 下”直接将拖拉机、

耕整地、收获机三大指数拖入不景气

区间；同比“4 上 1 下”，同比虽增

多降少，对陷于不景气区间的指数并

没有实质性影响，只能说明去年同期

市场更 差而形成的“洼地”所致。

从三级指数解析细分市场 10 月

份，所监测的 10 个三级指数突出表

现为冷热不均。环比：“8 下 2 上”。

其中，大型拖拉机、旋耕机、免耕播

种机、自走式玉米收获机四个指数随

着环比的下跌，直接跌落至收缩区间；

同  比：“6 升 1 平 3 降”。其中，

大中拖、旋耕机、插秧机、遥控飞行

喷雾机、自走履带式谷物联合 收割

机（全喂入）等六个指数增长，免耕

播种机指数持平，其它指数均出现不

同程度的下降。下面 我们结合市场

调研，重点分析拖拉机、耕整地机械

和收获机三大细分市场。 

大中型拖拉机市场 

10 月 份， 大 中 拖 市 场 月 度 走

势持续下行，从指数看，拖拉机、

大 型 拖 拉 机、 中 型 拖 拉 机 指 数 为

42.8%、45.4%、40.7%，环比分别

下降 7.4、6.7 和 8.6 个百分点，同

比提升 3.0、6.0 和 2.3 个百分点，

位于不景气区间。从市场动态监测看，

过去 10 个月，大中拖市场同比下滑

12%，但制造端出现严重分化，突

出表现在集中度继续提升。这种竞争

格局反映在销售业绩上，出现下面的

特点：大品牌多数小幅增长，小品牌

多数下降，市场演绎马太效应。从销

售端看，多数经销商经营艰难，主营

业务收入、利润均出现不同程度的下

滑，终端需求疲软。

耕整地机械市场

10 月 份， 耕 整 地 机 械 指 数 为

48.2%，比上月下降 2.1 个百分点，

比上年同期下降 0.9 个百分点，位

于不景气区间。耕整地机械指数在经

历了 5 ～ 8 月连续四个月龟缩在不

景气区间后，9 月份终于挺进景气区

间，但只是昙花一现，本月再度下沉

至不景气区间。从耕整地机械市场

的两大细分市场看，旋耕机和深松

机指数均位于不景气区间，景气度

为 45.0%、36.9%，环比分别下降

11.3、9.2 个百分点，旋耕机同比提

升 5.4 个百分点，深松机指数同比狂

泻 32.0 个百分点。种种迹象表明，

今年的耕整地机械市场动力偏弱。随

着市场进入淡季，接来说的两个月，

市场好转的可能性不大。

收获机市场

10 月份，收获机指数在景气区

间连续三个月坚守后，终于走到扩张

区间的尽头，它像一颗熟透 的苹果，

瓜熟蒂落。终以 42.5% 的景气度和

8.7 个百分点环比降幅跌入不景气区

间，尽管比上年同期提升了 0.8 个百

分点。

从三大粮食作物收获机市场看，

“温差”甚大。 

10 月份，自走履带式谷物联合

收割机（全喂入）、自走轮式谷物联

合收割机、自走式玉米收获 机指数

为 40.5%、33.0%、39.7%， 比 上

月分别下降 9.1、14.2 和 14.1 个百

分点；从同比看，自走履 带式谷物

联合收割机（全喂入）指数比上年同

期提升 3.6 个百分点，自走轮式谷物

联合收割机和自 走式玉米收获机指

数分别比上年同期下降 4.0 和 1.6 个

百分点。从景气度看，自走轮式谷物

联合收割机位于深度不景气区间，其

它两类收获机位于较深的不景气区

间。10 月份三大粮食作物收获机的

景气指数向我们发出今年收获机市场

提前入冬的消息，做实了今年“秋旺”

提前到 7/8/9 三个月判断。接下来的

两个月，收获机市场基本进入停滞状

态。

另外，从过去 10 个月三大粮食

作物收获机的表现看，自走履带式谷

观察 OBSERVATION 11

2024.11 金属板材成形

11 月份 AMI 走势判断

AMI 走势变化规律因素

11 月份，AMI 环比微降、同比

增长，继续滞留于不景气区间的概率

较大。一、二、三级指数的景气度变

化波澜不惊，环比和同比冷热不均。

11 月份，AMI 受多重因素影响，

但下面几个因素最值得关注。

利好因素。11 月份，虽然市场

开启淡季模式，但一些利好因素依然

存在。

第一，销售端。11 月份，经销

商主要经营活动聚焦以下几个方面，

一是配合制造企业加大促销力度，二

是全力做好账款的回收工作，三是奔

波于各个企业的商务年会之间，在生

产企业促销政策刺激下，进行明年的

其一，过去 10 年，虽然 11 月

份环比下降概率高达 70%，但自

2020 年以来的 4 年间，环比却有 3

年出现不同程度的增长。值得注意的

是，今年 10 月份，景气度高于过去

两年，虽然今年市场整体走势好于去

备货工作。

第二，制造端。一是为实现全年

销售目标，继续促进销售；二是一些

企业开始筹备商务年会，出台促销政

策，推动今冬明春的市场销售。这两

项工作客观上会推动 11 月农机市场

的增长。三是加大应收账款的回收工

作。

第三，终端。三秋的远去，农村

开启“农闲模式”，一些用户进行农

机具保养入库，一些农民开始为明年

的农事做农机具方面的准备工作。

利空因素。11 月份，利空因素

依然表现的较为强烈。

⒈季节因素，11 月份，农机市

年，但要超越 10 月的景气度依然有

难度。今年环比增长的概率较小。二

是过去的 10 年，11 月份景气度均

位于不景气区间，今年出现奇迹的可

能性几乎没有。

其二，经理人信心指数陷入深度

场自北自南，陆续入冬，开启淡季模

式。 

⒉内生动力因素。2020 ～ 2023

年，景气度呈逐年下降的走势，今

年即使止住下滑的脚步，要恢 复到

2022 年的水平依然有较大难度，由

此决定了环比或继续出现微降的可

能；再看同比，去年 10 月份景气度

创下四年最低，形成“洼地”，为增

长创设了低门槛。 

⒊补贴政策因素。本月补贴指数

跌入收缩区间，意味着补贴驱动力减

弱。

不景气区间。经理人信心指数在经历

9 月份大幅度下跌后，10 月在下跌

的道路上再下一城，陷入深度不景气

区间。作为先行指数的经理人信心指

数大幅度下滑，还能指望已经开始的

11 份景气度环比出现增长吗？

物联合收割机（全喂入）、 自走轮

式谷物联合收割机市场同比分别增长

20% 和 50% 以上，成为拉动收获机

市场的主力；相反，玉米收获机受制

于畜牧业低迷叠加玉米价格大幅度下

降等利空因素影响，下滑 20% 以上。

12 OBSERVATION 观察

金属板材成形 2024.11

2024 年 10 月工程机械行业主要产品销售情况

挖掘机

2024 年 10 月 销 售 各 类 挖 掘

机 16791 台， 同 比 增 长 15.1%。

其中国内销量 8266 台，同比增长

21.6%；出口量 8525 台，同比增长

9.46%。

2024 年 1 ～ 10 月，共销售挖

掘机 164172 台，同比增长 0.47%；

其中国内销量 82211 台，同比增长

9.8%；出口 81961 台，同比下降

7.41%。2024 年 10 月销售电动挖

掘机 10 台（10 至 18.5 吨级 5 台，

18.5 至 28.5 吨级 4 台，40 吨级以

上 1 台）。

装载机

2024 年 10 月销售各类装载机

8355 台，同比增长 11.1%。其中国

内销量 4032 台，同比下降 7.08%；

出口量 4323 台，同比增长 36%。

2024 年 1 ～ 10 月， 共 销 售

各 类 装 载 机 90153 台， 同 比 增 长

5.29%。其中国内销量 45442 台，

同比下降 0.68%；出口量 44711 台，

同比增长 12.1%。

2024 年 10 月销售电动装载机

1038 台（3 吨 15 台，5 吨 811 台，

6 吨 197 台，7 吨 15 台）。

平地机

2024 年 10 月当月销售各类平

地机 609 台，同比增长 27.9%，其

中国内市场销量 83 台，同比增长

22.1%；出口量 526 台，同比增长

28.9%。

汽车起重机

2024 年 10 月 当 月 销 售 各 类

汽 车 起 重 机 1237 台， 同 比 下 降

15%，其中国内市场销量 521 台，

同比下降 46.7%；出口量 716 台，

同比增长 49.5%。

履带起重机

2024 年 10 月 当 月 销 售 各

类 履 带 起 重 机 196 台， 同 比 下 降

20.3%，其中国内市场销量 63 台，

同比下降 41.1%；出口量 133 台，

同比下降 4.32%。

随车起重机

2024 年 10 月 当 月 销 售 各 类

随 车 起 重 机 1730 台， 同 比 增 长

10.6%，其中国内市场销量 1492 台，

同比增长 23.8%；出口量 238 台，

同比下降 33.7%。

塔式起重机

据中国工程机械工业协会对塔式

起重机主要制造企业统计，2024 年

10 月当月销售各类塔式起重机 353

台，同比下降 71.9%，其中国内市

场销量 240 台，同比下降 78.6%；

观察 OBSERVATION 13

2024.11 金属板材成形

国家统计局公布 9 月电扶梯及升降机产量，同比跌 5.7% ！

根据国家统计局最新发布的权

威 数 据，2024 年 9 月 份， 我 国 电

梯、自动扶梯及升降机的总产量达到

了 133000 台，同比下跌 5.7%。进

一步观察今年前九个月，共实现了

1107000 台的产量，但遗憾的是，

这一成绩同比下跌了 8.1%。

出口量 113 台，同比下降 16.3%。

工业车辆

2024 年 10 月当月销售各类叉

车 98582 台， 同 比 增 长 0.44%。

其中国内销量 60570 台，同比下降

5.99%；出口量 38012 台，同比增

长 12.7%。

压路机

2024 年 10 月当月销售各类压

路 机 974 台， 同 比 下 降 4.32%，

其 中 国 内 销 量 394 台， 同 比 下 降

9.43%；出口量 580 台，同比下降

0.51%。

摊铺机

2024 年 10 月当月销售各类摊

铺机 85 台，同比下降 9.57%，其

中国内市场销量 58 台，同比下降

14.7%； 出 口 量 27 台， 同 比 增 长

3.85%。

升降工作平台

2024 年 10 月当月销售各类升

降 工 作 平 台 10934 台， 同 比 下 降

12.8%，其中国内市场销量 5391 台，

同比下降 26.3%；出口量 5543 台，

同比增长 6.33%。

高空作业车

2024 年 10 月 当 月 销 售 各

类 高 空 作 业 车 306 台， 同 比 增 长

11.3%，其中国内市场销量 273 台，

与去年同期持平；出口量 33 台，同

比增加 31 台。

14 NEWS 新闻

金属板材成形 2024.11

预计到 2029 年半导体激光器市场将达到 53 亿美元

2024 年全球激光加工市场规模将增至 240.2 亿美元

如今，激光技术广泛应用于各个

传统和新兴领域，包括光通信、材料

加工、消费设备、汽车传感和照明、

显示技术、治疗和诊断的医疗应用以

及航空航天和国防。

尤其是半导体激光器市场，预

计将从 2023 年的 31 亿美元增长到

2029 年的 52 亿美元，期间复合年

增长率 (CAGR) 为 9%。这种增长

将由快速的技术进步、多个行业不断

增长的需求以及以更低的成本实现更

高性能的推动推动。塑造半导体激光

器市场的主要趋势包括激光器应用的

扩展、向紧凑、节能和解决方案的转

变， 以 及 SOI、SiN、InP 和 TFLN

等多种技术平台的集成。与此同时，

地缘政治因素和供应链挑战正促使制

近日，根据 Precedence Research

发布报告称，2023 年全球激光加工

市场规模为 222.7 亿美元，并预计

2024 年将增至 240.2 亿美元。激光

加工市场的驱动力来自于激光技术的

普遍进步，如光纤激光器、二极管激

光器和超快激光器的发展，这些技术

有助于提高效率、性能和多功能性。

造商采取更具弹性的生产策略。总体

而言，在成熟市场和新兴市场创新的

在预测期内，亚太地区将占据激

光加工领域的大部分市场份额。这是

因为各种激光技术越来越多地应用于

微电子和机床领域。此外，建筑、航

空航天和国防等垂直行业对激光系统

的需求也在不断增长，包括在打标、

雕刻和材料加工等复杂耗时的操作中

采用激光技术所带来的巨大优势。

推动下，半导体激光器行业有望实现

大幅增长。

亚洲各国政府纷纷实施扶持政策

和举措，促进制造业发展并鼓励采用

包括激光加工在内的先进技术。电子、

医疗保健和消费品等快速增长的行

业，是激光加工技术的重要消费市场，

有助于提高市场份额。

在预测期内，材料加工领域将主

导市场。该细分市场的扩大归因于各

新闻 NEWS 15

2024.11 金属板材成形

我国重大装备 60kW 坡口激光切割机首次出口美国

近 日，60kW 高 功 率 大 幅

面坡口激光切割自动化产线从奔

腾激光山东工厂出发，即将发往

美国。这是我国重大技术装备

60kW 激光切割自动化产线首次

出口美国，标志着奔腾激光在国

际化品牌战略上又迈出了关键的

具有里程碑意义的一步。

美国某大型跨国集团作为全

球钢结构行业领军企业，于 4 个

月前向奔腾激光订购了这套大型

高功率激光切割自动化产线。该

设备具有高速度、高精度切割、

多种坡口切割、上下料自动化等

功能，满足钢结构设计软件兼容

性，将会引领未来钢结构行业的

生产模式的变革。今年以来，奔

腾激光高功率切割 + 各种自动化

产线已向美国、英国、日本、荷

兰等发达国家大量出口，全面展

示了中国高端制造装备进入国际

市场的巨大潜力。

种材料的多功能性和对环境的关注。

激光加工因其在加工金属、陶瓷、玻

璃、复合材料和塑料等各种材料方面

的多功能性而闻名。

16 NEWS 新闻

金属板材成形 2024.11

打破国际垄断，上海企业首发“自适应激光复合焊机器人流水线”

随着全球化和信息技术的飞速发

展，智能制造已成为推动工业转型升

级的核心力量。与此同时，如何将智

能技术与精密制造完美结合成为摆在

制造企业面前的一道难题。鉴于此，

11 月 20 日，上海中巽科技股份有限

公司（以下简称中巽科技）发布了“自

适应激光复合焊机器人流水线”。

据悉，该产品是国内智能焊接技

术实现打破国际垄断，填补国内技术

空白的创新成果。它能够在多种复杂

环境下自动识别工件材质、厚度等参

数，快速调整焊接参数，实现高效、

精准的焊接作业。其特点包括焊接效

率更高、焊接成本更低、焊接变形更

小、力学性能更好（最大焊接熔深大

于 30mm）等。

发布会现场，中巽科技董事长王

铭秋表示，“自适应激光复合焊机器

人流水线是中巽科技联合中国工程院

谭建荣院士大力研发的成果，这项技

术不仅将激光焊接与机器人技术完美

结合，更实现了焊接过程中的自适应

控制，大大提高了焊接的精度和效率。

该产品的问世将极大提升我国在高端

装备制造领域的国际竞争力。同时该

产品可广泛适用于军工、重型机械、

桥梁、船舶、核电、海工等高端制造

应用场景。”

此次“自适应激光复合焊机器人

流水线”产品的发布，标志着中巽科

技在船舶、工程机械、钢结构等行业

小批量、多批次的工件焊接效率、质

量以及自动化程度方面向前迈出了一

大步，也是中国焊接行业迈向更高水

平的重要里程碑。未来，中巽科技将

继续深耕中国市场，拓展国际市场，

将中国的科技创新成果推向世界舞

台，为全球的科技进步与发展作出更

大的贡献。

新闻 NEWS 17

2024.11 金属板材成形

奔腾激光向沪东船厂批量交付高功率大幅面激光切割设备

近日，“船舶工业强链品牌”奔

腾激光向上海沪东中华船厂提供的多

台“国际首台套产品”，Bull 系列大

幅面 30kW 坡口激光切割设备开始交

付，下月将全面投产。成为提升沪东

中华船厂 LNG 船舶制造产能和质量

双提升的有力保障设备。

沪东中华船厂是我国造船行业领

军企业之一。产品以大型 LNG 船、

超大型集装箱船、海洋工程及特种船

为主。先后为商船三井、东方海外、

地中海航运、中远集团、中海集团等

国内外船东建造过 LNG 船、LPG 船、

大中型集装箱船、化学品船、滚装船、

油船、客货船、军舰和军辅船等各类

船舶 3000 多艘。

本次交付的高功率大幅面坡口激

光切割设备是奔腾激光的拳头产品，

曾获得“重大技术装备国际首台套产

品”称号，以及中国激光金耀奖优秀

新产品金奖。该设备具有高速高精度

切割，多种坡口切割，锌粉划线等功

能，设备与国内外造船设计软件兼容

性好，是造船行业钢板高质量和高效

切割的首选和必备工具。

迅镭激光 H 型钢专用切割机顺利交付东南亚

在位于江苏省南通市的迅镭智能

制造工厂内，H 型钢专用激光切割机

整装待发，发往东南亚，交付当地客

户。此次东南亚出口订单 H 型钢专用

激光切割机的下线和发货，标志着迅

镭激光在国际市场上的影响力进一步

扩大、可持续竞争力进一步加强，再

次印证了迅镭激光的制造实力。

东南亚市场是迅镭激光布局海外

的重点区域。本次发货的产品——H

型钢专用激光切割机将用于东南亚一

家从事钢结构加工的客户业务中，主

要切割 H 型钢。这款设备集成高稳定

性、高便捷性、一站式加工等特点，

性能全面优化升级，与传统加工方式

相比，在效率、性价比、自动化程度

等方面均具有显著优势！

设备配置自主研发的智能切割

头，切割更加高精高效；行业首创的

“锁口切割”技术，坡口、锁口、开孔、

齐头一次性解决，实现多工序归一；

专用的套料软件与 Tekla 软件高效衔

接，编程简单快捷；龙门双工位结构，

可同时进行上下料操作，显著提高生

产效率。

凭借优异的产品性能、和良好的

市场口碑，以及对市场、客户的专注，

迅镭激光赢得了全球诸多企业的信

赖，出口 50 多个国家和地区。迄今

为止，迅镭激光智能切割产品已销往

中东、欧洲、北美、东南亚、拉美市场，

助力千行百业转型升级，迈向新质生

产力。

18 NEWS 新闻

金属板材成形 2024.11

这些激光器出口管制

经国务院批准，商务部会同工业

和信息化部、海关总署、国家密码局

发布 2024 年第 51 号公告， 公布《中

华人民共和国两用物项出口管制清

单》（以下简称《清单》），该《清单》

自 2024 年 12 月 1 日起实施。

据了解，《清单》包含 10 大行

业领域，涉及到的激光器主要包括以

下几类：

a．具有以下两种特性的铜蒸气

激光器：

1．工作波长 500 ～ 600 nm；

2．“平均输出功率”大于等于

30 W；

b．具有以下两种特性的氩离子

激光器：

1．工作波长 400 ～ 515 nm；

2．“平均输出功率”大于等于

40 W；

c．具有以下任一特性，输出波

长 1000 ～ 1100 nm 的掺钕的激光

器（非玻璃激光器）：

1．采用脉冲激发和 Q- 开关，

其脉冲宽度大于等于 1 ns，并具有以

下任一特性：

1．单横模输出，“平均输出功率”

超过 40 W；

2．多横模输出，“平均输出功率”

超过 50 W；

3． 倍 频 后， 输 出 波 长

500 ～ 550 nm，倍频（新波长）“平

均输出功率”超过 40 W；

d．具有以下所有特性的可调脉

冲单模染料激光振荡器：

1．工作波长 300 ～ 800 nm；

2．“平均输出功率”超过 1 W；

3．重复率超过 1 kHz；

4．脉冲宽度小于 100 ns；

e．具有以下所有特性的可调脉

冲染料激光放大器和振荡器：

1．工作波长 300 ～ 800 nm；

2．“平均输出功率”超过 30 W；

3．重复率超过 1 kHz；

4．脉冲宽度小于 100 ns；

说明：6A205.e 项不管制单模振

荡器。

f．具有以下所有特性的紫翠玉激

光器：

1．工作波长 720 ～ 800 nm；

2．带宽大于等于 0.005 nm；

3．重复率超过 125 Hz；

4．“平均输出功率”超过 30 W；

g．具有以下所有特性的脉冲二

氧化碳激光器：

1． 工 作 波 长 9000 ～ 11000

nm；

2．重复率超过 250 Hz；

3．“平均输出功率”超过 500 W；

4．脉冲宽度小于 200 ns；

说明：6A205.g 项不管制诸如切

割和焊接中应用的更高功率（通常为

1 ～ 5 kW）工业用二氧化碳激光器，

因为这类激光器采用的是连续波，或

是脉冲宽度超过 200 ns 的脉冲。

h．具有以下所有特性的脉冲受

激准分子激光器（氟化氙、氯化氙和

氟化氪）：

1．工作波长 240 ～ 360 nm；

2．重复率超过 250 Hz；

3．“平均输出功率”超过 500 W；

i．设计输出波长为 16 µm、重

复率超过 250 Hz 的仲氢喇曼移相

器；

j．具有以下所有特性的脉冲一氧

化碳激光器：

1． 工 作 波 长 5000 ～ 6000

nm；

2．重复率超过 250 Hz；

3．“平均输出功率”超过 200 W；

4．脉冲宽度小于 200 ns。

说明：6A205.j 项不管制诸如切

割和焊接中应用的更高功率（通常为

1 ～ 5 kW）工业用一氧化碳激光器，

因为这类激光器采用的是连续波，或

是脉冲宽度超过 200 ns 的脉冲。

新闻 NEWS 19

2024.11 金属板材成形

国内首创、国际领先丨大族半导体在金刚石 QCBD 激光切片技术取得

重大突破

现今半导体工业迅猛发展 , 市场

对于更高性能半导体材料的需求日益

增长。金刚石以其独特的物理与化学

特性，在下一代半导体产业中扮演更

重要角色，其具备优异的导热性能、

超宽的禁带结构及较高的载流子迁移

率等优势，在高功率、高频及高温环

境下的电子器件中展现出巨大的应用

潜力。

传统机械切割工艺在应对金刚石

时，面临着材料损耗大、加工效率低

等瓶颈，尤其是在大尺寸金刚石的精

密加工中，加工良率的提升与成本的

控制成为制约金刚石在尖端科技领域

广泛应用的两大核心难题。对此，大

族激光全资子公司深圳市大族半导体

装备科技有限公司（简称：大族半

导体）聚力攻克金刚石激光切片技术

（QCB for diamond），在金刚石加

工领域带来了颠覆性的创新突破。这

项技术不仅极大提升了加工效率与良

率，更将有效降低生产成本，为金刚

石在高性能电子器件、量子计算、高

功率激光等多个前沿科技领域的广泛

应用奠定基础。

凯普林荣获 2023 年度北京市科学技术奖

北京召开全市科技大会暨科学技

术奖励大会，揭晓了 2023 年度北京

市科学技术奖，共有 19 位科学家、

196 项优秀成果上榜。由北京大学、

凯普林等单位联合研制的高精度原子

稳频法拉第半导体激光器成果，喜获

2023 年度北京市科学技术奖技术发

明奖二等奖。

会上，市委书记尹力为突出贡献

中关村奖获奖科学家颁发奖章和证

书。科技部党组书记、部长阴和俊讲

话，市委副书记、市长殷勇主持，市

人大常委会主任李秀领、市政协主席

魏小东出席。

北京市科学技术奖由北京市人民

政府设立评审，旨在奖励关键技术创

新及支撑北京市重点领域发展的科技

成果，由北京顶尖高校、科研院所等

参与评定。凯普林这一成果，是北京

国际科技创新中心不断攀升的生动写

照。

凯普林始终秉承自主创新精神，

致力于以关键核心技术突破推动实现

高水平科技自立自强。未来，公司将

继续加大科技创新力度，为经济发展

和首都建设持续贡献力量。

钣金 + 焊接Fabricating &

welding

2024 年 第 11 期

总期第 90 期 每月 25 号出版

智慧化浪潮下制造业 AI 应用与发展趋势

预见未来——AI 技术应用于机床与零组件的现况与展望

中厚板加工技术的应用与智能化升级

月刊 / 每月 25 日出版

2024 年第 11 期

编辑部顾问委员会（排名不分先后）Editorial Advisory Board

王桂萍 会长 / 广州市钣金加工行业协会

郭勇 秘书长 / 武汉·中国光谷精密制造行业协会

王禄华 秘书长 / 昆山市模具工业协会

林雅杰 总经理 / 扬力集团股份有限公司

胡庆苏 秘书长 / 成都市钣金加工行业协会

刘金廷 会长 / 南皮县工业经济联合会

唐霞辉 博士生导师 / 华中科技大学

南添 总经理 / 首瑞集团

程希强 总裁 / 天津宇傲集团

许昊 总经理 / 广州市罗维特五金紧固件有限公司

蔡茂城 副董事长 / 任达集团

孙炜 总经理 / 亚特兰传动技术（上海）有限公司

张清林 总经理 / 江苏中兴西田数控科技有限公司

胡瑞 总经理 / 大族激光智能集团

常勇 董事长 / 广东宏石激光技术股份有限公司

陈浩 副所长 / 东风设计研究院有限公司

内部刊物，欢迎传阅

客户服务 CUSTOMER SERVICE

出版：金属成形商务咨询（北京）有限公司 MetalForming Consultation Ltd.

北京市丰台区马家堡西路 36 号院 2 号楼 2231 室

国际标准连续出版物号 International Standard Serial Numbering: ISSN2475-2134

Copyright@2017 MFC.All rights reserved.No portion of this publication covered by

the copyright hereinmay be reproduced in any form or means-graphic, electronic,

echanical, photocopying without the written permission of the publisher.

金属成形商务咨询（北京）有限公司 2024 年版权所有

未经书面许可，不得进行任何形式的复制和转载

General Editor 总编

Executive Chief Editor 执行主编

Editor 编辑

Editor 编辑

Editor 编辑

Senior Art Designer 资深设计

Advertising Director 营销总监

Advertising 营销经理

Exhibition Advertising 展会营销

Customer Manager 客户经理

Circulation Director 发行主管

Digital Circulation 电子发行

刘明星 liumingxing@mfc-china.org

李建 lijian@mfc-china.org

王娟 exhibition@mfc-china.org

陈凌 chenling@mfc-china.org

张小雨 magazine@mfc-china.org

陈洁 mfc@mfc-china.org

王思杰 wsj13522255542@mfc-china.org

陆双杰 info@mfc-china.org

王琳璘 mfc-home@mfc-china.org

王琳璘 mfc-home@mfc-china.org

李建 lijian@mfc-china.org

王海娟 web@mfc-china.org

观察

06 行业观察

新闻

14 业界新闻

专题

28 智慧化浪潮下制造业AI应用与发展趋势

32 预见未来——AI技术应用于机床与零组件的

现况与展望

36 从精实生产谈预见未来智造

38 中厚板加工技术的应用与智能化升级

封面

42 百超迪能：D-Cell激光自动化单元

企业

48 SPE引领技术革新，

引进普玛宝Bce 2720折弯中心

52 聚焦客户需求，为全球客户提供有竞争力的

智能终端设备和解决方案——访厦门美肯科

技有限公司

技术

60 汽车冲压覆盖件模具工艺路线外委变更案例

66 冲压术语-冲压模具、压力机篇

72 基于AI+机器视觉的冲压件智能装箱系统

信息

88 MFC推荐企业

目录 CONTENTS 2024.11

30

36

42

50

以 集 成 驱 动 变 革

动 态 解 决 方 案 ， 提 升 您 的 生 产 流 程

选择普玛宝，与专业和活力合作共进

以集成驱动变革

钣金加工需要具备盈利能力。无论您的规模如何，普玛宝都能为您提供高性能且模块化的技术，帮助您实现未来的增长。

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集精度，多样性和效率于一体。 1 2 3

二 维 及 三 维 激 光 切 割 ｜ 折 弯 中 心 ｜ 冲 压 及 剪 切 ｜ 自 动 化 ｜ 软 件 ｜ 柔 性 生 产 线

28 FEATURE 专题

金属板材成形 2024.11

前言

人工智能（Artificial Intelligence,AI）

是指模拟人类认知能力的计算机运算技

术。自 1950 年代被提出后，因运算能

力不足与实际应用困难，致使 AI 经历

两次发展低谷。时至今日，深度学习

的出现与支援 AI 算力需求的硬件逐步

完善，也使 AI 迎来第三次发展高峰。

Google 执行长 Sundar Pichai 亦认为

AI 是当今关键技术，曾言：人工智能

的影响性可能超越火力和电力。

ChatGPT 问世更是投下震撼弹，

透过大量参数建构的大型语言模型

（Large Language Model,LLM），

在理解能力方面显著提升，更能生成创

智慧化浪潮下

制造业AI应用与发展趋势

文 | 张 家 辅

专题 FEATURE 29

2024.11 金属板材成形

意内容。短短 2 个月内，ChatGPT 每

月活跃用户数突破 1 亿，ChatGPT 用

户成长速度惊人，主要归因于人们对

于 AI 作为智慧助理角色的高度认可。

从过去仅能在专业领域如围棋中打败棋

王，到如今成为实用的日常工具。

制造业为何需要 AI

全球制造业不断尝试新技术、落实

工业 4.0 概念，并逐步朝成熟的发展阶

段迈进。在传统的定义中，智慧工厂着

重于数字化，运用工业物联网（IIoT）

技术监控设备、产线、厂务状况，清楚

掌握生产状况以增加流程可控性，减少

反覆确认作业状况来回耗费时间。

然而，近年制造业面临全球物价通

膨、制造成本不断升高，同时持续面临

缺工挑战。昔日疫情、地缘政治、俄乌

战争等总体环境因素冲击部分制造业者

产能、供应链。国际资通讯品牌大厂更

要求制造业者往在地化生产，在此背景

下，如何稳定采购和备有安全库存，合

作伙伴产能相互支应等议题重要性逐渐

提高。因应供应链从长链朝短链发展，

制造业者也靠近客户市场布局生产据

点，重新建构在地供应商、投资生产设

备，且也面临产能与良率是否能成功复

制、员工文化差异等议题，使得企业营

运面临严峻挑战。

上述总体环境事件造成的影响，使

得原有数字化的智慧工厂无法因应面向

有三。

(1) 灵活性：例如制造业的导入的

生产排程管理系统，仅按照产能优先、

物料优先等 Rule-based 条件设定排

程作业，然而在市场环境不稳的型态下，

系统难弹性处理客户急单和插单状况。

(2) 预测性：数字化主要能体现作

业当下的状况，然制造业者现今对于环

境适应性的需求，期望能在可见的“未

来”提前预防可能发生的风险，这是过

往数字化工厂无法办到的能力，期盼藉

由 AI 从数据中发现隐含的模式，预测

未来可能发展走向。

(3) 复杂性：数字化工厂累积的数

据种类相当复杂，例如机械手臂运作

参数包含状态、时间戳、动作次数、

XYZ 轴坐标等，然而显示在战情室的

信息，往往仅是与管理相关的 KPI数据，

颗粒度不会拆分到这么细。对比数字化

工厂是掌握人看的数据，AI 时代下的

智慧工厂，更着重于让 AI 将人员看不

懂的数据，转化为具有意义的信息，这

也是促进智慧工厂转往 AI 发展的驱动

力。

简言之，过往智慧工厂精髓在于管

理统一化，主要透过 IIoT 等数字化技

术使厂务作业透明。而在 AI 浪潮下，

工厂从数字化转往智慧化，现今智慧工

厂重点为利用数据作决策，发展以数据

作思考、预测的能力。

制造业 AI 应用全貌

AI 对制造业的影响，主要体现在

能如何优化业者既有作业效率，减少成

本乃至创造营收。而制造业实务面临的

问题种类多元，包含分类（瑕疵检测、

垃圾邮件过滤）、分群（市场区隔、客

户群体细分）、序列预测（市场需求预

测、物料库存管理、设备预测性维护），

以及生成（数据生成、产品设计）等，

这些问题类别能对应适用的 AI 算法。

按验算法主要功能与应用目的，可

以将其分为鉴别式 AI（Discriminative

AI）与生成式 AI（Generative AI）。

前者擅长分类和归纳数据，根据数据特

30 FEATURE 专题

金属板材成形 2024.11

征差异分析数据类别，常用于语音辨识、

图片与影像辨识等应用；后者则擅长创

造数据，能生成类似训练数据的文字、

图片、影像、程序码等。由上述可知，

鉴别式 AI 和生成式 AI 各有专长，并不

互相替代，而是根据不同应用场景，选

用合适的 AI 技术满足需求。

而在应用方面，鉴别式 AI 与生成

式 AI 可广泛用于产、销、人、发、财

等企业营运流程，更不限于特定垂直产

业使用，如电子制造业、金属加工业、

制药业、纺织业、化工业等。以下整理

制造业普遍涵盖的作业流程中，能跨产

业共通的 AI 使用情境。

上游供应商管理方面，物料需求预

测可利用 AI 按照订单资料、物料库存

数据、采购前置时间等数据，预测未来

的物料需求，提前准备物料减少缺货风

险；供应链风险控管则可利用生成式

AI，搜集供应商所在地的新闻，掌握影

响物料供应的重大事件，以便第一时间

了解供应链可能风险，及早采取对应措

施。

制造部门作业管理方面，生产排程

规划利用 AI 分析人员排班、机台状态、

物料数据、订单需求等资料，进行生产

排程最优化调整，降低人员手动排程耗

费的时间；产线模拟则可以利用生成式

AI 创建虚拟产线，找到最佳的生产流

程与产线配置方式。

下游客户管理方面，客群分析利用

AI 分析客户数据，识别不同客群的特

征和行为模式，帮助业务与营销部门制

定相关策略；自动报价应用，利用生成

式 AI 根据不同的条件如订购量、交货

时间等生成多个报价选项，同时草拟回

复客户的信件内容，降低沟通成本。

企业营运流程方面，离职预测可以

透过 AI 分析员工的行为数据，预测可

能离职的员工，帮助人力资源部门提前

采取措施，降低员工流失率或离职造成

的冲击；员工训练手册生成，可以利用

生成式 AI 翻译作业文件教育外籍员工，

或是生成企业规范文件等应用。

制造业 AI 应用案例产品瑕疵检

测

作为产品良率的把关，质量检测

为制造业相当重视的作业环节，而按

生产产品差异，产品瑕疵类型有所不

同，包含空焊、锡量、变形、破损、绣

蚀、缺件、脏污与刮痕等。而瑕疵检测

的方法，传统是采人力进行，现也透

过自动光学检查（Automated Optical

Inspection,AOI）自动化进行识别，

甚至搭配 AI 降低复检人力，产业应用

遍及半导体、印刷电路板、面板、电子

制造、电子机械、纺织、食品加工、汽

车等。

AI 在检测中的角色为学习检测人

员对于产品 NG 与 OK 的判断标准，

透过深度学习定义出瑕疵范围以及判断

是否异常。利用 AI 进行检测的优点在

于检测标准一致，不会有人员判断标准

不一、检测疲劳的问题。另外，相对于

AOI，AI 瑕疵检测对光源依赖性较低，

只要光源稳定，即使轮廓、形状较为模

糊，或是有金属材质反光干扰，AI 仍

可进行检测分类。

尽管 AI 能协助人员作业，然而制

造业者过往在导入方案的过程中，缺乏

模型训练所需数据集为其应用挑战。为

确保模型训练有效，只有在生产过程中

出现的瑕疵才能符合真实性。然而，这

些数据往往数量有限，且瑕疵种类分布

不均。例如一条产线原本的瑕疵检出率

是 1%，也就是生产 100 片电路板，

才有一片瑕疵纪录。再加上，每一个款

专题 FEATURE 31

2024.11 金属板材成形

式的电路板都有生产周期，可能半年到

一年半就更迭或停产，这都增加了瑕疵

资料搜集难度。

对应此痛点，NVIDIA 与 Siemens

利用生成式 AI，提出完整的 AI 视觉检

测解决方案，当中可借镜之处在于图片

瑕疵生成的部分，该方案能模拟视觉检

测实际应用时，会面临到的光源环境，

以及制程过程中，板卡会产生的打件瑕

疵。因此除了生成板卡尺寸，还能生成

各式光照变化、零组件位置与打件不良

品种类，例如立碑（Tombstone）、

扭转、缺件、元件反转或偏移等情况。

透过瑕疵图片生成，训练数据可以不必

直接来自于产线不良品，进而减少数据

搜集时间。

除了国际业者的方案，我国业者宇

见智能 -MetAI 亦为领域业者，而观察

其于金属加工业的实际导入案例，制造

业者原先提供的 600 笔真实资料给 AI

训练的瑕疵检测准确率仅 62%，然而

透过加入生成式 AI 合成的 1400 笔资

料之后，准确率达到 88%，显示生成

式 AI 真的能掌握检测物件的物理特性、

材质材料等信息，让虚拟瑕疵品有如真

正瑕疵品的质量。后续在合成资料达

到 4400 笔时，瑕疵检测准确率更达到

96%。

另外，生成式 AI 不仅协助金属加

工业者节省搜集图片时间，数据标记也

是其重要效益。过往瑕疵品图片搜集后，

仍需手动标记瑕疵的具体范围，给 AI

学习要辨识的瑕疵特征，每张照片约

需 7 分钟作业时间，若是透过 AI 机器

学习算法的自动标记工具亦需 3 分钟。

然而透过生成式 AI，由于瑕疵类型由

AI 学习后自动生成且分布于图片中，

因此能快速掌握虚拟建构出来的瑕疵位

置，每张照片的标记时间将能降于几秒

钟。

在上述企业应用案例中，过往约需

10 个月的资料搜集与资料标记作业时

间，经过 AI 协助后，仅需半个月即能

完成，大幅节省 95% 的作业时间，亦

增快视觉检测模型上线时间与可靠性。

制造业 AI 导入指引

制造业导入 AI 可以分为构想、设

计、验证 POC、实施∕营运四个阶段。

(1) 构想评估阶段：是让企业探索

并理解 AI，旨在让企业系统性掌握面

临的问题以及整体目标，并了解导入

AI 能产生的好处，以及将众多方案选

项收敛为选定方案。导入 AI 不是为了

拥有 AI 技术，而是让 AI 帮助企业完成

目标并解决企业问题，以及协助企业选

择 AI 应用在哪些营运流程。

故此，企业需首先设定经营目标并

初步判断 AI 应用在哪些领域；其次系

统性检视并提取应用领域问题，客观讨

论 AI 是否为解决问题解方；然后寻找

适用 AI 方案并评估企业内部是否有足

够资源支持；最后透过导入难易程度与

导入可能好处评估，排序方案导入优先

度。

(2) 设计阶段：本阶段旨在将企业

在构想阶段选定的 AI 方案转化为可执

行的项目。此阶段企业需要明确界定

AI 应用所要解决的具体问题和所需资

料，并设计 AI 的实际作业项目。同时，

企业应确定 AI 应用的最佳时机、分析

方法、分析的细节程度以及分析的频率；

评估初期投资的合理性，并设计用来衡

量 AI 成效的标准，以作为后续验证阶

段的判断依据。

(3) 验证阶段：此阶段企业的目的

是确认所建构的 AI 模型的有效性，并

进一步衡量其实际应用的可行性。在这

个过程中，企业需要解释模型分析结果

并进行优化。如果决定正式导入 AI，

企业应确定哪些现有业务流程可以与

AI 结合，并指定主要负责验证 AI 适用

性的人员。同时，也要确定验证的时间、

方法，以及验证完成后的后续行动。此

外，企业还需要证明导入 AI 的经济效

益，并评估其对企业节省成本和营收增

长的影响。

(4) 实施阶段：在这个阶段，企业

的目标是维持并优化 AI 的应用价值，

企业需建立机制确保 AI 在组织内的有

效运作。这包括 AI 上线后对现有作业

流程的调整，例如保留原有人力但提升

作业质量，或先由 AI 进行分析并提供

建议，再由少数人员进行二次确认的操

作方式。由于这些变革会改变 AI 使用

者的工作习惯，领导者和主管需要强调

变革的重要性，并考虑如何将 AI 无缝

融入现有作业流程。此外，在 AI 长期

运作的过程中，企业需要持续监控和更

新模型，以确保其保持高效能，并在

AI 稳定运行后，扩展其在其他业务流

程中的应用。

32 FEATURE 专题

金属板材成形 2024.11

AI 赋能、应用先行

近年来，全球政经局势动荡不安，

通货膨胀、地缘冲突及区域战争等因

素，对全球市场需求产生了严重冲击，

台湾机床产业的外销订单也因此面临挑

战；特别是日币的大幅贬值，更加剧

了竞争压力。然而，随着 2024 年全球

制造产业链的库存去化逐渐改善，市

场逐步回归正常水平，业者的投资意

愿也开始提升，显示出景气已经逐渐

触底回升的迹象；同时，AI（Artificial

Intelligence）技术的迅速崛起，正对

各行各业带来深远影响，而作为工业之

母的机床，能否在这股技术浪潮中借力

使力，使产业实现加乘效益，将成为未

来关注的焦点。

AI，中文称之为人工智能，也称为

机器智慧，是指由人制造出来的机器所

表现出来的智慧。人工智能通常是指用

电脑程序来呈现人类智慧的技术；人工

智能的核心目标是使机器能够模仿人类

的思考方式和行为，并在某些任务上超

预见未来——AI技术应用于机床

与零组件的现况与展望

文 | 陈佳盟

越人类的能力。AI 技术的优势在各行

业的展现不尽相同，而在机床产业，其

主要优势包括能透过数据分析提升机床

的效率和精度、利用监控和优化生产流

程提高产品质量并降低生产成本、以及

透过预测诊断从而减少停机时间和维护

成本等三项。而在应用机会与价值方面，

则可分为以下四个面向：

促进智慧化生产

分析机床的运行数据预测故障，并

提供维护建议与利用计算机机器视觉和

专题 FEATURE 33

2024.11 金属板材成形

算法进行自动质量检测，确保产品的精

度和一致性。

有利净零排放

监控机床的排放数据分析和预测环

保指标制定减排策略与优化材料使用和

加工工艺，减少浪费和污染，推动绿色

制造。

提升产品开发与设计

根据历史数据和设计需求自动生成

和优化产品设计，缩短产品开发周期以

及透过 AI 模拟机床的运行和加工过程，

提前发现和解决设计和制造问题。

改善客户服务

提供智慧化的售后支援，透过远程

诊断和自动故障排除提高客户满意度和

服务效率以及透过 AI 分析客户反馈和

市场需求，精确了解市场趋势和客户偏

好，以客制化产品和服务。

AI 技术应用于机床之国内外案

例

观察全球机床产业应用 AI 技术之

发展现况，本文首先针对机床整机厂商

进行盘点与分析，代表案例如下，

日 本 MAZAK 推 出 MAZATROL

Smooth CNC Control，以 AI 实现了

结合数位双生（Digital Twin）以及自

动化的技术，主要有 4 个特色：利用

3D CAD 模型资料，藉由 AI 机能强化

加工程序；

使用 AI 技术侦测振动以及自适应

颤振来优化切削条件（主轴进给以及旋

转速度），最后优化完毕的参数也会储

存至程序管理中，解决传统加工面粗糙、

杂乱等问题；

机器学习补偿温升变化，针对热变

位建立补偿模型，提高机台精准度；

在办公室即可建立与实际对应的

数位模型，藉由程序、零件库、CAD/

CAM 软件模拟工序，节省许多硬件调

整校正的时间。

日本 DMG MORI 推出包括有 AI

产品设计系统、AI 刀具磨损监控系统

以及 AI 切屑侦测技术；AI 产品设计系

统可以根据用户需求，自动生成多种机

床设计方案，并进行模拟分析，以评估

方案的性能与可行性；AI 刀具磨损监

控系统，利用 AI 技术实时监控刀具的

磨损状态， 并进行预测，以提前更换

刀具，避免加工中断；AI 切屑侦测技

术主要有 4 个特色：

内嵌高效能镜头，涵盖所有可能产

生切屑的地方；

自动侦测并最佳化清洁路径，并且

优化清洁程序；

藉由影像、清洁程序，能针对切屑

产生位置、清洁难易、环境因子等进行

加工分析；

清洁喷嘴自适应控制，不受各种形

状尺寸加工件及刀具的限制清洁死角，

也能轻易地在荧幕上改变清洁路径。

日本 OKUMA 的智慧工厂解决方

案 OSP-AI，透过运行分析→机台诊

断→加工诊断减少不合格品的损失，

也能进一步分析机台讯息来实现稳定运

行，减少停机时间例如钻孔加工的自我

诊断、机台部件如滚珠螺杆、进给主轴、

轴承的健康预测。OKUMA 智慧化技

术还包括：

热变位变化 - 对主轴及环境热控

制，实现工厂环境下的高精度加工、减

少刀具补偿次数；

测量补偿误差 - 提高五轴加工精

度，可迅速地进行调整（约 10 分钟完

成）；

伺服控制优化功能 - 针对负载工

件、惯性等变化，能实时自我调整，转

速优化、并且减少刀具振动；

藉由加工孔位分析给予加工异常阀

值，若是超过临界即判断当下已达到停

工条件，能发出提醒修正机台，当下可

避免无谓的耗时与耗材。

德国 Trumpf 推出在雷射加工条件

中，使用 EasyModel AI 来训练环境

检测模型，例如很快地辨识阴影区、污

损源，以及不正常的光线反射等，降低

对雷射光源的干扰程度，使雷射 切割、

焊接、雕刻、打标等加工能更好的被执

行。

表 1 国外机床代表性业者

厂商名称 Al 技术 应用目的

MAZAK

MAZATROL

SmoothCNC

Control

·强化加工程序

·值测振动舆自适应颤振

·补僧温升燮化

DMG

MORI

·Al 产品设计系统

·AI 刀具磨损监控系统

·Al 切屑侦测技术

· 自动生成多种机床设计方案

·实时监控与预测刀具的磨损状态

·侦测并最佳化清洁路径

OKUMA OSP-Al ·加工与机台诊断以减少不合格品的损失

·分析机台讯息来实现稳定运行以减少停机时间

Trumpf EasyModel AI 训练环境检测模型以快速辨识阴影区以及不正常

的光线反射等

资料来源：工研院产科国际所

34 FEATURE 专题

金属板材成形 2024.11

应用 AI 技术之种类与目的

国内方面，友嘉集团在机床 AI 智

慧化方面则是加装了应用服务器，不仅

只是搜集机床 稼动时的数据，背后还

有分析数据程序以及服务管理平台。智

慧化前期包含噪声滤波、资料正规化、

撷取有效数据等；中期包含建立理论引

擎、最佳化分析、可视化呈现等；最终

则是达到目的如零组件的自动健康侦

测、稼动率管理、机台产能优化等。除

此之外，友嘉集团还有投入以下智慧化

方面应用：

温补补偿卡，改善机台设备三轴热

变位精度问题，有效解决温升痛点；高

速加工时产生的热变形位移也能透过感

应器达到实际的误差补偿定位。

AI 售服保养，取代人工的书面作

业，省去了人力需求；对用户来说的营

运部份，由计算机、手机、平板即可实

时查看机台设备、当日生产信息，一发

生问题也能快速厘清原因，减少平常人

员巡检的人力花费。

优化算法以及简易上手图形化界

面，针对常发生于切削过程中之主轴颤

振问题，可于 2 秒内抑制颤振现象。

台中精机推出主轴 AI 热变位补偿

技术，针对环境变异可调整转速变化，

在上 / 下料的时机、工件与工件间隔周

期，均可提供全域、全转速域的补偿，

以达到良好的加工质量；在刀具磨耗方

面，AI 预诊系统也能根据加工时量测

到的主轴振动、刀具切削阻力、伺服马

达电流数值、以及编码器或光学尺的反

馈，从中建立刀具磨耗推估模型，解决

在产在线对于刀具的使用状态未知问

题，预期对不良率的降低有很大的改善

效果。

百德机械运用问答式的生成式 AI

与机台沟通，推出 AI 智慧 Mr. Q 模块

其所训练的语言模型（LLM），可实

现机台工作前的暖机处理工序，机台会

自动生成投入生产前所需要执行的一

切所有程序，也允许使用者问答式的

Prompt 查询机台运作状态以及参数的

设定，透过荧幕实时性的呈现，人机可

以很透明的进行有系统化的调机，大大

地减少过去投入生产前所需花费的调校

不全、加工的不必要停机、故障排除的

原因找寻。

东台精机与 I C 设计厂商耐能智

慧（Kneron）合作开发边缘 AI 方案

（EDGE GPT），机床举凡感测数据

资料的处理、各式加工参数的优化、能

源及维护保养的管理，皆需要大量的运

算来达到目的；边缘运算的方案可以提

供各式各样需要运算的场合，实时性的

资料处理与资料机密的高安全性，为工

业制造带来质与量的提升，亦能带动工

具整机的附加价值。

AI 技术应用于零组件之国内外

案例

国内外零组件厂商应用 AI 技术现

况案例方面，日本 THK 开发 AI 工具

监测系统解决传统制 造面对在加工时

使用的刀具更换问题，可更有效率监

控刀具使用寿命，减少过早或迟延更

换，减少成本的损失以及更换的频率；

OMNI edge AI 侦测计算线性运动元

件的状态，不需要伤透脑筋设定临界值，

系统会自动根据当前条件给予适合的阀

值。

FANUC 专为工业 4.0 设计的数

字化平台 MTLINKi，能搜集 CNC 机

床稼动时的数据资料 档案进行分析，

例如侦测伺服驱动器以及主轴马达有无

表 2 国内机床代表性业者 应用 AI 技术之种类与目的

厂商名称 Al 技术 应用目的

友嘉集团 AI 应用服务器 零组件的自动健康侦测、稼动率管理丶机台产能

优化

台中精机

·主轴 AI 热燮位补僧

技术

·AI 预诊系统

·提供全域、全转速域的补偿，以增进加工质量

·解决在产在线对于刀具的使用状态未知问题

百德机械 AI 智慧 Mr.Q 模块

· 自动生成投入生产前所需要执行的一切所有程

序

· 允许使用者以问答方式查询机台运作状态以及

参数的设定

东台精机 KNEO300 边缘 AI

解决方案

提供各式各样需要运算的场合，实时性的资料处

理与资料机密的高安全性

资料来源：工研院产科国际所

表 3 国外零组件代表性业者 应用 AI 技术之种类与目的

厂商名称 Al 技术 应用目的

THK AI 应用服务器 OMNI

edge

·监控刀具使用寿命，减少过早或迟延更换

·系统会自动根据运动元件当前之状态与条件，

给予适合的阈值

FANUC MT-LINKi 智慧工厂管

理系统

藉由工厂端提供的通讯网路立即通知使用者前往

处理，达到远距监控的功效

资料来源：工研院产科国际所

专题 FEATURE 35

2024.11 金属板材成形

异常，若发生异常情形，可藉由工厂端

提供的通讯网路立即通知使用者前往处

理，达到远距监控的功效。

国内方面，上银科技在传动元件 -

滚珠螺杆上增设传感器，对元件寿命进

行预测，避免生产过程中产生不良品；

另一方面，在维护保养也可以得到很大

的改善，根据螺杆使用状态而非定期润

滑用油，约可减少 60 ～ 70% 的用量。

和昕精密推出各式分度盘的 AI 预

诊断系统，也结合了云端智能服务，分

度盘在进行加工过程中出现异常时，内

建的传感器会立即输出讯号至云端服务

管理系统，除了尝试自我修复、停机提

醒之外，异常的讯息数据也会同步地上

传至云端进行分析，未来不断优化，往

零停机、零故障的目标迈进。

远景展望与布局建议

AI 技术在机床及其零组件的应用

有巨大潜力，预期对整个行业的效率、

精度及生产模式 将产生颠覆性的影响。

目前观察主要有三：首先是自主学习

与优化之潜力，AI 能藉由深度学习和

数据分析，优化机床的运行方式；第

二式是数控技术之升级，将 AI 整合至

CNC 控制系统中，可以根据加工过程

中的数据动态调整加工参数，进行自动

校正；最后是智慧零组件之开发，AI

应用在零组件中，如感应器和伺服驱动

器，使这些关键零组件能够进行自我诊

断和优化，从而提升整体系统的稳定性

和精度。

远景展望方面，AI 技术的兴起，

使人工驱动走向智慧决策，将形成以下

三大趋势：

智慧工厂的加速实现：AI 应用将

推进机床产业向智慧工厂转型，在未来

的智慧化生产线 上，机床将与自动化

物流、机器人系统、以及智慧排程算法

无缝连接，实现全流程自动化，如此将

显著降低人工干预和生产误差，提升生

产灵活性。

虚实工业互联网的整合：AI 与 IoT

技术结合将使机床产业进入全数位化管

理时代，每台 机床都可以成为一个数

据节点，透过物联网连接生产线和供应

链，实时数据可藉由 AI 算法分析，进

行虚拟的工厂仿真，预测最佳生产流程。

新商业模式的出现：随着 AI 应用

的普及，服务型制造模式将加速发展，

机床制造商将不再单纯依赖销售设备，

而是提供基于数据驱动的增值服务，进

而与客户建立更紧密的合作关系，提供

客制化的解决方案。布局建议方面，建

议业者应拥抱 AI 技术与趋势并推动技

术升级，主要有以下四大建议策略：

强化数据收集与分析能力：相关业

者应建立数据基础设施，确保生产过程

中的每一个环节都被有效捕捉和分析，

这不仅除了机床本身的数据，还应扩展

到原材料、温度、震动等影响加工质量

等相关数据。

与 AI 企业深度合作：传统机床企

业应考虑与 AI 技术公司或高科技研究

机构进行合作，开发专用的 AI 算法和

应用场景。跨领域的合作能有效加速

AI 技术的落地与实践。

培养内部 AI 人才：企业需要储备

具备 AI 应用能力的技术人才，才能将

AI技术内嵌到产品开发和生产流程中，

且内部团队应熟悉机器学习、数据处理、

及自动化控制，以应对 AI 相关的技术

挑战。

市场教育与推广：企业需要进行市

场教育，展示 AI 技术在降低运营成本、

提升产品质量方面的优势，协助客户更

加认识机床结合 AI 技术之优势与价值。

AI 技术为机床产业带来了全新的

变革机遇，其应用将推动生产过程的全

面智慧化，进而提升效率、降低成本、

并开发新的商业模式。企业应该积极拥

抱此趋势，并藉由技术合作和内部人才

培养来实现 AI 技术的应用与有效落地。

在可预见的未来，机床产业将不仅仅是

制造设备的供应商，更有可能是基于数

据驱动的智慧制造解决方案提供者。

表 4 国内零组件代表性业者 应用 AI 技术之种类与目的

厂商名称 Al 技术 应用目的

上银 i4.0BS 智能型滚珠螺

程

·对元件寿命进行预测，避免生产过程中产生不

良品

·根据螺程使用状态而非定期润滑油

和昕精密 Al 预诊断系统

除自我修复、停机提醒外，异常的讯息数据也会

同步地上传至云端进行分析，目标为零停机、零

故障

资料来源：工研院产科国际所

36 FEATURE 专题

金属板材成形 2024.11

从精实生产谈预见未来智造

文 | 黄钦印

2021 年中国生产力中心出版了日

本能率协会顾问公司生产工程创新中心

的著作，“预见未来智造：活用工业 4.0

暨 IoT 驱动次世代制造与商业模式”，

由林信帆翻译。该书以工厂自动化，计

算机整合制造（Computer Integrated

Manufacturing, CIM）cs 到工业 4.0

的路径发展，说明当今工业 4.0 所带

动的产业制造体系的变革。不可讳言，

物联网（Internet of Things, IoT）与

虚实系统（Cyber-Physical System,

CPS）或数位双 生（Digital Twins）

是工业 4.0 的二项最重要的技术。

在该书中，作者直言工业 4.0 化

的生产系统面对七大障碍。我们检视国

内在政府推动的产业精进计划，相关重

要的障碍仍有三项如下：A. 兼具产品

架构与商品化的新产品研发、B. 活用

IoT 在变动因应、C. 维持工厂基础与

遵守运用规范。IoT 在智慧制造 / 工业

4.0 所扮演的角色就是提供制造体系内

的多个种类感测的应用可能，让过去诸

如订单、物料、设备，与人员等的状态

得以揭露其状态。这也是过去几年来政

府力推的 Smart Machine Box（SMB）

的成果之一，让设备的加工状态可以

揭露。IoT 的定义与应用应该是多元的

而非仅限于传感器类的应用，例如生产

现场的工单报工系统中以条形码扫描、

计算机 key in 都可视为 IoT 的应用。

新近的影像科技更是提供更多有关 QR

code 扫描、影像辨识、影像分类等多

种应用。

另一方面，虚实系统在数位世界建

立一个与实体世界相仿的模拟器，透过

IoT 传入当前实体系统状态给数位系统

进行同步，并透过模拟器进行必要的决

策建议给实体系统。典型的范例就是以

Google Map 作为行车路线规划，驾

驶人将汽车的实体定位传给 Google 云

端系统，Google Map 即会在汽车行

进中，根据当前的路况建议给驾驶人最

佳的行车路线，以便能在最佳条件（如

最短时间）下抵达目的地。

然而，不论 IoT 或虚实系统，对于

生产制造现场的指导仍然有限。也正因

为如此，前言的三项障碍，让生产系统

进入工业 4.0 仍有着无法跨越的鸿沟。

其中一项主要原因是，不论 IoT 或虚

专题 FEATURE 37

2024.11 金属板材成形

实系统，都是技术本位，对于制造系统

的造物流程与其持续改善的要义并不理

解。换言之，是一个德系与日系制造系

统的先天差异。本文即企盼透过精实生

产来协助理解如何 将上述的障碍解除。

许多有关精实生产数化化的作法都

过于直观，例如 JIT delivery 直接对应

Automated JIT delivery。 具 体 的 适

用理由并不清晰。承如前言，因为工业

4.0 是以技术为推广的重点，对于生产

制程所需关注的重点主要以单机效能与

科技应用为思考。相较于精实生产，以

流程浪费最小化和订单满足为思考，二

者之间其实有整合的必要。在前述的三

个障碍中，本文以下 仅针对 B 与 C 项

障碍提供一些精实生产可以如何利用智

造的相关技术来强化。

从精实流程浪费最小化来看，

我们可以看到智造技术可以有

以下的协助

制造过度的浪费

IoT 可以提供前后制程的店面 （在

制品 /Kanban） 给予数字化。倘若前

制程有一个数位面板呈现后制程真实需

求品项，如此，前制程就能够真正因应

后制程的确实需求规格与数量来生产。

同时，因为店面的信息对业务与生管透

明，特定客户的急单需求也可做对应的

处理。

等待的浪费

在设备的入口加入一个报工系统用

以收集开始加工 / 组装时间，出口再加

入一个报工系统用以收集结束加工 / 组

装时间。如此一来，把出口减去入口的

时间即可得到工单在设备的总体时间。

将总体时间扣除设备的稼动时间，即为

无效的等待时间。简易的 IoT 可以提

供报工功能，对于产线的无效等待时间

可以提供数据化的制程检讨依据。当然，

单一设备的等待浪费其实是目视可以得

到，只要有决心改善，没有报工系统的

数据仍然可以进行等待时间的改善。相

同的做法可以用在一整条生产线，若再

搭配设备的报工，则可以对于标准工时

与成本估算提供更精细的数字，而不只

侷限于等待浪费的改善。

库存的浪费

实时库存信息会让采购、物管、业

务，与生管单位对于原物料仓与成品仓

的库存有更精确的掌握。然而，只要有

心，很容易从库存数据库调出呆料（原

物料或成品）的品项，更可以据此检讨

呆料发生的原因。

从精实订单满足，我们可以看

到智造技术可以有以下的协助

客制件的单件流完善程度

单件流的基本工在于换模换线时间

的最小化。透过报工系统或影像攝影，

可以拆解换模换线的动作，提供改善的

可能。

制程完工的追踪

由于制造流程已被数位化所监测，

公司很容易从订单的交货日，与产线上

待完工时间得知订单是否能如期完工，

並提出必要的处置作为。

外包管理

数字化的优点在于能整体性地确保

生产要素如期如数到位。外包的不确定

性常是订单无法如期完成的主要因素之

一。大型的委外公司（如锻造，热处理等）

已经提供 API（Application Program

Interface）让客户的系统程序可以串

接，使客户了解受委托订单的加工进度

状况。此外，数位的订单追踪也可以协

助企业累积相关的委外件的状况，从而

评估是否应该以内制取代委外。

另一方面，就数位双生的应用来看，

以 扩 增 实 境（Augmented Reality,

AR）来协助检测设备的妥善状况，与

产品的质量良窳是另一个使用智造技术

的案例。扩增实境可以帮助作业人员自

虚拟系统获得更高阶与实时的知识协

助，促使自工程完结能完整落实。例如，

作业人员 使用 AR 眼镜来检测肉眼极

不容易辨识的品检项目，如此一来，质

量与效率就能够同时提升。在数位与

AI 等智造技术当道的今日，提醒产业

先进，技术的本身无法提升企业的竞争

力。引进智造技术之先应先对制造系统

的精实化有通盘的理解，如此精实生产

与智造技术才能整合思考，避免单纯只

为引进智造技术。一个完美图像是，地

面的精实制造现场有虚拟实时的空中智

造技术予以辅助地面运补决策之进行，

达成陆空联合作战。如此，精实智造成

为企业大利器。

38 FEATURE 专题

金属板材成形 2024.11

引言

中厚板通常指厚度 4mm 以上的钢

板材，广泛应用于造船、建筑、机械制造、

交通运输和军事工业等领域。目前我

国中厚板生产产品尺寸宽度在 2200-

3000mm 占比最高，主要生产企业包

括宝钢、鞍钢和沙钢，产能在华东、华

北、中南、西南地区均有分布，其中华

东地区产能最大，占比 35% 以上，华

北地区作为我国最大的能源工业基地，

也是中厚板的净流出区域，其产业链也

最为完整。

中厚板作为制造业产品构成的一种

基础钢铁材料，在国民经济建设中扮演

着重要角色，随着市场消费水平的提升，

下游企业对中厚板的采购质量和交付要

求也日益提高，各种中厚板生产的新技

术、新工艺、新装备不断出现。中厚板

的轧制技术是现代冶金工业中的关键工

艺之一，现代中厚板轧机通常包括特宽

和特厚板轧机，以及配套的板形控制技

术，中厚板的生产流程主要包括成形轧

制、展宽轧制和精轧，以确保钢板达到

所需的尺寸和性能。如图 1 所示为典

型的中厚板加工生产线配置。

中厚板轧机作为中厚板轧制最核心

的装备，其控制系统水平直接决定着整

条中厚板生产线的装备、工艺和产品水

中厚板加工技术的应用与智能化升级

文 | 资 明 庚·珠海格力电器股份有限公司

平，是轧制工艺、自动化、计算机等多

学科高度结合的产品。智能化控制技术

是提升中厚板轧制精度和效率的重要手

段，通过开发引入多智能体技术、平面

形状控制系统和轧件自动跟踪系统，可

以显著提高轧机的自动化水平和生产效

率。这些系统利用神经网络和大数据分

析，对轧制过程进行精确控制，减少了

中厚板材作为制造业重要的钢铁材料来源，是各类金属产品加工制造的基础，在国民经济建设各个方面发挥着

不可替代的作用。随着经济发展的需要，对中厚板产品成本、质量和产量的要求不断提升，各种中厚板生产的新技术、

新工艺、新装备不断出现。我国现阶段已逐步实现了中厚板轧机控制系统的研发应用、热处理技术的升级以及智能

化加工技术的迭代等，而中厚板轧制生产线智能化控制系统的应用，利用机器视觉技术实现了智能化控制，实时调

整工艺控制参数，保障了中厚板的加工效率和产品质量稳定性，显著提升了企业的经济效益。

图 1 中厚板加工生产线配置示意图

专题 FEATURE 39

2024.11 金属板材成形

厚度波动和侧弯等问题，提高了产品的

尺寸精度和成材率。数字化生产监控也

是现代中厚板生产中的重要组成部分，

通过搭建基于工业互联网架构的数字化

监管平台，可以实现对生产过程的全面

监控和管理，包括设备运行状态、工艺

参数、热处理状态、质量数据等方面的

实时监控，以及对生产数据的分析、处

理和优化。

中厚板加工工艺技术

中厚板轧制生产线工艺设备复杂，

包括坯料上线、加热、除鳞、轧制、冷

却、矫直、冷却和精整等步骤，而此过

程所涉及的加工工艺和后续的热处理方

式能够在很大程度上决定中厚板的成形

性能。轧机区通常采用粗轧机和精轧机

的配置，轧制过程采用控制轧件中间待

温温度和厚度的控制轧制技术进行生

产，控冷区通过水冷控制轧件温降，并

与轧机区的控制轧制配合，实现轧件的

性能优化控制。

中厚板工艺模具设计

工艺及模具设计是保证产品按照既

定的质量标准和生产效率生产的关键步

骤，包括选择合适的加工设备、建立详

细的工艺流程、设计精确的模具等。中

厚板加工已从最初的手工作业模式到现

代化的数控自动化集成应用，现代中厚

板加工生产线通常配备先进的数控机床

加工机，可以精确控制加工角度和位置，

使中厚板加工精度和重复性得到显著提

高。在开发工艺流程时，还需要考虑生

产效率和成本控制，同时确保每一步都

能达到预期的加工效果。

中厚板加工产品的工艺设计需要结

合多学科知识的应用，如金属材料加工

性质及相关的机械工程原理和制造工

艺，产品的功能要求和使用环境也会影

响材料的选择和工艺设计，需考虑到材

料厚度和材质的可加工性，考虑到材料

的塑性变形特性，合理设定加工面积以

避免过度拉伸或压缩，从而确保产品的

尺寸精度和结构强度。在选择加工设备

时，需要考虑设备的精度、稳定性以及

是否适应不同厚度和硬度的材料。加工

模具设计也是工艺设计的重要组成部

分，它直接关系到产品质量和生产效率，

良好的模具设计应确保加工过程中金属

流动平稳，减少破碎和开裂的风险，并

应考虑模具的耐久性和维护成本。

借助现代化计算机技术（CAD、

CAM 等），模具设计也更加精确和

高效，甚至可以在设计阶段进行模拟

和优化，通过计算机编程，精确控制

加工机的动作，实现复杂形状的金属

件的快速制造，而快速原型制造技术

（RapidPrototyping）的应用使得模

具的修改和优化变得更加容易，缩短了

产品从设计到市场的周期，智能组合模

具的研发，使得模具在使用过程中能够

实现快速切换与及时维护，提升了加工

工序的生产效率。

中厚板加工工艺控制

中厚板轧机自动化系统功能设计需

考虑生产工艺特点，如小批量多品种、

频繁变换品种规格等。系统功能模块包

括垂直方向控制、水平方向控制和其他

辅助控制功能。基于机器视觉的智能化

控制技术有望解决转钢控制、平面形状

控制以及异常轧制工况的问题。

板材制备工程化过程产品一致性和

稳定性取决于过程精细化工艺控制。

TMCP 技术，即控制轧制和控制冷却

技术，是指在热轧过程中，在控制加热

温度、轧制温度、轧制速率和轧制压下

量的基础上，通过合金成分设计及控制

冷却速率来实现所需相变产物的技术。

控轧控冷技术核心是晶粒细化和细晶强

化，现代 TMCP 技术可实现板材加热

过程、轧制过程、冷却过程精确定量控

制，具体包括以下：

（1）在线检测技术。应用温度三

维热成像、在线 XRD、在线测厚等数

字化检测技术，并通过计算进行参数模

拟，结合试验表征的性能指数情况进行

参照，实现轧制过程可视化、可追溯；

（2）工艺过程数字自适应控制。

数字化调控系统结合 TMCP 技术的应

用，实时调控包括加热温度、转移时间、

道次变形量、轧制方向、热轧速率、终

轧温度、冷却方式、冷却速率等工艺参

数，来实现精确调控变形组织、析出相、

织构类型的目的，并与固溶强化、细晶

强化、析出强化等手段互相配合，实现

板材的强度和综合性能改善，以满足产

品对材料性能稳定性、一致性的需求；

（3）板形液压辅助调控。轧制过

程中通过在中厚板轧机增加液压辅助调

控系统，借助板型控制技术来消除由于

温度不均匀所出现的性能不均匀问题。

中厚板热处理技术

中厚板热处理作为最重要的板材加

工工序之一，其能够最终决定中厚板产

品的应用性能。热处理工序相对轧线属

于离线生产，在工厂内布局分布相对独

立，可以作为一个单元体进行数字化建

设。国内多数中厚板热处理生产线都是

近年建设的，采用了先进的自动化技术，

有较好的自动化基础，因此各企业都在

积极探索热处理线数字化转型，实现智

能生产，进一步提升生产效率和产品质

量。

40 FEATURE 专题

金属板材成形 2024.11

中厚板热处理生产线

中厚板热处理是钢铁企业生产高端

钢板的重要环节，中厚板热处理工艺主

要包括正火、退火、淬火和回火四种基

本类型，热处理中厚板产量最大的是

正火板，包括正火 + 回火，占所有热

处理产品的 70%；其次是调质板，占

15%；其他如回火等占 15%。在一般

情况下，锅炉压力容器钢板、海工用钢

都是以正火状态交付。如图 2 所示为

中厚板加工及热处理生产线现场。

热处理产品几乎涵盖了钢厂的所有

生产工艺和检测手段，对于厚规格、高

性能钢板，尤其是要求性能均匀性比较

高的锅炉压力容器钢板、桥梁钢板、高

层建筑钢板、z 向钢板等，必须以热处

理状态交付。中厚板热处理要求炼钢

工序配备铁水预处理设施、LF/VD/RH

等炉外精炼设施等；轧钢工序要配备有

高刚度强力轧机、ACC（DQ）、强力

矫直机、火焰切割等；热处理的钢板一

般要求逐张探伤。探伤检测可安排在热

处理之前，这样探伤不合格可直接改判

以节省热处理费用，但正火通过再结晶

细化均匀组织，对于某些微小的探伤缺

陷有改善作用，尤其是合金含量较高的

钢种，因此有些品种可安排在热处理之

后探伤。

热处理数字化技术的应用

热处理线涵盖的工序设备多达数十

种，且大多呈离散型分布，涉及大量数

据，管理过程繁琐，可通过信息化、数

字化技术来进行集中管控。热处理操作

流程包括：从钢板上料开始，由天车或

磁力吊从原料垛位吊运至上料辊道，经

抛丸机、热处理炉（完成淬火或回火处

理）、矫直机（矫直平整板形）、运送

至冷床冷却后入成品库等涉及 20 余道

次处理，按照分布区的信息流动进行管

理，一般分为原料区、抛丸区、淬火区、

回火区、矫直机区和冷床成品下线区等。

中厚板热处理线要采用数字化技术

的首要条件，要求各个基本单元具有完

备、可靠、性能优良的数据采集系统，

可以提供精准、齐全的现场有关物料信

息和实时操作数据、设备状态、料表面

质量、成品性能等数据。同时，各工序

的基础自动化系统和执行机构必须以足

够的响应性、实时性和控制精度实现过

程控制系统与物理系统的实时交互，完

成需要的数字化、自动化控制过程。

当前主要是通过 MES 系统的二次

开发，设置对应的功能模块，链接到各

独立系统数据，实现互联互通，建立统

一的数据平台，生产计划与产线设备及

物流状态实时更新，并在高层次决策系

统进行看板信息管理，即从信息到决策

再到控制系统，实现统一协调和智能化

控制的闭环管理。许多工厂由于受作业

条件和技术水平的限制，一些数据难以

检测，比如热处理上料标识信息、全流

程板材位置的精准跟踪、淬火和矫直板

形的测量等，可以采用各种新检测法来

实现信息感知，如利用机器视觉技术可

以提供多维测量的信息，经过数据变换

和分析，可以获得需要的板号、尺寸、

形状、位置分布等定量的表达，以便后

续数字化技术的开发应用。

技术发展与未来展望

未来中厚板行业将超产品多元化、

高端化，产线智能化、绿色化发展，在

航空、航天、海洋、船舶、兵器等重工

行业发展前景广阔，这些对产品有着高

质量要求的行业，将进一步促进中厚板

生产向自动化、信息化、智能化发展。

船用板块的需求加速，随着全球化

市场的进一步扩大，各地区对跨洋运输

需求增长，且受航运船队老龄化运力更

替以及新能源化的趋势影响，船舶订单

的稳步回升，将带动船用中厚板需求更

进一层次。目前国内已实现全船 95%

造船用钢国产化，我国造船板产量也随

之突破 1000 万吨大关。未来几年，我

国船舶制造业仍处于高速发展期，也将

带动造船板市场需求稳步增加。

中厚板辅助加工也随着大功率的光

纤激光切割机、焊接、大型折弯、卷板

图 2 中厚板加工及热处理产线实拍图

专题 FEATURE 41

2024.11 金属板材成形

图 3 轧制过程自适应控制系统参数曲线图

及自动化的成熟，更高效、更精准、更

环保、更节能的激光切割机生产线正在

取代原本由等离子、火焰、锯切等方式

主宰的厚板切割方式，大型折弯机、卷

板机、焊接机器人、搬运设备正在广泛

使用。

轧制产线控制技术国产化，东北大

学 RAL 实验室中厚板课题组利用虚拟

化技术，构建了一套适合中厚板轧线的

控制平台，该平台不仅可以实现传统系

统平台的全部功能，还具备硬件资源利

用充分，系统扩展方便，故障点少，应

用迁移灵活等优点，可有效解决产线控

制技术依赖国外技术封锁的困境，将对

现有产线智能化升级带来促进作用。如

图 3 所示为我国自研的中厚板轧制过

程自适应控制系统参数补偿曲线图。

机器视觉的智能化应用，基于机器

视觉的中厚板轧机智能化控制技术目前

中厚板轧机自动化系统可以对常规轧制

工艺过程进行准确控制，轧制过程的逻

辑顺序控制和工艺质量控制都有比较好

的效果。随着 AI 技术的快速发展，基

于机器视觉的智能感知技术已经日趋成

熟，利用机器视觉进行智能感知，并采

用智能化控制技术进行调控。如针对自

动转钢控制，可在粗轧机前、后锥形转

钢辊道上方安装视觉相机，以获得钢坯

清晰的状态，并对轧件平面形状参数进

行在线优化。

订单自动排程管理。应对多元化的

订单需求，需要更快的生产系统响应速

度，基于特定的逻辑约束条件，开发

APS 订单自动排程系统，同时考虑到

产线整体效率最大化与关键设备利用率

最大化，订单按照多种排列组合方式进

行优化排程。并通过信息化系统进行订

单调度，执行订单自动排程，如加工订

单的排程逻辑之一是基于原材料的材质

进行约束，相同材质的订单在排程宽放

周期内下达到同一产线，以减少产线的

切换损失。

小结

总之，中厚板加工技术的应用与智

能化升级是推动钢铁行业高质量发展的

重要动力。通过不断引入新技术、新工

艺和新设备，依托人工智能、机器学习

等新质生产力技术的迅速发展，开发出

更多的智能算法来进一步优化生产过

程，可以显著提升中厚板的生产效率、

产品质量和国际市场竞争力，为我国钢

铁行业的可持续发展奠定坚实基础。头

部企业可先行推进中厚板加工车间的数

字化建设，构建流程业务系统互联互通

和工业数据集成共享，实现生产过程的

一体化和智能化管控，为航空航天、军

工等高端产品开发提供更加有力的基础

保障。

金属板材成形 2024.11

百超迪能

D-Cell激光自动化单元

文 | 百超迪能市场部

D-Cell，作为百超迪能研发的智

能激光自动化单元，融合了最新的工业

4.0 技术，展现了行业领先的先进性。

该设备具备全自动的作业流程，从板材

的自动上料，到精确的自动切割，再到

自动下料及码垛。仅需一人值守，即可

满足连续“自动生产”，大大地提升了

生产效率。与此同时，D-Cell 有效减

少了生产过程中的不确定因素，将生产

变量“大大”降低，为企业节省了大量

人力成本，提高了生产稳定性和产品质

量，成为现代化智能制造的理想选择。

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2024.11 金属板材成形

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金属板材成形 2024.11

从工作流程上看，D-Cell 激光自

动化单元将原料首先由原料台运送至

交换区，随后真空吸盘升降机迅速而

安全地吸取原料（过程中原料下方设

有叉齿保护以防滑落），并平稳地将

其移至切割机工作台上释放。完成切

割后，激光切割机的交换台自动将原

材料与废料进行替换，接着升降梯下

降至废料下方，利用又齿精准承接废

料，随后将其运送回交换区，并最终

平稳放置在废料平台上。

由此可见，整个上料、切割到下

料的流程几乎无需人工过多干预，而

从另一层面看，减少人力的同时也减

少了生产过程中的不确定因素和成本。

基于此，D-Cell 激光自动化单元

又具备了哪些特质呢？该系统用户界

面设计遵循人机交互原则，确保界面

直观易懂，操作简便，即便是非专业

操作人员也能快速上手，实现生产过

程的“傻瓜式”管理，提升工作满意

度与效率。

针对多样化客户需求，D-Cell 创

新性地融合了磁力分张、高精度在线

测厚、高效吹气分张及机械扳角等先

进技术，构建了一个高度灵活且可靠

的自动上下料体系。此外，该系统还

注重人机工程学的应用，优化装卸料

作业流程，减少操作者体力负担，并

配备安全围栏与安全光幕等先进安全

防护机制，严格遵守工业安全标准，

确保生产环境的安全无虞。

未来，百超迪能将继续秉承“数

字引领、深耕细作、产品为王、服务

至上”的十六字发展方针，推动中国

工业从传统的“灰色制造”转换到现

代的“绿色制造”“智能制造”，在

企业发展同时为社会做出贡献，这也

正是推出 D-Cell 激光自动化单元的

意义所在。

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48 ENTERPRISE 企业

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SPE引领技术革新，

引进普玛宝Bce 2720折弯中心

文 | 达蒙·克劳福德 Damon Crawford

虽然制造过程往往不被视为充满华

丽色彩的活动，但普玛宝 BCe 2720

折弯中心的操作却是一场视觉盛宴。目

睹这台半自动折弯中心执行高精度折弯

的过程，就如同欣赏一场流动的工艺诗

篇。

成立于 1989 年的不锈钢精密工程

（SPE）公司，总部位于南非豪登省

的鲁德普特，拥有多项 ISO 和 EN 认

证，包括连续 20 年的 ISO 9001 认证、

ISO 3834 第二部分以及 EN15085-

2 CL1。作为一家一站式金属产品制造

商，SPE 能够根据客户的特定需求，

生产从中等批量到大批量的产品和组

件。

SPE 凭借其先进的 CNC 机械设

备，能够提供全面的钣金和制造服务。

这些设备包括激光切割机、冲床、手动

和机器人折弯机、折弯中心、铣床、车床、

手动和机器人气体保护焊机、钨极氩弧

焊机、激光焊机、点焊机、管材折弯机，

以及众多其他辅助工艺和设备。此外，

SPE 还提供打磨 / 整修、抛光 / 刷洗、

粉末涂层、湿喷涂、电镀、完整产品组

装和包装等一系列后续处理服务。

全新的普玛宝 Bce 2720 折弯

中心

该设备由 Talmac Machine Tools

在 2024 年 3 月提供并安装，一经安装

便迅速投入使用，其高效的工作能力足

以替代原有的三台折弯机。

“正如所有设备一样，每台设备

都有自己的极限和能力范围，”SPE

的 所 有 者 迪 恩· 芬 德 利（Dean

Findlay）解释说：“但如果直接比较，

对于合适的工作和处理的组件，你可

以淘汰三台旧的折弯机，仅保留这台

折弯中心。我们主要处理的是 1.6mm

到 2mm 的低到中等厚度的材料——当

然，我们也处理更厚或更薄的材料——

但对于我们的特定应用而言，这台设备

无疑是最佳选择。”

SPE 在制造过程中主要采用铝、

碳钢和不锈钢这三种材料，并将它们广

泛应用于多个行业，包括零售、销售点

终端、门禁控制系统、信息技术与通信、

仓储管理、酒店服务、医疗保健、银行

说明：普玛宝 BCe 2720 折弯中心采用伺服电动技术，配备八个独立电机和多个 CNC 轴。

该款折弯中心能够处理厚度从 0.5mm到 3.2mm的普通钢、2.2mm的不锈钢和 4mm的铝材。