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凯发登录科技日报北京4月23日电 (记者张梦然)每到鸟语花香的季节,人们往往会注意到,鸟儿鸣唱的节奏韵律可谓大相径庭,有的明快婉转如天籁,有的则低沉粗哑让人心情低落。《自然·通讯》23日发表了一项最新的遗传学研究,揭示了与鸟类鸣唱韵律节奏相关的基因。研究人员认为有两个基因——Neurexin-1和Coenzyme Q8A,可能塑造了鸟类的发声韵律,已知这两个基因也会影响人类说话。

韵律节奏被认为是大多数物种与生俱来的特征。尽管人们听到耳中只是好听与难听的区别,但实际上,这种韵律在物种性选择和物种识别中作用重大。不过到目前为止,人们对鸣唱节奏的遗传基础还所知甚少。

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世界经济论坛日前公布了最新一批“灯塔工厂”名单。位于江苏省苏州市吴江经济技术开发区的江苏亨通光纤科技有限公司(以下简称亨通光纤)光棒智能制造工厂被评为全球光通信行业首个“灯塔工厂”。该公司之所以能成为全球数字化制造标杆,其在数字化转型与分析、智能自动化、可持续发展等领域的创新实践功不可没。

世界经济论坛专家评审介绍,亨通光纤光棒智能制造工厂共部署实施了27个先进应用案例,涵盖了生产全过程。以光棒沉积和烧结工序为例,单个绿色光棒智能制造车间共有12个沉积烧结制造单元,240多台套设备,分布有近10万个各类传感器和仪表,每秒实时处理千万级数据。目前,光棒制造5大工艺过程全部实现智能化,产业链上中下游的光棒、光纤和光缆实现数字化联动,数字化光棒光纤与实物光棒光纤可同步出入库。

光纤是一种高度标准化的产品,所有新型号光纤都依据一套完整的标准进行设计生产。亨通光纤在建厂之初就制定了标准化的作业指导书。

记者来到工厂二楼的展示平台,一座座高达十几米的沉积设备尽收眼底。这里正在进行光棒外包层的制作,需要把指定重量的二氧化硅微粉均匀沉积在光棒表面,其最关键的控制指标是直径均匀性,直径极差要求小于4毫米。

在过去几年积累的生产数据基础上,几名研发人员运用数字仿真技术在电脑里模拟制造流程、测算生产结果,只花了15天时间就确定了合适的工艺参数,并制造出符合要求的光纤产品。

在亨通光纤,每生产一根光棒就会产生上万组数据。刘振华说:“我们不会让这些数据‘沉睡’,成为垃圾数据,而是要通过数据治理,反过来指导生产、助推新品开发。”

为此,公司举行了一次活动,把技术较好的操作手换到质量数据较差的生产线,再把技术较差的操作手换到质量数据较好的生产线,让工程师提取人为操作的关键因素进行分析研究,最后把工匠经验转化为数字模板。

“放在过去,这需要设计各种方案逐一试验,直到指标达到要求,至少得花大半年时间。但是现在我们有一套数字仿真系统,设计开发就变得简单多了。”刘振华说。

孙伟介绍,这些科技感十足的智能场景背后,是公司自主研发智能集控系统的支撑。它就像一个“数字大脑”,每秒可采集1万多条数据,不仅能让工厂实现制造精益化、管理信息化,而且每月都会对数据进行总结梳理,例如挖掘有益的工艺数据、追溯异常关键信息等,从而更加精准高效地指挥生产。

“接下来,我们希望通过分享自身经验和实践,帮助其他制造企业实现高质量发展。”亨通光纤的母公司亨通集团有限公司党委书记、董事局主席崔根良表示,亨通集团有限公司已正式启动“灯塔工厂”领航计划,未来3年将助力6家行业领军企业建设成为世界一流的智能制造标杆,让35家成熟应用数智化技术的企业实现全过程数字化管理,将亨通集团有限公司旗下的新建工厂全面导入数智化应用,加速成为“工业4.0”领军企业,用实际行动为培育壮大新质生产力贡献力量。

亨通光纤总经理刘振华告诉记者,依靠智能制造技术,该公司生产效率提升了66%,单位制造成本降低了21%,不良率降低了52%。同时,数字化技术还使公司每年减少危废水排放400万吨以上,促进了绿色可持续发展。

“作业时设备温度高达1200摄氏度,人根本无法靠近,所以我们在内部安装了12组微距摄像机进行图像采集,配合数字化流量计、风速仪、压差计、振动仪等感知设备,并通过先进的机器视觉和分析技术,根据算法来甄别芯棒表面是否存在裂纹、斑点等缺陷。”亨通光纤资深研发工程师孙伟说。

但是,管理人员很快发现,即便有标准化的作业方法,人与人的操作也存在细微不同,导致产品良率有高低之分。“模具清洗程度、模具穿插组装精度、送棒速度等,都会影响光纤产品质量。” 刘振华说。

产品表面一旦出现瑕疵,系统就会立即自动调整相关工艺,进行修正,无须人工干预就能确保指标控制在标准范围内,真正实现了高端化、智能化、柔性化生产。

凯发登录这里是全球单体规模最大的光纤研发制造基地,每天生产的光纤长度可绕地球4圈多,从200多公斤重的光棒到直径125微米的光纤,需要经历上百道工序,但只需要很少的操作工人即可完成……

光通信行业技术难度高,发展速度快。近年来,光纤通信朝着传输容量大、传输距离远、传输信号质量高的技术方向发展,新产品开发迭代的速度不断提升。

从“智能工厂”到“灯塔工厂”,亨通光纤靠的是长久以来持续推动智能化改造和数字化转型的战略定力。早在2005年,该公司就率先启动工厂智能化、制造精益化、管理信息化“三化”建设,全力打造个性化定制、网络化协作、柔性化生产、可视化监造的智能制造先进模式,以数字化升级智能制造,以智能化融合科技创新,引领企业在数字经济时代不断突破,实现可持续高质量发展。

2023年7月,亨通光纤接到了西班牙和巴西两笔海外订单的投标任务,要求在有限时间内生产交付两种具备不同功能属性的特种光纤。

走进亨通光纤光棒智能制造工厂,映入眼帘的是一台台整齐排列的自主研发的精密工序装备,一架架重型桁架机器人在网格化车间来回穿梭,中台集控屏实时显示每一个工艺参数的变化,掌控着这座工厂里的所有生产工序。

FAQ

1966年,哈尔滨市道里公社的一个五金机械加工小组,接到了市里布置的紧急任务——为即将开展的森林资源调查打造一款森林罗盘仪。罗盘仪个头不大,但作用很强,是森林调查中必不可少的仪器。在森林中,无论是定向,还是测量距离、水平、高度及坡角,都离不开它。如果作为勘探基石的森林罗盘仪不够精准,即使是微小偏差,都会导致整个普查任务失败。于是,7位小组成员从设计、制造,到组装、校准,历经4个月,终于研发出定性森林罗盘仪,按期完成任务,并填补了我国该领域的空白。

近年来,哈光不断加速数智化进程。“罗盘仪经历了从传统的读数时代,到电子的看数时代,再到如今的智能成图时代。”史宏介绍,为满足客户需要,哈光可为客户定制所需数据格式,传输数据后,即可在后台软件上呈现测量模型。

罗盘仪结构精细,每个零件都是它的灵魂,设计精度、材质、工艺,都会影响测量结果。史铁生带领研发人员经过数十年测试,不断更新优化技术,使得罗盘仪的精度大大提升。

“哈尔滨”牌罗盘仪不仅广泛应用于农、林、地、矿、军事等测绘领域,还在南水北调工程、三峡工程、珠峰测量等国家重大项目中大显身手。

“我们的罗盘仪从原料到成品,50多个零件有200多个品控点。只有把方方面面的微小工艺都做到极致,才能达到最高的精度和最好的质量。”史铁生对每个零件和工艺要求都极其严苛,把每一部分的公差都极力降到最低。

在哈光加工中心,数字化机床有序运转,操作人员已经从曾经的103人缩减到现在的15人。与此形成鲜明对比的是,哈光大地测量仪器工程技术研究开发中心人气十足。“研发为我们带来无限生机。”史宏说。

“我做市场调研时,测绘人员说‘如果森林罗盘仪的成像是正像就方便多了’。当时市面上所有罗盘仪的成像都是倒像,我就想怎么能把成像翻转过来,满足测绘人员的需求。”史铁生说,成像翻转并不容易,哈光首先在光学理论上实现了成像翻转的突破,但在10厘米长的望远镜筒里将理论变成现实又面临很多难题。研发人员已记不清做了多少次试验,相关试验记录摞了半米多高。终于,哈光突破了横亘业内数十年的“卡脖子”难题,在小小的瞄准孔里,让测绘人员看到了正像。

如今,“哈尔滨”牌罗盘仪已成为行业标杆,连续多年被评为黑龙江省、哈尔滨市名牌产品。哈光还参与编制了《地质罗盘仪校准规范》等多部行业标准。

史铁生20世纪70年代来到哈尔滨光学仪器厂。“1994年,我任厂长后,就经历了企业改制浪潮,要想填满几百人的饭碗就必须改革!”史铁生说,产品质量一定要过硬,而要提高核心竞争力必须搞研发。2002年,哈光成立了大地测量仪器工程技术研究开发中心。

自主研发让哈光成为国内龙头企业,也助其产品迈出国门。“哈尔滨”牌罗盘仪远销德国、美国、韩国等20个国家。“国外最先进的罗盘仪能测到12倍远的距离,而我们已经实现了16倍远。”史宏说。

在哈光展览厅,地质罗盘仪、经纬罗盘仪、激光电子罗盘仪、GPS/北斗定位型罗盘仪、面积测量仪、激光指向仪等60余款不同的测量仪器是哈光半个多世纪开拓创新的最好证明。

“从2011年至今,哈光通过技术创新实现跨越式发展。”哈光总经理史宏介绍,这期间,哈光完成经纬罗盘仪产品技术创新项目,突破了光学测量、自动归零的水平测角等系统中的关键技术,还获得了国家高新技术企业认定。

“每次科考队员去极地考察,都会带上‘哈尔滨’牌罗盘仪。”史宏介绍,罗盘仪在地球磁场范围内都可以正常使用,但部分电子测绘产品可能会因为极地地区温度过低而无法正常工作。因此,极地科考对罗盘仪质量要求极高。“哈尔滨”牌罗盘仪以性能的准确性、可靠性,在极地精准定位定向方面发挥了重要作用。

凯发登录黑龙江省和哈尔滨市的制造业“老字号”——哈尔滨光学仪器厂有限责任公司(以下简称哈光)专注罗盘制造已有半个多世纪。从机械罗盘仪到电子罗盘仪,再到如今的智能罗盘仪,哈光在专业测绘细分领域精心耕耘。目前,哈光在专业罗盘市场的占有率突破98%,被黑龙江省评为制造业单项冠军企业。

4月中旬,哈光与黑龙江省森林保护研究所合作研发的林草防火瞭望塔全方位立体罗盘仪,在大兴安岭投入使用。在市场调研时,哈光了解到,此前在森林防火中,通常采取“双塔定位”。在森林防火瞭望中,单塔观测火警点,经常会出现报告位置与起火位置误差较大的情况。为此,哈光与黑龙江省森林保护研究所决定研发一款可直接定位和测距,并能无死角观测火情的新式全方位立体罗盘仪。历经数月努力,一款结实、耐用,并且抗腐蚀、质量轻的林草防火瞭望塔全方位立体罗盘仪交到了瞭望员手中。瞭望员通过镜头显示的数据就可以准确定位,15公里内准确率在95%以上。

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