本報記者 李潤釗

指尖在鍵盤上翻飛，眼前屏幕里的數字孿生生產線隨之精準運轉……在日前舉行的2025年福建省“匠心杯”數字孿生智能制造技能競賽現場，沒有金屬碰撞的火花，卻有59名技術能手同場比拼，進行著一場聚焦“未來制造”的“微米級”較量。

一個人操控一座工廠

完成數控設備的調試與控制、進行工業機器人的調試與控制、操作智能制造控制系統的聯機自動運行調試……在廈門市工匠學院、廈門數智產業產教融合基地搭建的競賽現場，當看到機器人精準抓取一根圓柱鐵坯放入機床，參賽選手、路達（廈門）工業有限公司技術中心工程師宋存強深吸了一口氣。

此刻，他用近兩個小時構建起的“智能工廠”，已經在數字孿生的鏡像空間里正式“開工”。

在這場由福建省總工會主辦，省機械化工礦冶工會工作委員會與廈門市總工會承辦的競賽中，宋存強和選手們要在不到3個小時時間里，通過眼前的數字孿生虛實融合智能制造實訓臺，快速構建控制程序，完成規定任務。

“就像設計精密的齒輪，每個齒牙都要嚴絲合縫。”賽后，宋存強感嘆道。

“夾具松開早0.1秒，工件就會墜落；車門開啟晚0.5秒，機械臂就可能與機床車門相撞。”競賽協辦單位鳳凰創壹董事長林慶平博士為記者解析一行行代碼背后的“要義”。

與曾經舉辦的金磚國家職業技能大賽所采用的雙人協作模式不同，本次競賽要求選手獨立完成整條智能產線的控制：從立體倉庫取料到AGV運輸，從機械臂上下料到車銑復合加工的全流程協同都交由一名技術人員負責控制。

虛擬環境中找到最優解

機器人Modbus通信配置、PLC編程模擬……賽場上，來自南孚電池的電氣工程師王立良快速“掃描”任務清單。

從電氣工程師到智能制造工程師轉型，是王立良在參加此次競賽前，為自己定下的職業目標。這個轉型的念想，源自2024年他親歷的一場因PLC程序漏洞導致的產線停工。王立良告訴記者：“如果當時有數字孿生提前虛擬試錯，損失完全可以避免。”

“數字孿生遠非一個靜態的3D模型或仿真動畫，它是一個‘活’的鏡像。孿生體能夠自主接收信號、發送信號、傳遞信號，與其他孿生體或物理真機實現自主交互。”林慶平解釋道。他向記者展示了數字孿生系統中加工中心刀具的實時感知。“當虛擬刀具接觸工件時，系統會根據材料特性、轉速、進給量等參數，動態計算受力情況和切削效果。工程師可以據此優化加工參數，在虛擬環境中找到最優解，避免在真實設備上反復調試造成的浪費。”林慶平說。

“這場競賽讓我從以前聚焦‘如何實現單個設備的控制’，轉變為‘全局視角’優化編程質量、提升生產效率。”王立良期待著運用賽場上練就的數字孿生技術，為自己所在的自動化車間搭建一套“活”的數字孿生模型，以預測性維護替代“搶修式”維修，提升工作效率。

加速鍛造未來“新工匠”

在賽場外，有一臺選手們進行線下培訓的數控i8多軸訓練機。這臺總價值20萬元的訓練設備，正在運用數字孿生技術“模擬”一套價值470萬元的進口五軸加工中心的工件加工流程。而在真實生產環境中，若是損壞加工中心的一把刀具，就要花費企業10萬元的更換費用。

不同于市面上單一型號的數控訓練系統，這臺搭載了數字孿生技術的訓練設備僅僅需要更換面板貼膜，便可支持多達25種數控設備的綜合實訓。“現在學員可以無限次免費試錯。”林慶平表示，“數字孿生技術就這樣改變技術人才培育的生態。”

而宋存強所在公司的主營產品需要行業中少用的磨拋工藝，技術人才培育一度陷入困境。

“以前培養一個合格的技術員至少需要兩年時間。”回憶自己跟著師傅學習的過程，宋存強記憶猶新。如今，在數字孿生技術加持下，學員在數字孿生虛實融合訓練機上便能體驗1：1還原的實操教學，數字孿生系統還可以復現各種難遇的設備故障，經驗積累速度提升300%。

但行業高端人才缺口依然巨大。大賽協辦單位廈門市制造業工會聯合會的一項調研顯示，當前既懂機械設計、電氣控制，又能建模優化產線的復合型技術員，成為企業競相爭奪的“香餑餑”。

本次競賽中，省、市總工會通過線上數字孿生仿真教學方式，為參賽選手提供了為期一個月的免費線上數字孿生仿真培訓，并開放數字孿生虛實融合實驗臺，為職工們提供兩次線下集訓機會。

“競賽像一面鏡子，照出了產業對人才需求的深刻變化，也像一座熔爐，加速鍛造著符合未來需求的‘新工匠’。”林慶平感嘆道，“我們期待以賽促學、以賽促用，讓更多年輕工匠擁抱數字化轉型的東風，用技能照亮前程。”