广科院数字孪生技术实现产学研用全链条创新

作者：时间：2025-05-131次

摘要：广东科学技术职业学院数智先锋队的学子们创新地利用扩展式工业积木设计理念，成功研发国内首套最多模块化“数字孪生大脑”实训平台，打破中小企业智能化转型困局。目前该平台已应用于江苏、广东等地职业院校及多家制

广东科学技术职业学院数智先锋队的学子们创新地利用扩展式工业积木设计理念，成功研发国内首套最多模块化“数字孪生大脑”实训平台，打破中小企业智能化转型困局。目前该平台已应用于江苏、广东等地职业院校及多家制造企业。更令人振奋的是，该技术正通过“百校联百县”行动走进乡村，在农业自动化领域大显身手。从实训课堂“跨界”工业智造，再“下乡”服务乡村振兴，这群年轻人用硬核创新证明，高职科研同样能破解产业“卡脖子”难题，让象牙塔的智慧在工厂车间与乡野田间落地生花。

从技术教培“跨界”工业智造

“在中职实习的时候，我发现学校实训课上用的设备与工厂真实的智能产线有比较大的差距。当时我就想，有没有可能把常见的产线场景缩小做成实训设备，放到学校的课堂上。没想到在高职，我的想法实现了。”数智先锋队的项目负责人杨俊松同学回想起自己的初心历程，眼里充满了自豪。在广科院机器人学院的实验室里有一台学生自主研发的“数字孪生大脑”——智能控制数字孪生实训平台。它根据现代智慧工厂中的智能制造、智能机器人、智能检测、智慧物流等常见应用场景，通过首创模块化扩展技术设计了国内最多模块的数字孪生系统。这套设备在江苏职业学院南通分院、佛山市高明职业技术学校、常州机电职业技术学院等职业院校已投入使用。项目团队已申请4项发明专利，并且已有产品检测报告和科技查新报告。经过两年的产品升级迭代，目前这台设备正通过导师的横向课题服务于多家工业制造企业，向着工业级别的更多应用场景进行新领域的开拓。

心系中小企业困境 转型拓荒市场空白

中国工程院院士、华中科技大学李培根院士曾指出，“随着数字技术、智能技术的发展，应该赋予精益生产、精益管理更好的手段，只有在数字空间才能超越对制造的物理世界的认识局限。因此，未来智能化发展的关键在于数字孪生技术。”然而，数字孪生技术对于大多数中小企业仍然是奢侈品，主要原因在于目前市场上尚未有针对中小企业轻量化、低成本的数字孪生解决方案，现有产品多为定制化或面向大型企业。市场上的数字孪生技术提供商倾向于服务高预算客户，中小企业的需求则得不到满足。广科院机器人学院的学子跟随指导老师，依托校内外研究平台，始终扎根在实验室和企业厂房，开展了千余次的产品研发和测试试验，最终自主研发出一种成本低、应用灵活、虚实精度高的数字孪生设备。

团队以“工业积木”为理念，设计了模块化的1台主机和6大功能模块。主机具有多个工业级通信协议接口，可通过添加通信模块与中小企业现有的工业产线进行链接。这就像给中小企业的传统产线接上了一个工业4.0的“数字孪生大脑”，无需更换整线即可增加数字孪生技术功能，大幅降低产线设备维护和升级成本。这台由大学生自主研发的国产“数字孪生大脑”无疑填补了数字孪生工业产品的市场空白，帮助中小企业在有限资源条件下实现产线智能化升级，切实解决“不敢转、不会转、不能转”的发展难题。

让“象牙塔”的成果在乡野间飞一会儿

去年8月，广东启动实施百校联百县助力“百县千镇万村高质量发展工程”行动。广科院与台山共建了“县域创新基地”，选派了多名博士入库台山农村科技特派员，联合开展智能装备技术、产业数字化等方面的产学研合作。针对乡村制造企业“不改被淘汰、改则负担重”的两难困局，广科院的师生团队与斗山镇龙头农业企业联合开展水果自动采摘关键技术研发，利用团队研发的智能控制数字孪生实训平台，助力提升农业种植管理的信息化、自动化、智慧化水平。

5月7日，项目组成立的广东大学生“百千万工程”突击队“果色添香”数智先锋队再次来到江门市斗山镇调研乡村企业。“特别感谢广科院的师生团队，去年为我们果园成功开发了水果自动分拣智能产线方案，不仅将产线研发预算降为30%。通过数字孪生技术，我们可以在虚拟环境中实时模拟、优化分拣流程，提前预测设备运行状态，减少停机风险。同时，结合大数据分析，我们能更精准地监测水果品质，动态调整分拣参数，确保每一颗水果都能以最佳状态到达消费者手中。这不仅提高了分拣精度和产能，还大幅降低了运维成本，让我们的果园迈向了更智能、更高效的数字农业。”优果果业有限公司总经理陈诚说道。《中央一号文件》指出，要加快发展现代乡村产业，提升农业科技装备水平。这群高职学子们通过把专业课堂搬到台山的阡陌之间，让科技服务在县域沃土开花结果，真正让高校的智慧成果在乡村振兴的热土上起飞。

打造更多中小企业智慧工厂

广科数智先锋队正着力推动数字孪生技术的普惠化发展，计划通过职业培训赋能中小企业研发人员，使其能够借助智能控制数字孪生实训平台DIY完成产线升级改造。这一创新模式将有效破解中小企业面临的技术人才短缺、数字化转型资金不足等现实困境，让曾经被视为大企业“专属奢侈品”的数字孪生技术真正走进寻常企业。这支高职学生组成的团队致力于打造更多可复制、易操作的中小企业智慧工厂解决方案，以技术创新推动产业升级，用青春力量为中国式现代化建设挺膺担当。