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因为“卡脖子”，近年国家鼓励并大力扶持工业软件的发展。在政策引导下，也是在传统产业转型升级的推动下，云浮市科特机械有限公司（以下简称“科特机械”）通过“数字大板”“科特石材排版软件”“Al对刀”等工业软件的研发，开发了石材加工数字化智能化关键技术及装备，解决了石材二次加工中品质难以把控、出材率低等痛点，极大地提高了石材二次加工的生产运营效率。该项目也获得了2020年建筑材料科学技术奖科技进步类二等奖。
项目解决了石材二次加工中的痛点
我国石材产业规模和总量已位居世界首位，但是，整体大而不强，石材加工生产效率、加工质量与精度、原料利用率及自动化水平等方面还有较大提升空间。开采的石材荒料在锯解、抛磨后得到石材大板（也称毛光板）。由于复杂的地质成因，即便是同一块荒料所出的石材大板，纹理、色彩和轮廓都有变化，而大板存放一般都是打扎叠放，只能看到最表层的大板。想要通过石材大板再加工，获得具有设计感和美感的工程板，只能靠工人师傅粗略规划，切割后地面摆放看效果。这样一来，不但加工结果不可预测、难以满足客户的需求，而且加工效率低下、原料浪费严重。这个石材二次加工环节，无疑成为石材加工产业的痛点。
数字化是各不相同而又打扎叠放的大板实现可视的有效办法。石材大板图像化在贸易中已有应用，采集图像的石材扫描仪最初由意大利研发，但是，引进的扫描仪效果并不理想，不少产品因为“不像”而退货。为了达到色彩丰富，质感真实的效果，科特机械项目组合作研发CCD传感器相机，甄选高品质镜头，研发高显指LED线阵光源，精细设计机械结构并自主开发色彩管理算法，研制出石材行业用高分辨率扫描仪；再通过控制相机安装精度与镜头畸变矫正程序保证图像尺寸精准，版面精确；最后通过板厚测量、光泽度识别等装置及轮廓识别、缺角标注减尺等措施，在图像文件中嵌入板材厚度、材质、强度、光泽度及可用区域轮廓等数据，形成内容丰富而完整的“数字大板”。将一片片石材大板扫描进数据库以后，工程选料有了素材，石材设计师能根据建筑的设计需求，规划出丰富多彩的工程石材。
解决了大板数字化的问题以后，科特机械项目组又着手开发了智能排版软件。智能排版软件充分考虑了规格、版面、色彩、纹理、出材率等影响因素，也考虑到石材线状切割的特点具有自动处理T型刀缝的功能。在导入数字大板、工程板码单以后，智能排版软件就能通过出材率优化算法给出最优大板切割方案，并能在每张数字大板图像上显示切割方案，在排版方案图上显示出工程板安装效果。石材设计师还可以在排版方案中对设计进行变化、调整，以达到满意的色彩和纹理设计效果，而相应的最优切割方案也随之自动变更。
石材切割方案定好以后就是桥切机的执行环节。科特机械项目研发的智能桥切机能自动读取大板身份标识，自动调取相应切割方案，自动进行图像坐标匹配（Al对刀），而后开始切割作业，实现上板、切割、下板过程的全自动化。
科特机械项目的开展，使得石材二次加工环节的班产能由50-70平米上升到200-220平米，出材率由75%-80%提升到85%-95%,人力由3人降为1人，固废下降至为原来的1/3。同时，企业能精确管控技术经济数据，预知真实装饰效果，客户能实现所见即所得，极大地提升了石材加工企业的管理服务水平。
不断地学习与创新是项目成功的关键
自动化、数字化、网络化、智能化是产业转型升级强有效的工具和手段，在传统制造业中应用新的信息技术，能有效解决传统制造业中的一些问题。据了解，科特机械也不是一开始就规划、计划好的，而是逐步深入完善的。2014年着手扫描仪的研发，扫描仪发布后，2015年开始做智能排版软件，2016年进行桥切机控制系统研发并逐步迭代升级。把扫描仪器与桥切机串联起来，形成一个系统的自动化、智能化解决方案是在2016年才形成的思路。在打算改进桥切机的时候，科特机械内部都不明白要怎么改进，而当时刚好有一个国际设备展，科特机械就组织去参观学习，回来以后确定要做智能桥切机。随着研究一步一步地深入，科特机械的眼界不断地开阔，认识不断地提升，通过问题的逐个突破和技术的累积叠加，才有了今天的项目成果。
▲云浮科特项目团队（从左到右：祝家豪、卢旭湛、文智莹、陈思扬、崔洪章、卢荣森、麦文志、陈自标）
科特机械的项目，其实将已有的先进技术成果，比如相机、扫描仪、控制系统，恰到好处地应用，做一个集成和创新开发，解决了石材产业中的一些关键技术问题。同时在工业软件这块进行了一些原始创新，包括色彩管理算法、最佳出材率优化算法、AI对刀等，这些融合了工艺与经验的工业软件，正是项目的核心与关键。作为传统装备企业，软件开发难度非常大，有点摸不清方向，感觉难以逾越。克服这些困难，依靠团队不断地学习与提升，也依靠恰当人才的引进。据悉，科特机械项目团队就十几个人，大多数都是科特机械原来的员工，只有程序设计人员是专门引进的，科特机械引进有过类似系统开发经验、有过成熟软件产品研发经验的人才，然后在项目中，团队互相学习、深入交流、共同进步。程序设计人员深入地了解石材加工工艺特点、思路、方法，机械设计人员、工艺技术人员也不断地学习和掌握新的信息通讯技术，通过团队成员的成长与进步，通过团队智慧和力量的凝聚，克服了项目中遇到的诸多难题。
经济务实得到客户充分肯定
科特机械项目的技术成果已在广东、福建、贵州、云南、浙江等地多家石材加工企业应用，得到了客户的极大认可与肯定，不少企业在引进一条产线试用以后，马上又计划再引进几条新产线。客户这么认可，主要是科特机械比较务实，科特的软件、装备和服务能充分考虑客户的实际需求。科特机械都是针对客户的实际情况，提出针对性的经济实用的解决方案，而且，科特机械也会替客户长远考虑，做好软件、设备的兼容扩展性，给客户未来发展预留足够的扩展空间。从目前来看，项目成果非常适合人造石、岩板的加工，一方面是因为原料比较均匀，另一方面是产品品类相对单一，产线的经济效益是最佳的。如果是多样化的产品，要做到全流程都不需要人为干预，技术上可以实现，但是投资会比较大，而且整个系统比较复杂，系统维护比较麻烦，整体成本就会高一些。当然，随着社会、行业的发展，行业技术水平的提高、人工成本与员工素质的提高，市场的需求会不断地变化。
▲云浮科特桥切机安装调试车间
在仪器仪表设备等基础硬件的选择上，科特机械就遵循一个原则，能满足对性能和稳定性的要求，不管是国产的还是国外的品牌，适用就好。当然，在性能满足需求的情况下，科特机械首选国产的，这样科特机械的装备有比较好的性价比。比如，在科特机械的解决方案里，科特机械鼓励客户选用的是科特自己研发的三轴桥式机器人，虽然现在倡导使用六轴机器人，但是六轴机器人的价格基本是科特机械三轴机器人的6-7倍价格，科特机械也试用了一些其他机器人，但是，因为用的是嵌入式系统，实际使用中不如科特的三轴机器人方便。
科特机械对研发创新是鼎力支持，科特总经理陈思扬是技术专家，动员人力、资金等各项资源，亲自抓进度和协调。广东省对科研创新项目的经费支持力度也比较大，科特机械的团队也在逐步壮大。科特机械还将智能解决方案往后续加工流程上扩展，把磨边、抛光等都包含进智能解决方案里来，努力实现石材加工全流程的自动化、智能化。同时，科特机械也在跟树根云合作，把科特机械的设备都联入工业互联网，方便对设备进行远程的更新、升级，包括传统设备和不具备联网功能的，科特机械也在添加新的通信设备，联入科特的工业互联网平台。
来源：中国建材信息总网
