“黑燈工廠”里的實踐創(chuàng)新：蘇州大學(xué)“克冰科技”學(xué)生團(tuán)隊自主研發(fā)工業(yè) IO 模塊
來源： 紫牛新聞
2026-05-30 20:43:00
你能想象嗎？一條管道加工產(chǎn)線可以在少人值守狀態(tài)下仍然運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，而且即便光線不再是人眼巡檢的必需條件，數(shù)據(jù)也能成為車間的“眼睛”和“神經(jīng)”。這類高度自動化、數(shù)字化的生產(chǎn)形態(tài)，通常被稱為“黑燈工廠”，主要指的就是依靠穩(wěn)定的設(shè)備互聯(lián)、實時的數(shù)據(jù)傳輸和可靠的控制執(zhí)行，讓產(chǎn)線在復(fù)雜工況中持續(xù)運行。而支撐這一切的關(guān)鍵，正是一個不起眼的工業(yè)IO模塊。
近日，蘇州大學(xué)軌道交通學(xué)院“克冰科技”學(xué)生團(tuán)隊圍繞工業(yè)現(xiàn)場分布式IO模塊展開攻關(guān)，提出了“硬件防護(hù)+高速協(xié)議+智能串聯(lián)”三位一體的解決方案，直擊傳統(tǒng)模塊防護(hù)弱、延遲高、兼容難等痛點。該模塊系統(tǒng)已應(yīng)用于多家智能制造企業(yè)，并助力中石油搭建了管道加工“黑燈工廠”產(chǎn)線。
不過，這項成果并非從實驗室里“想”出來的。團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、蘇州大學(xué)軌道交通學(xué)院學(xué)生張浩東回憶起項目起點時說：“我們不想閉門造車，要把問題放到工廠現(xiàn)場去找?！?/p>
2024年初，團(tuán)隊啟動了大規(guī)模市場調(diào)研，足跡遍及長三角、成渝地區(qū)十余個制造業(yè)集聚城市。他們走進(jìn)智能制造、石油裝備等領(lǐng)域的企業(yè)車間，一點一點積累來自一線的真實需求。真正的轉(zhuǎn)折點，發(fā)生在四川省中石油測井先鋒孔射智造基地。
第一次深入工廠，張浩東和團(tuán)隊成員換上工裝，走進(jìn)原料倉儲區(qū)、鋸切下料區(qū)、長短槍加工區(qū)、接頭加工區(qū)。機(jī)器的切削聲、油污的氣味、彌漫的粉塵——這些在課本和實驗室里從未遇到過的場景撲面而來。他們蹲在產(chǎn)線旁，一邊看設(shè)備運行情況，一邊和現(xiàn)場工程師反復(fù)交流。工業(yè)IO模塊一端連著傳感器、閥門、電機(jī)等現(xiàn)場設(shè)備，另一端連著PLC、控制系統(tǒng)和上位平臺，負(fù)責(zé)采集信號、傳輸指令、協(xié)調(diào)動作。正是這個“小模塊”，牽動著“黑燈工廠”能否真正跑得穩(wěn)、接得上、聽得懂。一位老工程師指著產(chǎn)線上的IO模塊說：“這種機(jī)柜式設(shè)計，在我們這種環(huán)境里撐不了多久。進(jìn)口的倒是皮實，但價格太高，接口標(biāo)準(zhǔn)跟咱們的系統(tǒng)還不完全匹配，改起來代價太大。”對智能制造來說，這些問題看似分散，實則關(guān)乎產(chǎn)線效率、可靠性和自主可控能力。
正是這句話，讓團(tuán)隊重新定義了研發(fā)目標(biāo)?！拔覀冎白龅哪K在實驗室里能跑通，但到了這種環(huán)境，可能幾天就壞了?！睆埡茤|說，“從那天起，我們決定不是做一個‘能用’的模塊，而是做一個真正適配全工業(yè)場景、經(jīng)得起復(fù)雜工況檢驗的分布式IO模塊?！?/p>
回到學(xué)校后，團(tuán)隊開始了高強(qiáng)度的技術(shù)攻關(guān)。他們沒有把項目定位為一次普通實驗設(shè)計，而是瞄準(zhǔn)工業(yè)自動化現(xiàn)場的底層連接需求，嘗試用國產(chǎn)化、場景化方案補(bǔ)齊智能產(chǎn)線中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。樣機(jī)做出來并沒結(jié)束，要帶著模塊一次又一次回到真實工況中驗證。內(nèi)蒙古的風(fēng)沙工業(yè)區(qū)、長三角的智能制造工廠……團(tuán)隊在粉塵、振動、溫度劇烈變化的環(huán)境里反復(fù)測試，記錄運行數(shù)據(jù)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和通信表現(xiàn)。同時，團(tuán)隊將中石油四川工廠等地的研學(xué)經(jīng)驗持續(xù)融入產(chǎn)品迭代，使技術(shù)方案從“能用”走向“好用”。
“實驗室驗證只是起點，現(xiàn)場穩(wěn)定運行才是真正的答卷?！苯?jīng)過多輪迭代，這套模塊系統(tǒng)最終在中石油管道加工“黑燈工廠”產(chǎn)線上順利落地，在復(fù)雜工況下，其穩(wěn)定性與可靠性獲得了客戶的好評。上海交大智邦科技有限公司、數(shù)字信息化部長趙子易表示，對學(xué)生而言，這是工程能力的錘煉；對企業(yè)而言，這是降低適配成本、提升產(chǎn)線穩(wěn)定性的現(xiàn)實方案，校企協(xié)同合作，正是科技成果轉(zhuǎn)化和拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的雙向賦能。
從攻克一個模塊，到服務(wù)一條產(chǎn)線，再到融入國產(chǎn)智造的產(chǎn)業(yè)鏈升級，這項成果也映照出蘇州大學(xué)推進(jìn)教育、科技、人才一體化發(fā)展的實踐路徑：把科研問題放到產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場中檢驗，把青年人才培養(yǎng)嵌入國家戰(zhàn)略需求中實踐。
“真正有生命力的創(chuàng)新，往往不是寫在實驗室報告里的結(jié)論，而是在產(chǎn)業(yè)一線深度碰撞的歷練中，一步步成長出來的?！痹趫F(tuán)隊指導(dǎo)教師、蘇州大學(xué)軌道交通學(xué)院信號與控制工程系副主任杜貴府教授看來，學(xué)生從課堂走向產(chǎn)線，從書本走向現(xiàn)場，獲得的不僅僅是技術(shù)能力的提升，更是對產(chǎn)業(yè)發(fā)展邏輯、國家戰(zhàn)略需求和工程倫理責(zé)任的理解。
揚子晚報/紫牛新聞記者 顧秋萍 通訊員：于雅淇、趙偉