这带来了一个结构性问题。随着各国竞相实现气候目标、实现基础设施现代化并解决技术工人短缺问题，我们迫切需要更智能、更高效的方式来建设大规模的实体资产。

尽管数字解决方案正在彻底改变金融、零售和医疗保健等领域，但生产风力涡轮机塔架或船舶的工厂仍然严重依赖人工焊接、起重和装配。

然而，这种情况正在开始改变。丹麦的一个新中心正在展示机器人技术和人工智能（AI）如何重塑我们未来物理基础设施的建设方式。

用于建造大型复杂结构的机器人和数字解决方案

丹麦奥登塞是一座历史悠久的海滨城市，如今正逐渐成为机器人创新中心。在奥登塞港，新的大型结构生产 (LSP) 中心正在建设中。该中心由南丹麦大学牵头，旨在开发先进的机器人和数字化解决方案，专门用于生产船舶、海上平台和模块化建筑等大型复杂结构。

该设施占地约2500平方米，包含实验室和车间，投资约3700万欧元（4140万美元），由欧洲和丹麦政府资助，AP穆勒基金会捐款，以及大学自身共同出资。该设施包括一个27米高的大厅，专门用于处理船舶部件或风力涡轮机部件等尺寸的结构。

与依赖固定自动化的传统工厂不同，LSP 中心率先采用移动自适应系统，最终目标不仅是重新思考单个任务，而且是重新思考大规模多变产品的整个生产流程。

LSP中心负责人Christian Schlette教授表示：“大型结构件生产长期以来由于规模大、复杂性高且产量低而难以实现自动化。但随着新型机器人系统、人工智能驱动的工艺规划和数字孪生技术的发展，我们可以开始改变这种现状。”

从造船厂到智能造船厂

LSP 中心旨在打造一个全面的测试平台和开发环境，汇聚学术界、机器人工程师和领先的工业合作伙伴，共同打造可扩展、可转移的技术。其研究涵盖：可移动大型部件的移动机器人平台、可实时调整工作流程的智能软件，以及在虚拟空间中映射整个生产流程的数字孪生模型。

一个关键挑战是移动性。在汽车制造中，产品在高度结构化的生产线中移动，这些生产线的设计旨在提高速度和重复性。相比之下，大型结构生产则以规模和移动性为特征——像风力涡轮机塔架或船舶滑轮组这样的部件体积过大，难以轻松移动。

相反，机器人、工具和传感器必须具备移动性，并能够在结构内部导航。造船厂和施工区等生产现场的环境瞬息万变，这进一步加剧了复杂性。这些条件使得自动化变得困难重重，但借助自适应技术，自动化的可能性正在不断提升。

通过使用传感器、感知系统和人工智能算法，机器人系统现在可以感知周围环境，做出实时决策，并适应不同的几何形状和任务。结合数字孪生技术，这可以实现动态规划和反馈循环——这对于不断变化的环境至关重要。

LSP 中心的核心目标是让这些解决方案在实验室之外得到应用。这些技术是与海事和近海能源领域的公司密切合作开发的，其中包括致力于在低碳经济中保持竞争力的丹麦和国际公司。

未来可持续生产的典范

其影响远远超出了丹麦的范围。

随着许多政府大力推动可持续基础设施建设和能源独立，对船舶、风电场、基础设施、房屋等大规模实体生产的需求必将增长。然而，如果这些建筑的建造方式没有创新，规模扩大可能只会加剧效率低下和排放问题。

LSP 模式提供了一条不同的路径。通过将灵活性融入自动化，并在整个生产周期中集成数字化工具，不仅可以提高大规模制造的生产效率，还能增强其可持续性和韧性。

例如，模拟驱动的生产规划可以在材料使用前进行测试和优化，从而减少浪费和停机时间。机器人系统可以提高精度并最大限度地减少返工。通过将重复性或危险性任务转移到机器上，企业可以提高工作场所的安全性并解决日益严重的劳动力短缺问题。

这些益处对于工业产能面临压力，或绿色转型计划需要大规模建设新基础设施的地区尤为重要。从亚洲的造船厂到北海的海上平台，LSP中心制定的原则可以在全球范围内进行调整，以满足当地需求。

跨学科创新的力量

LSP 的核心教训之一是，没有任何一个学科或参与者能够单独解决这些挑战。

该中心致力于跨学科合作，融合机械工程、机器人技术、计算机科学、建筑学和制造业等领域的洞见。它还弥合了学术界与产业界之间的差距，确保创新以现实世界的需求和制约因素为基础。

这种共同创造模式在创新必须快速且可行的领域至关重要。它也符合研发领域的更广泛趋势，应用科学和公私合作日益被视为竞争力的关键。

为什么是现在？时机至关重要。LSP 中心的建设正值劳动力短缺、气候目标和数字化成熟度等多重因素交织，迫使人们重新思考工业生产。

曾经被认为过于复杂而无法实现自动化的领域，如今正变得切实可行。机器人硬件变得更加经济实惠且移动化。人工智能更加强大且易于获取。行业对实验的态度也更加开放。脱碳的紧迫性也为超越过时的方法创造了机会。

问题不再是大型结构生产是否可以实现自动化，而是我们能多快以经济和环境可行的方式实现这一目标。

自动化蓝图

改造塑造我们世界的重工业并非易事。但凭借有针对性的创新、跨学科合作以及反思建设方式的意愿，前进的道路正变得更加清晰。

奥登塞的大型结构生产中心不仅代表着一个物理设施，而且代表着我们如何实现不可自动化的自动化的蓝图——使过去的行业为未来的需求做好准备。

随着世界面临着越来越大的建设更智能、更快、更环保的压力，像 LSP 这样的模型让我们看到了当雄心与协作相遇时，以及当数字工具应用于我们一些最古老和最重要的行业时所能产生的可能性。