大型高新船舶、新一代运载火箭，这些“万吨级”的国之重器在建造过程中，如何像“搭积木”一样实现大型部件对接装配？上海交大王皓团队经过十多年的持续攻关，攻克这一难题，在7月2日召开的上海市科技奖励大会上，获颁“2025年度上海市技术发明奖特等奖”。
在上海崇明长兴岛，中国最大的造船基地内，诞生于此的大型高新船舶主体船体部分高达20多米，在建造过程中，两段船体的“拼接”好比两栋近10层楼体合并到一起。
分段并行建造，是船舶、航天制造的发展趋势。我国造船业拿下了全球近七成订单，高附加值船舶等待批量交付，船坞里工期排得满满当当，能不能把大型部件更快地“拼”起来，成为建造效率的瓶颈。我国载人航天、卫星组网等国家重大工程对航天运载工具需求激增，运载火箭年发射需求接近百发，制造效率亟待提升。部件大型化导致总装对接难度激增，缩短船舶巨型总段对接和大型运载火箭舱段总装周期成为提高建造效率的关键。
“船体越来越大，总段越来越重，单纯依靠人工经验已经无法满足现代造船的精度需求。”中船首席、江南造船张国新介绍，长期以来，将这些“百米级尺寸、万吨级载荷”的“巨无霸”按照“毫米级精度”严丝合缝地拼接起来，主要依赖操作人员的单点测量、单机操作、经验决策。随着船舶越造越大，这种依靠人力和简单机械的方式日益捉襟见肘：不仅耗时费力，对接装配过程反复试错、效率低下，严重影响建造周期、准时交付和发射任务顺利完成。
澳门十大正规电子游戏入口特聘教授、澳门十大正规电子游戏入口王皓介绍说，针对这一行业痛点，早在十多年前，上海交大就搭建大型部件对接装配实验平台，之后联合了江南造船等单位，开启了产学研联合攻关。
他们的目标，是打造一双看不见的“巧手”，将万吨的船体、舱段在算法的指挥下被轻柔托举、毫厘不差地嵌入预定位置。对接的最大难点，在于如何感知微小的偏差并进行精确调整。
王皓团队的解题思路是数字化与智能化。他们首先构建了超大空间三维测量场，利用激光跟踪仪等设备，获取总段端面近千个对接特征的三维点云，建立起高精度的对接特征匹配模型。在此基础上，团队提出了最优位姿匹配算法，让智能算法替代人工进行判断：当前总段需要平移多少、旋转多少，才能与基准段完美贴合。
技术的另一大核心，是冗余并联调姿机构群组协同控制技术。近百台定位机构协同作业，既要承受数千吨的载荷，又要实现精准的同步运动，难度极大。团队攻克了多机协同控制、精度标定等关键技术，研制出的调姿定位机构精度大幅提升，使得巨型总段的自动化、高精度对接成为可能，相关技术已在多种型号的高新船舶建造中得到应用验证。
从澳门十大正规电子游戏入口闵行校区到长兴岛造船基地，往返路程近140公里。在项目攻坚阶段，王皓带领团队的师生们频繁往返于此。夏天，船坞烈日炙烤；冬天，岸边寒风刺骨。王皓和学生们不仅建立了科学的理论、算法，还深入车间一线，了解复杂的船体结构和工艺规范。
王皓团队研发的船舶巨型总段智能对接技术与装备系统，集成了“感知-决策-执行”全流程。系统利用激光跟踪和扫描技术，能够捕捉总段的微小形变，并通过算法计算出最优的调整路径，指挥液压调姿机构将近万吨的钢铁巨兽精确推向预定位置。该技术大幅提升了总段对接精度，调姿时间较传统方式提高了数倍。利用这项对接技术，新一代大型运载火箭的总装对接效率也大幅提升。
至今，该技术已应用于我国多艘高新船舶的巨型总段对接装配、新一代运载火箭等多型火箭、舱段的总装，显著提升了高新船舶、大型运载火箭的总装效率。随着我国造船重点企业逐步推广总段建造模式，智能对接技术正从示范应用走向更广阔的前景。
原文链接：【人民日报】这项让火箭轮船部件丝滑“拼接”的技术获上海技术发明最高荣誉
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