造高新船舶、拼巨型积木，这特等奖好比上海大剧院一吊一放偏差不超过硬币厚度

万吨级体量、造高百米级跨度、新船毫米级精度——这是舶拼比上不超币厚超大高新船舶智能建造面临的“不可能三角”。

建造一艘大型船舶，巨型积木奖好剧院往往需要将上百米长的吊放度船体分段进行高精度拼装；发射一枚运载火箭，也需将数十米长的偏差贮箱部件严丝合缝地对接。这些部件单重近万吨，过硬但拼接误差必须控制在毫米级别。造高

这有多难？新船其难度相当于将整栋上海大剧院吊起，并在放置时保证位置偏差不超过一枚硬币的舶拼比上不超币厚厚度。

7月2日，巨型积木奖好剧院2025年度上海市技术发明特等奖揭晓。吊放度由上海交通大学机械与动力工程学院王皓教授领衔的偏差“大型部件高效对接装配技术及船舶航天应用”项目，凭借突破性的过硬技术成果，摘得这一全市技术发明奖项的造高最高荣誉。

该项目由上海交通大学牵头，联合江南造船（集团）有限责任公司、上海航天设备制造总厂等7家单位，历经十余年联合攻关，彻底攻克了长期困扰船舶与航天制造领域的“极限难题”。

（船舶巨型总段自动对接系统）

【工艺革新：从“老师傅经验”到“智能自动对接”】

当前，我国造船业占据全球近七成订单，新型船舶、高附加值船舶批量交付；同时，为支撑载人航天、卫星组网等重大工程，我国运载火箭年发射需求接近百发。

船坞工期紧凑，发射场任务密集。如何加快大型部件的“拼接”速度，缩短整体建造周期，已成为船舶和航天两大领域最紧迫的核心痛点。

目前，船舶与航天领域普遍采用模块化“分体建造”模式——如同拼巨型积木，先并行制造各部件，最后进行整体对接。这一模式虽极大提升了产能，但最终的“拼接”环节却成为制约效率的关键卡点。

随着高新船舶与运载火箭向大型化发展，待拼装部件尺寸达百米、重近万吨，而对接精度要求却高达毫米级。

过去，这种巨型部件的对接完全依赖经验丰富的老师傅进行“手工试错”。仅凭肉眼观察、手动调整，不仅效率低下，精度更难以保证。这种依赖单点测量、单机操作、经验判断的传统模式，极易出错，严重拖慢了船舶交付与航天发射进度。

面对这一行业“卡脖子”难题，上海交大联合江南造船、上海航天等单位组建跨领域团队，研发出一套国际领先的大型部件一体化高效对接装配技术与成套装备，从根本上革新了总装工艺。

这套“标定-匹配-调姿”一体化智能对接系统，实现了机器自主“看”、自动“算”、自主“调”，已成功应用于我国高新船舶与运载火箭的高效研制中，为“海洋强国”和“航天强国”战略提供了坚实的自主技术支撑。

（王皓团队在现场讨论）

【三大核心突破：攻克精度、识别与形变难题】

1. 攻克精度标定难题：为重型装备确立“精确基准”

船舶总段与火箭舱段的对接，采用大量定位机构协同作业的“群组调姿”模式。此类并联构型装备的核心难点在于：各支链运动误差在末端高度耦合、相互放大，产生“差之毫厘，谬以千里”的级联效应。

简言之，某一支链仅存在微小偏差，经级联耦合后，会在末端引发显著位姿误差，直接导致对接失败。

针对这一学界长期未解的难题，王皓团队另辟蹊径，构建了并联构型定位装备精度标定的独立完备理论体系。依托这套原创方法，各类大型定位装备的精度实现跨越式提升，为大型部件精准调姿奠定理论基础，确保我国在该领域稳居国际领先行列。

2. 攻克特征识别难题：让庞然大物实现“无缝对接”

船舶总段对接端面巨大，有的足有两个篮球场大小，表面密布上千个指甲盖大小的微小对接特征，用于实现高强度结构连接。

王皓教授指出，单个特征投影面积不足整个端面的百万分之一，可谓“针尖对麦芒”。如何在庞大端面上精准识别微小特征，兼顾整体轮廓与局部细节，确定最优对接位形，是另一道难关。

团队创新研发大场景点云小尺寸特征分割技术，有效区分微小特征与环境噪声，实现快速识别与精确定位。在此基础上，搭建起兼顾整体与局部的多特征对接匹配评价体系，科学测算并锁定最佳对接位姿，构建智能化对接指挥系统，确保大型部件“找对位、接得准”。

3. 攻克形变调控难题：化解万吨部件“变形困扰”

重达近万吨的船舶巨型总段，具有整体刚性弱、局部刚度高的特点，受力不均时极易出现扭曲、外翻等变形。一旦形变产生，对接特征即发生偏差，导致装配失败。

为此，研究团队建立了载荷分布与结构变形的双向映射模型，实现从部件变形到装备调控方案的逆向求解。结合高精度在位测量技术，主动调控装备姿态，精准修正扭曲、外翻等复杂变形带来的装配误差。

这项大型部件结构变形主动调控技术，使万吨级部件即便发生形变，也能完成精准匹配，实现柔性、高效、精密调姿，为多项国之重器搭建了精确高效的变形调控系统。

【成果落地：开启智能建造新模式】

研究团队整合创新成果，开创了大型部件一体化高效对接装配技术，成功研制集“高精度标定、多特征匹配、自动化调姿”于一体的系列化成套装备。

这是国内首次实现“感知—决策—执行”的智能对接模式，有力推动了我国船舶、航天领域大型部件建造模式的迭代升级。

该项目面向国家重大战略需求，形成了具有完整自主知识产权的技术体系。截至目前，成果已应用于我国多艘高新船舶的巨型总段对接、新一代运载火箭等多型火箭舱段的总装，显著提升了建造效率。

项目成果不仅推动了总段建造新模式的落地，更产生了突出的社会与经济效益。团队表示，该技术将持续赋能更多高端装备制造领域，为我国海洋强国、航天强国战略实施做出更大贡献。

原标题：《造高新船舶、拼巨型积木，这特等奖好比上海大剧院一吊一放偏差不超过硬币厚度》

(责任编辑：探索)