全球科考纪实|走进德国波鸿鲁尔大学:在科研现场理解智能建造与系统协同

发布者:唐迪明发布时间:2026-08-25浏览次数:10


德国当地时间2026年817日,南京大学“从工业4.0到‘智改数转’:南京大学新工科协同育人的中德荷本科生全球科考项目”团队走进德国波鸿鲁尔大学(Ruhr-Universität Bochum),围绕机器人技术、数字化技术、工程试验与校园建设开展交流研学。项目由工程管理学院牵头,由陈彩华副院长和刘琰老师带队,旨在通过高校学习、企业科考、专题研讨和学生小组任务,引导本科生在真实工程环境中理解“技术—工程—系统—应用”的内在联系。

波鸿大学始建于1962年,1965年正式开课,是德国战后首批新建公立大学之一。学校所在的鲁尔区曾以煤炭和钢铁工业闻名,后逐步转向知识、技术与创新驱动的发展模式。制造业如何借助数字技术升级、传统工业区如何培育新的创新动能,与南京大学工程管理学院各专业关注的系统优化、技术变革和工程实践紧密相连。南京大学工程管理学院与波鸿鲁尔大学相关工程方向长期保持合作联系。此次到访既是项目在德国高校开展专题学习的重要环节,也为队员观察鲁尔地区由传统工业基地向知识、技术和创新驱动转型提供了现场窗口。

机器人与点云:把智能建造从概念带到现场

上午,科考团队在相关研究人员和学生介绍下,了解四足机器人RUBy、人形机器人IIBra以及激光扫描等技术在建筑与工程场景中的应用。RUBy基于Boston Dynamics Spot平台,可在复杂场地执行巡检、数据采集等任务,并与建筑信息模型(BIM)和数字孪生应用结合;IIBra则面向既有建筑构件检测等研究,体现了机器人在“为人设计的环境”中完成感知、运动与作业任务的另一种技术路径。

四足机器人RUBy现场演示


科考队员近距离了解人形机器人IIBra

随后,队员们观察激光扫描设备将室内空间快速转化为点云数据。现场状态经过数字化采集后,可进一步用于三维建模、BIM比对和工程管理。机器人负责“到达现场”,扫描设备负责“记录现场”,数字模型负责“理解现场”,多个环节相互衔接,使抽象的感知、控制、数据与模型技术形成了一条完整的工程链。

激光扫描设备将现场空间转化为点云数据

从数字模型到工程试验:理解系统协同与可靠性

下午,团队继续走进波鸿鲁尔大学科研实验空间,观察工业机器人、数字模型与大型结构试验设备如何服务于真实工程问题。实验室中的工业机器人可通过协同控制、视觉与激光传感、自动换工具等方式完成构件定位、连接和质量检测;相关数字模型则用于在虚拟环境中优化动作与流程、提前识别风险,再将验证后的方案应用于真实设备。

实验室工业机器人及自动化作业设备

团队还参观了大型结构试验设施,了解不同加载、测试与验证手段如何用于评价工程构件性能。现场学习使队员们进一步认识到,复杂工程系统追求的不只是更快的自动化动作,更需要在效率、质量、安全和可靠性之间形成稳定平衡。

大型结构与工程性能试验区域

校园观察与潜园:工程空间中的历史延续与文化交流

科研交流之外,团队还结合校园建设和公共空间开展观察。参观过程中,校园的更新方式同样令人印象深刻。随着教学科研需求变化,部分老建筑陆续翻新或重建,但新建筑仍尽可能延续原有的长、宽、高和整体体量,在改善内部功能的同时保留校园既有的空间尺度。这种延续也保留了鲁尔大学颇具特色的“船与港口”意象:高大狭长的学院楼如同停泊的船只,校园中央区域则仿佛连接它们的港口。大学现代化由此不仅意味着设施与技术的迭代,也包含对历史和空间记忆的尊重。对工程管理专业而言,这正体现了建设更新中功能需求、资源投入、文化价值与长期效益之间的统筹。


校园内,科考团队走进中国园林“潜园”(Qian Yuan)。潜园于1990年建成,是同济大学为波鸿鲁尔大学建校25周年赠送的合作纪念园林。三十余年后,中国青年学子再次来到这里,使校际交往从文件和历史记录转化为可进入、可感知的文化空间,也让国际交流的长期价值更加具体。

波鸿鲁尔大学植物园内的中国园林“潜园”

一天的研学,从机器人和点云扫描,到校园更新与潜园,再到智能制造和大型结构试验,集中呈现了波鸿大学在工程科研、校园建设与国际交流中的实践,也让南京大学工程管理学院科考团在连续的现场观察中建立起对“技术—工程—系统—应用”的具体认识。

对科考团而言,此行不仅是一次海外高校参访,更是一堂跨学科的工程实践课。自动控制、机器人技术、流程优化和质量管理在实验室中彼此衔接;校园更新与潜园则从另一侧面说明,工程建设同样关乎历史延续、文化交流与长期价值。

队员观察:不同专业在同一工程系统中相遇

李沐和:作为自动化专业的同学,我尤其关注“动作如何可靠发生”。从四足机器人跨越台阶,到工业机械臂低速试运行,传感、反馈、轨迹规划与安全控制共同决定设备能否稳定完成任务。亲手操作和现场观察,使课本中的控制逻辑有了清晰的工程边界。

张成灏:作为工业工程的本科生,我更关注“系统如何高效运行”。机器人、扫描设备、数字模型与质量检测并非彼此孤立,只有与人员分工、工序衔接和风险管理相互匹配,技术投入才能转化为稳定的效率与质量。

秦翊彬:作为学习金融的学生,我从鲁尔区转型和校园持续更新中看到,技术创新同样离不开长期投入、资源配置与风险判断。产业升级不仅是设备替换,也是一项跨越技术、管理与时间尺度的系统工程。



不同专业的观察最终汇向同一认识:现代工程问题很少属于单一学科。只有把技术能力、流程设计、人员协作、风险控制与应用需求放在同一系统中考察,才能真正理解智能制造与工程创新的运行逻辑。

从实验室中的一次操作,到校园里的细致观察,此次参访使课堂知识与真实场景建立了更紧密的联系。南京大学工程管理学院科考团将继续走进高校、科研机构与工业现场,在交流中拓展视野,在实践中深化对工业4.0、系统集成与“智改数转”的认识。

科考团队在波鸿鲁尔大学交流研学后合影

科考团队将继续走进德国、荷兰的科研机构、高校与产业现场,在持续的现场观察和专题研讨中深化对工业4.0、系统集成与“智改数转”的认识。

撰稿:李沐和 薛忠雨 张成灏 张宇轩 周睿

审核:刘琰 陈彩华