文章來源：新(xin)浪網 發(fa)布時間：2022-05-27
“中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)制(zhi)造(zao)(zao)向(xiang)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)創(chuang)造(zao)(zao)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)速度向(xiang)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)質量轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)產品(pin)(pin)向(xiang)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)品(pin)(pin)牌轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)”，為(wei)制(zhi)造(zao)(zao)業高(gao)質量發展指(zhi)明了(le)方向(xiang)。各行各業的(de)央企順應趨勢，主動求變(bian)(bian)(bian)，也在積(ji)極探索智能制(zhi)造(zao)(zao)和數(shu)字化轉(zhuan)型(xing)新路徑。其中(zhong)(zhong)，中(zhong)(zhong)鐵裝備、中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)長(chang)城、振(zhen)華重工(gong)、中(zhong)(zhong)車(che)長(chang)客，在各自的(de)領域都交出了(le)亮眼的(de)成(cheng)績單。
從(cong)“腦聰目明”的(de)盾構機到(dao)“中國(guo)架構”的(de)計算(suan)機軟硬(ying)件“PK”體系，從(cong)“魔鬼(gui)碼頭”的(de)智能(neng)(neng)導引車到(dao)智能(neng)(neng)行車、智能(neng)(neng)服(fu)務的(de)高鐵列車……中國(guo)智造正在成為中國(guo)品牌的(de)堅強后盾。
掘進機長出“眼睛”和“大腦”
在地(di)鐵、隧道等大(da)型地(di)下(xia)工程建(jian)設中，盾構機(ji)(ji)和(he)掘進機(ji)(ji)是必不可(ke)少的工程機(ji)(ji)械。全斷面硬(ying)巖隧道掘進機(ji)(ji)（TBM）在穿(chuan)山越(yue)嶺掘進時，由于無法觀察(cha)到前方的地(di)質(zhi)情(qing)況，只能在黑暗中摸索掘進，極易發生地(di)質(zhi)災害、設備損(sun)毀甚至人員傷亡的嚴重(zhong)安全事故。在地(di)下(xia)的黑暗空間(jian)里(li)，有人讓工程機(ji)(ji)械長出了“眼睛(jing)”和(he)“大(da)腦”。
在山東文登抽水(shui)蓄能電站工(gong)程中，TBM-SMART系統(tong)搭載到由(you)中鐵裝備集團自主(zhu)研(yan)制的世界首臺(tai)超小轉(zhuan)彎半徑硬巖掘(jue)(jue)進(jin)機(ji)——“文登號”上，在施工(gong)過(guo)程中，巖體參數(shu)預測準確度平均88.9%，成功預警(jing)卡機(ji)風險5次，實(shi)現(xian)了直線段(duan)最高(gao)日(ri)進(jin)尺20.548米，曲線段(duan)最高(gao)日(ri)進(jin)尺11.165米施工(gong)記(ji)錄，相比同類產品下掘(jue)(jue)進(jin)效率提升30%。
這個智(zhi)能(neng)掘進系統(tong)，可以幫助主(zhu)司機(ji)輕松掌(zhang)握前方(fang)巖體情(qing)況，實時監測(ce)設備卡機(ji)風險(xian)，同時提供最佳操作建議(yi)，將“黑箱”掘進變成“透明”掘進、“智(zhi)慧”掘進。他(ta)們是(shi)如何做(zuo)到(dao)的？
在國(guo)家973計劃支持下，中(zhong)鐵裝備聯合(he)多(duo)家科研院所，成立TBM智能化掘進聯合(he)攻(gong)(gong)關團隊，經過數年協(xie)同攻(gong)(gong)關，攻(gong)(gong)克了TBM施工過程(cheng)中(zhong)“巖體實時感知(zhi)難(nan)”、“TBM掘進精確控制難(nan)”兩(liang)大難(nan)題，研發了TBM-SMART智能掘進系統。
“這(zhe)里面最難的(de)是巖機的(de)互饋，”中鐵工(gong)程裝備集團有限公司副總經理(li)、總工(gong)程師王杜娟這(zhe)樣說。
她談(tan)到(dao)，對地質情況的(de)(de)掌握，是產品智能化的(de)(de)基礎，解(jie)決(jue)了機(ji)器在地下(xia)的(de)(de)適應性(xing)問題，就可以根據(ju)不同的(de)(de)地質條件，量體裁衣。
“我們做了(le)大量的工(gong)作。現在是(shi)兩個路(lu)徑(jing)，一個是(shi)探測，通(tong)過圖像識別(bie)、地震波(bo)等技術知道前面(mian)有什么(me)，第(di)二(er)個是(shi)通(tong)過大數(shu)據，通(tong)過歷史數(shu)據的反演(yan)，通(tong)過對(dui)上一個循環掘進(jin)(jin)參數(shu)的分(fen)析，知道前面(mian)可能(neng)是(shi)什么(me)。”王杜娟介紹，現在中鐵裝備的TBM智能(neng)系統(tong)已經到了(le)2.0版本，應用在多個項(xiang)目上。這(zhe)其中的核(he)心是(shi)輔助駕駛模塊，可以指導司機進(jin)(jin)行操作。
從安全穿(chuan)越天津渤(bo)海大樓、張學良故居、“瓷房子(zi)”等歷史文化街區，到(dao)(dao)(dao)研制生(sheng)產世界最大矩(ju)形(xing)盾構(gou)，讓過街隧道不再“開膛(tang)破(po)肚”，到(dao)(dao)(dao)全球首臺馬蹄(ti)形(xing)盾構(gou)機“蒙華號”工期(qi)縮短三倍，從業主方要求必須使用國(guo)外盾構(gou)，到(dao)(dao)(dao)打(da)入(ru)發達國(guo)家(jia)市場，中鐵盾構(gou)的地質適應性和掘進效率打(da)破(po)了對(dui)國(guo)產盾構(gou)的偏見。
（世界首創馬蹄形盾構機，用于蒙華鐵路白城隧道）
截止(zhi)目前，中鐵(tie)裝備(bei)已出(chu)口盾構(gou)60余(yu)臺，出(chu)口25個國家(jia)和地區，實(shi)現了(le)(le)連(lian)續9年國內市場(chang)(chang)占有(you)率(lv)第一，連(lian)續4年全球市場(chang)(chang)占有(you)率(lv)第一。2020年中鐵(tie)裝備(bei)研制生產(chan)的土壓平衡盾構(gou)機(ji)、硬巖(yan)掘進機(ji)，先后出(chu)口到波蘭、澳大(da)利亞等國。2021年4月，出(chu)口巴黎地鐵(tie)的盾構(gou)始發，進入(ru)了(le)(le)歐洲(zhou)高端市場(chang)(chang)。
“我們(men)10年來生(sheng)產(chan)了1000多臺盾構機，是競爭對手50年的(de)產(chan)量，”中鐵(tie)裝備(bei)副總經理張志國(guo)說(shuo)起這句話的(de)時候信心很(hen)足(zu)。
對中鐵裝備來說，未來的課題是智(zhi)能(neng)掘進如(ru)何更快更好更聰明。王(wang)杜娟談(tan)到，產(chan)品的智(zhi)能(neng)化還(huan)需要大量數(shu)(shu)據積(ji)累，目前存(cun)在(zai)很多數(shu)(shu)據孤島，已(yi)經在(zai)探索數(shu)(shu)據共享的模式(shi)。
網絡空間的新“長城”
網(wang)絡空間已經(jing)成(cheng)國(guo)家繼(ji)陸、海、空、天四大疆域之(zhi)后的(de)第五疆域，與其(qi)他(ta)疆域一樣，網(wang)絡空間的(de)安全更需要(yao)得到(dao)保障。現階段，國(guo)內(nei)信息領域關鍵(jian)設備(bei)、關鍵(jian)技術及服務大部(bu)分依(yi)賴進口，技術無法(fa)實(shi)現自主安全，各種(zhong)無法(fa)掌(zhang)控的(de)“后門”和“漏(lou)洞”，成(cheng)為網(wang)絡疆域巨大的(de)安全隱患。
顯示屏僅有(you)(you)(you)13.3英寸、重(zhong)量只有(you)(you)(you)1.3KG重(zhong)的(de)(de)(de)超輕薄筆(bi)記(ji)本(ben)電腦(nao)，可以(yi)豎屏的(de)(de)(de)時尚一(yi)體機，帶有(you)(you)(you)指靜脈識別功能的(de)(de)(de)臺式(shi)機，操(cao)控流(liu)暢的(de)(de)(de)電競機，廣泛(fan)應用(yong)于關鍵行業數據中(zhong)心的(de)(de)(de)服務器……在中(zhong)國長(chang)城湖南(nan)計算(suan)機智能制造基地（下稱“湖南(nan)長(chang)城”），一(yi)臺臺國產計算(suan)機，顏值和性能都不(bu)輸市場(chang)主流(liu)商(shang)用(yong)產品的(de)(de)(de)電腦(nao)，從芯片到(dao)操(cao)作系(xi)(xi)統(tong)到(dao)中(zhong)間(jian)件到(dao)應用(yong)系(xi)(xi)統(tong)，所有(you)(you)(you)關鍵核心部件、核心技術全(quan)(quan)部是具有(you)(you)(you)自有(you)(you)(you)知識產權、“全(quan)(quan)國產”。
中(zhong)國(guo)(guo)電子旗下的(de)中(zhong)國(guo)(guo)長城是(shi)(shi)中(zhong)國(guo)(guo)最早的(de)計算機品牌。中(zhong)國(guo)(guo)電子是(shi)(shi)我國(guo)(guo)以“網絡安全與信息化為(wei)核心主業”的(de)大型(xing)央企，持續(xu)十余年(nian)研(yan)發(fa)投(tou)入(ru)，創新(xin)構建了被稱為(wei)“中(zhong)國(guo)(guo)架(jia)構”的(de)計算機軟硬件(jian)“PK”體系(xi)（國(guo)(guo)產CPU+麒(qi)麟操(cao)(cao)作系(xi)統(tong)），相關創新(xin)成(cheng)果在2017年(nian)、2018年(nian)、2019年(nian)連續(xu)三年(nian)榮獲國(guo)(guo)家科技進步一等(deng)獎，最新(xin)版操(cao)(cao)作系(xi)統(tong)榮獲“2020年(nian)央企國(guo)(guo)之重器”。
作為(wei)中國電子(zi)旗(qi)下專注(zhu)網絡安全(quan)(quan)與信息化(hua)(hua)的(de)專業(ye)子(zi)集團，中國長城(cheng)將這些(xie)成果全(quan)(quan)部(bu)應用于終端產品(pin)的(de)研(yan)發(fa)，關(guan)鍵核心軟硬件全(quan)(quan)部(bu)實現了國產化(hua)(hua)，“關(guan)后(hou)門”、“堵漏(lou)洞”，從技術底層保障(zhang)國產計算機的(de)本質安全(quan)(quan)。同時，持(chi)之以(yi)恒完善生(sheng)態，構建起(qi)完整的(de)“芯-端-云-控(kong)-網-安”產品(pin)產業(ye)生(sheng)態鏈，為(wei)數字化(hua)(hua)建設筑牢安全(quan)(quan)底座(zuo)。
不僅如此，中國長(chang)城還在智(zhi)能(neng)制(zhi)造方面，進行了戰略布局。2015年湖南長(chang)城落地(di)株洲之時就(jiu)確(que)定了“智(zhi)能(neng)制(zhi)造”的(de)方向，首次將機器人引入精密的(de)3C電(dian)子裝配領域(yu)。
（湖南長城智能制造車間生產線）
在智能制造車間里，每條產線只有(you)2名工人(ren)，看(kan)數據、做檢測，11種工作都(dou)由機(ji)器臂承擔，而且智能產線上的所有(you)機(ji)器人(ren)，都(dou)是中國(guo)長(chang)城自(zi)己制造的。
湖南長城總經理安紹平介紹，自從實施智能(neng)制造戰(zhan)略，機器人上(shang)生(sheng)產線后，工廠生(sheng)產效率提高了25%，運營成(cheng)本降低了20%，產品研制周期縮短(duan)了30%。
“貿易之臂”下的無人駕駛車
在每個集(ji)(ji)裝箱港口都能看到的(de)鋼鐵巨人(ren)一樣(yang)的(de)岸(an)橋，被稱為是“貿易之(zhi)臂”。上海振華(hua)重工（集(ji)(ji)團(tuan)）股(gu)份有限公司（ZPMC）是世(shi)界上最大的(de)港口機械重型裝備制(zhi)造商之(zhi)一。有人(ren)說，“凡有集(ji)(ji)裝箱港口處，都有振華(hua)”。
在這樣的(de)重型機械(xie)制造行業，如何實現智能化？
近年來，振華重工在智(zhi)(zhi)能(neng)制造方面不斷探索(suo)，先后(hou)試點建設了(le)(le)20個(ge)自動化工作站、智(zhi)(zhi)能(neng)化生產(chan)線和(he)智(zhi)(zhi)能(neng)制造示(shi)范車(che)間等(deng)，基本涵(han)蓋了(le)(le)主要產(chan)品的(de)關鍵制造流程和(he)工序，取得了(le)(le)一(yi)定的(de)示(shi)范性(xing)成果。
比如(ru)，在鋼箱(xiang)(xiang)梁智(zhi)能制造車間(jian)，鋼箱(xiang)(xiang)梁自動(dong)化焊(han)(han)接(jie)(jie)采用了單面(mian)(mian)焊(han)(han)雙面(mian)(mian)成型(xing)新工藝(yi)進行板面(mian)(mian)拼接(jie)(jie)，只(zhi)需要焊(han)(han)接(jie)(jie)一面(mian)(mian)焊(han)(han)縫便可成型(xing)，就像民間(jian)傳統(tong)工藝(yi)“雙面(mian)(mian)繡(xiu)”，焊(han)(han)一面(mian)(mian)，可以雙面(mian)(mian)成形，大大提高(gao)了焊(han)(han)接(jie)(jie)效率。
位(wei)于南(nan)(nan)通(tong)振華重(zhong)裝的(de)橋梁U肋板單元焊接機器人(ren)(ren)(ren)(ren)工(gong)(gong)作站，通(tong)過焊縫智(zhi)(zhi)能化(hua)(hua)跟(gen)蹤(zong)技術機器人(ren)(ren)(ren)(ren)可完成(cheng)所(suo)有焊接工(gong)(gong)作，實(shi)現了自動(dong)化(hua)(hua)焊接。單位(wei)產(chan)出節省人(ren)(ren)(ren)(ren)工(gong)(gong)72.5%，返(fan)修(xiu)人(ren)(ren)(ren)(ren)工(gong)(gong)減少(shao)85%，一(yi)次報驗合格(ge)率從(cong)95%提(ti)升(sheng)至99%；南(nan)(nan)通(tong)傳動(dong)引進的(de)齒軸機加(jia)工(gong)(gong)智(zhi)(zhi)能生產(chan)線，齒軸零件從(cong)胚件到(dao)成(cheng)品(pin)全部實(shi)現自動(dong)化(hua)(hua)生產(chan)和智(zhi)(zhi)能化(hua)(hua)監測，人(ren)(ren)(ren)(ren)員配置從(cong)投(tou)產(chan)前(qian)的(de)20人(ren)(ren)(ren)(ren)減少(shao)為3人(ren)(ren)(ren)(ren)，一(yi)次檢驗合格(ge)率從(cong)99.5%提(ti)升(sheng)至99.94%，單位(wei)返(fan)修(xiu)人(ren)(ren)(ren)(ren)工(gong)(gong)從(cong)14.5小(xiao)時減為零。
除了生(sheng)產過(guo)程的(de)(de)智能化(hua)，終(zhong)端(duan)產品(pin)的(de)(de)智能化(hua)也可(ke)圈可(ke)點(dian)。看不到(dao)人影的(de)(de)“魔(mo)鬼碼頭”背(bei)后，是智能化(hua)產品(pin)的(de)(de)應用。
（智能導引車調試）
在(zai)上海振華重工(gong)（集(ji)團）股份有限公司長(chang)興基地(di)的智(zhi)能導引車(che)（IGV）調(diao)試場地(di)，不(bu)時有橙色小車(che)來回穿梭。這(zhe)批IGV是振華重工(gong)為粵(yue)港澳大灣區首(shou)個(ge)自動化碼頭(tou)廣州南沙四期自動化碼頭(tou)量身打造，創(chuang)造性地(di)采用了北斗(dou)衛星導航定位(wei)系統、激光雷達SLAM、視覺SLAM以及多傳感器融合定位(wei)技術(shu)，讓(rang)IGV可化身靈活(huo)的“搬(ban)運(yun)工(gong)”，在(zai)碼頭(tou)堆場間自由穿梭。
振華重工總(zong)工程師費國介紹，目前該項目首批岸橋、軌道吊以及IGV均(jun)已運抵南沙四期自動化碼頭現場，正在開展調試工作。
進軍下一代智能型高鐵
當我們坐著高鐵奔向目的地的時候，會(hui)不(bu)會(hui)想到疾馳的列車上(shang)有多少小(xiao)小(xiao)的螺(luo)栓？這些螺(luo)栓對(dui)于安全(quan)行車的意義又(you)在于哪里(li)？
在(zai)軌道(dao)(dao)客車(che)研發、制造(zao)、檢修及出口基地，中(zhong)國地鐵、動車(che)組的搖(yao)籃——中(zhong)車(che)長(chang)春軌道(dao)(dao)客車(che)股份有限公(gong)司（以下簡稱中(zhong)車(che)長(chang)客股份公(gong)司），擰螺(luo)絲也是智能(neng)化生(sheng)產的一部(bu)分。
轉向(xiang)(xiang)架是(shi)(shi)高速動車組(zu)的(de)走行(xing)部分，也是(shi)(shi)最關鍵的(de)系統，直(zhi)接決定車輛運(yun)行(xing)速度、安全性、平穩性。中車長(chang)客轉向(xiang)(xiang)架制造中心總(zong)成(cheng)車間(jian)副主(zhu)任張(zhang)克木介紹，“復興號”動車組(zu)轉向(xiang)(xiang)架的(de)裝配關鍵點要控制三個方面，首(shou)先就是(shi)(shi)如何控制螺(luo)栓的(de)防松、防脫。
“轉(zhuan)向架(jia)(jia)裝配主要是手(shou)工(gong)作(zuo)業(ye)，人(ren)的(de)(de)因素起主導作(zuo)用，質量控制的(de)(de)難點(dian)是如(ru)何保證人(ren)工(gong)作(zuo)質量的(de)(de)穩定(ding)性(xing)，所以我們采(cai)用了(le)智(zhi)能擰緊(jin)系統(tong)，對轉(zhuan)向架(jia)(jia)26個裝配工(gong)步緊(jin)固(gu)力(li)矩(ju)實(shi)現(xian)了(le)全覆(fu)蓋。”他介紹，“轉(zhuan)向架(jia)(jia)連接的(de)(de)核(he)心(xin)控制是螺(luo)栓(shuan)，我們對每一個螺(luo)栓(shuan)都設置了(le)扭(niu)矩(ju)值(zhi)，而且所有扭(niu)矩(ju)值(zhi)都是通過試(shi)驗得來的(de)(de)。螺(luo)栓(shuan)過松(song)就會產(chan)生剪切力(li)，過緊(jin)就會產(chan)生拉伸力(li)，所以我們引進了(le)智(zhi)能扭(niu)矩(ju)擰緊(jin)系統(tong)，該系統(tong)能具有操作(zuo)人(ren)員資質可控、力(li)矩(ju)扳(ban)手(shou)智(zhi)能識別、聲光報警實(shi)現(xian)防(fang)錯、力(li)矩(ju)值(zhi)智(zhi)能存儲(chu)等功能。”
京張高(gao)(gao)鐵項(xiang)目(mu)是以“復興(xing)號(hao)”高(gao)(gao)速動(dong)車組(zu)為平臺(tai)，為2022年冬奧會(hui)服務的(de)智能高(gao)(gao)速動(dong)車組(zu)。中車長(chang)客股份(fen)公司(si)研制出時速350公里復興(xing)號(hao)京張智能型(xing)動(dong)車組(zu)（列(lie)車型(xing)號(hao)：CR400BF-C），被稱為中國(guo)高(gao)(gao)鐵智能型(xing)動(dong)車組(zu) 1.0版(ban)。
車輛(liang)具(ju)有(you)智能(neng)行車、智能(neng)服務(wu)等特(te)點(dian)，制動(dong)系統具(ju)有(you)防凍結功能(neng)。新增動(dong)力電(dian)池(chi)系統，在(zai)高壓系統發(fa)生供電(dian)故(gu)障(zhang)時(shi)，能(neng)夠(gou)以30 km/h速(su)度能(neng)夠(gou)走行20 km，具(ju)備在(zai)京張高鐵線路(lu)任何區間發(fa)生供電(dian)故(gu)障(zhang)時(shi)應急走行至就近(jin)車站的能(neng)力。期(qi)間還可保持空(kong)調供電(dian)，使乘客不用(yong)忍受(shou)在(zai)悶熱的車廂(xiang)里等待救援的煎熬。
（以時速350公里自動駕駛的“復興號”京張高鐵智能動車組）
在(zai)(zai)(zai)智(zhi)能服(fu)務(wu)方面(mian)，京張智(zhi)能型動車(che)組(zu)可以利用智(zhi)能環境感知調(diao)(diao)(diao)節(jie)技(ji)術(shu)，從溫度調(diao)(diao)(diao)節(jie)、燈光智(zhi)能調(diao)(diao)(diao)節(jie)、人機工(gong)程學、車(che)內噪聲控制、壓力(li)波調(diao)(diao)(diao)節(jie)、變(bian)色車(che)窗、資源配置優化等(deng)方面(mian)實現旅客視(shi)(shi)覺(jue)、聽覺(jue)、嗅覺(jue)、觸覺(jue)等(deng)方面(mian)感官舒適(shi)度的提升。還實現了智(zhi)能信息(xi)推送功能，首次在(zai)(zai)(zai)動車(che)組(zu)上實現電視(shi)(shi)分屏顯(xian)示，實現電子地圖和(he)旅游(you)信息(xi)、行車(che)信息(xi)（到站(zhan)、離站(zhan)、途中）直觀推送；LCD 外顯(xian)，座位號(hao)提示；車(che)—地視(shi)(shi)頻、語音信息(xi)回(hui)傳等(deng)業(ye)務(wu)。通過智(zhi)能點餐(can)、在(zai)(zai)(zai)線支付(fu)，以及北斗衛星導航，5G覆(fu)蓋的Wi-Fi 服(fu)務(wu)，拓展(zhan)乘車(che)體驗(yan)空間。
智(zhi)能化系(xi)統也在安全(quan)運行(xing)領(ling)域(yu)大顯身(shen)手(shou)，中(zhong)車長客研發的(de)“動(dong)(dong)車組(zu)故障(zhang)預(yu)測(ce)與健(jian)康管理”系(xi)統可以(yi)通過(guo)車地(di)無線傳輸系(xi)統，實(shi)現車輛狀態(tai)監測(ce)、故障(zhang)預(yu)警等功能。據悉(xi)，自“復興號”動(dong)(dong)車組(zu)達速以(yi)來(lai)，已實(shi)現動(dong)(dong)車組(zu)軸溫、齒輪(lun)箱溫度(du)的(de)狀態(tai)監測(ce)、故障(zhang)分析、趨勢預(yu)警和模型預(yu)警等實(shi)際(ji)應用。
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