从“脑聪目明”掘进机到智能列车：中国品牌背后的中国智造

新浪财经 刘丽丽

“中国制造向中国创造转变，中国速度向中国质量转变，中国产品向中国品牌转变”，为制造业高质量发展指明了方向。各行各业的央企顺应趋势，主动求变，也在积极探索智能制造和数字化转型新路径。其中，中铁装备、中国长城、振华重工、中车长客，在各自的领域都交出了亮眼的成绩单。

从“脑聪目明”的盾构机到“中国架构”的计算机软硬件“PK”体系，从“魔鬼码头”的智能导引车到智能行车、智能服务的高铁列车……中国智造正在成为中国品牌的坚强后盾。

掘进机长出“眼睛”和“大脑”

在地铁、隧道等大型地下工程建设中，盾构机和掘进机是必不可少的工程机械。全断面硬岩隧道掘进机（TBM）在穿山越岭掘进时，由于无法观察到前方的地质情况，只能在黑暗中摸索掘进，极易发生地质灾害、设备损毁甚至人员伤亡的严重安全事故。在地下的黑暗空间里，有人让工程机械长出了“眼睛”和“大脑”。

在山东文登抽水蓄能电站工程中，TBM-SMART系统搭载到由中铁装备集团自主研制的世界首台超小转弯半径硬岩掘进机——“文登号”上，在施工过程中，岩体参数预测准确度平均88.9%，成功预警卡机风险5次，实现了直线段最高日进尺20.548米，曲线段最高日进尺11.165米施工记录，相比同类产品下掘进效率提升30%。

这个智能掘进系统，可以帮助主司机轻松掌握前方岩体情况，实时监测设备卡机风险，同时提供最佳操作建议，将“黑箱”掘进变成“透明”掘进、“智慧”掘进。他们是如何做到的？

在国家973计划支持下，中铁装备联合多家科研院所，成立TBM智能化掘进联合攻关团队，经过数年协同攻关，攻克了TBM施工过程中“岩体实时感知难”、“TBM掘进精确控制难”两大难题，研发了TBM-SMART智能掘进系统。

“这里面最难的是岩机的互馈，”中铁工程装备集团有限公司副总经理、总工程师王杜娟这样说。

她谈到，对地质情况的掌握，是产品智能化的基础，解决了机器在地下的适应性问题，就可以根据不同的地质条件，量体裁衣。

“我们做了大量的工作。现在是两个路径，一个是探测，通过图像识别、地震波等技术知道前面有什么，第二个是通过大数据，通过历史数据的反演，通过对上一个循环掘进参数的分析，知道前面可能是什么。”王杜娟介绍，现在中铁装备的TBM智能系统已经到了2.0版本，应用在多个项目上。这其中的核心是辅助驾驶模块，可以指导司机进行操作。

从安全穿越天津渤海大楼、张学良故居、“瓷房子”等历史文化街区，到研制生产世界最大矩形盾构，让过街隧道不再“开膛破肚”，到全球首台马蹄形盾构机“蒙华号”工期缩短三倍，从业主方要求必须使用国外盾构，到打入发达国家市场，中铁盾构的地质适应性和掘进效率打破了对国产盾构的偏见。

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（世界首创马蹄形盾构机，用于蒙华铁路白城隧道）

截止目前，中铁装备已出口盾构60余台，出口25个国家和地区，实现了连续9年国内市场占有率第一，连续4年全球市场占有率第一。2020年中铁装备研制生产的土压平衡盾构机、硬岩掘进机，先后出口到波兰、澳大利亚等国。2021年4月，出口巴黎地铁的盾构始发，进入了欧洲高端市场。

“我们10年来生产了1000多台盾构机，是竞争对手50年的产量，”中铁装备副总经理张志国说起这句话的时候信心很足。

对中铁装备来说，未来的课题是智能掘进如何更快更好更聪明。王杜娟谈到，产品的智能化还需要大量数据积累，目前存在很多数据孤岛，已经在探索数据共享的模式。

网络空间的新“长城”

网络空间已经成国家继陆、海、空、天四大疆域之后的第五疆域，与其他疆域一样，网络空间的安全更需要得到保障。现阶段，国内信息领域关键设备、关键技术及服务大部分依赖进口，技术无法实现自主安全，各种无法掌控的“后门”和“漏洞”，成为网络疆域巨大的安全隐患。

显示屏仅有13.3英寸、重量只有1.3KG重的超轻薄笔记本电脑，可以竖屏的时尚一体机，带有指静脉识别功能的台式机，操控流畅的电竞机，广泛应用于关键行业数据中心的服务器……在中国长城湖南计算机智能制造基地（下称“湖南长城”），一台台国产计算机，颜值和性能都不输市场主流商用产品的电脑，从芯片到操作系统到中间件到应用系统，所有关键核心部件、核心技术全部是具有自有知识产权、“全国产”。

中国电子旗下的中国长城是中国最早的计算机品牌。中国电子是我国以“网络安全与信息化为核心主业”的大型央企，持续十余年研发投入，创新构建了被称为“中国架构”的计算机软硬件“PK”体系（国产CPU+麒麟操作系统），相关创新成果在2017年、2018年、2019年连续三年荣获国家科技进步一等奖，最新版操作系统荣获“2020年央企国之重器”。

作为中国电子旗下专注网络安全与信息化的专业子集团，中国长城将这些成果全部应用于终端产品的研发，关键核心软硬件全部实现了国产化，“关后门”、“堵漏洞”，从技术底层保障国产计算机的本质安全。同时，持之以恒完善生态，构建起完整的“芯-端-云-控-网-安”产品产业生态链，为数字化建设筑牢安全底座。

不仅如此，中国长城还在智能制造方面，进行了战略布局。2015年湖南长城落地株洲之时就确定了“智能制造”的方向，首次将机器人引入精密的3C电子装配领域。

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（湖南长城智能制造车间生产线）

在智能制造车间里，每条产线只有2名工人，看数据、做检测，11种工作都由机器臂承担，而且智能产线上的所有机器人，都是中国长城自己制造的。

湖南长城总经理安绍平介绍，自从实施智能制造战略，机器人上生产线后，工厂生产效率提高了25%，运营成本降低了20%，产品研制周期缩短了30%。

“贸易之臂”下的无人驾驶车

在每个集装箱港口都能看到的钢铁巨人一样的岸桥，被称为是“贸易之臂”。上海振华重工（集团）股份有限公司（ZPMC）是世界上最大的港口机械重型装备制造商之一。有人说，“凡有集装箱港口处，都有振华”。

在这样的重型机械制造行业，如何实现智能化？

近年来，振华重工在智能制造方面不断探索，先后试点建设了20个自动化工作站、智能化生产线和智能制造示范车间等，基本涵盖了主要产品的关键制造流程和工序，取得了一定的示范性成果。

比如，在钢箱梁智能制造车间，钢箱梁自动化焊接采用了单面焊双面成型新工艺进行板面拼接，只需要焊接一面焊缝便可成型，就像民间传统工艺“双面绣”，焊一面，可以双面成形，大大提高了焊接效率。

位于南通振华重装的桥梁U肋板单元焊接机器人工作站，通过焊缝智能化跟踪技术机器人可完成所有焊接工作，实现了自动化焊接。单位产出节省人工72.5%，返修人工减少85%，一次报验合格率从95%提升至99%；南通传动引进的齿轴机加工智能生产线，齿轴零件从胚件到成品全部实现自动化生产和智能化监测，人员配置从投产前的20人减少为3人，一次检验合格率从99.5%提升至99.94%，单位返修人工从14.5小时减为零。

除了生产过程的智能化，终端产品的智能化也可圈可点。看不到人影的“魔鬼码头”背后，是智能化产品的应用。

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（智能导引车调试）

在上海振华重工（集团）股份有限公司长兴基地的智能导引车（IGV）调试场地，不时有橙色小车来回穿梭。这批IGV是振华重工为粤港澳大湾区首个自动化码头广州南沙四期自动化码头量身打造，创造性地采用了北斗卫星导航定位系统、激光雷达SLAM、视觉SLAM以及多传感器融合定位技术，让IGV可化身灵活的“搬运工”，在码头堆场间自由穿梭。

振华重工总工程师费国介绍，目前该项目首批岸桥、轨道吊以及IGV均已运抵南沙四期自动化码头现场，正在开展调试工作。

进军下一代智能型高铁

当我们坐着高铁奔向目的地的时候，会不会想到疾驰的列车上有多少小小的螺栓？这些螺栓对于安全行车的意义又在于哪里？

在轨道客车研发、制造、检修及出口基地，中国地铁、动车组的摇篮——中车长春轨道客车股份有限公司（以下简称中车长客股份公司），拧螺丝也是智能化生产的一部分。

转向架是高速动车组的走行部分，也是最关键的系统，直接决定车辆运行速度、安全性、平稳性。中车长客转向架制造中心总成车间副主任张克木介绍，“复兴号”动车组转向架的装配关键点要控制三个方面，首先就是如何控制螺栓的防松、防脱。

“转向架装配主要是手工作业，人的因素起主导作用，质量控制的难点是如何保证人工作质量的稳定性，所以我们采用了智能拧紧系统，对转向架26个装配工步紧固力矩实现了全覆盖。”他介绍，“转向架连接的核心控制是螺栓，我们对每一个螺栓都设置了扭矩值，而且所有扭矩值都是通过试验得来的。螺栓过松就会产生剪切力，过紧就会产生拉伸力，所以我们引进了智能扭矩拧紧系统，该系统能具有操作人员资质可控、力矩扳手智能识别、声光报警实现防错、力矩值智能存储等功能。”

京张高铁项目是以“复兴号”高速动车组为平台，为2022年冬奥会服务的智能高速动车组。中车长客股份公司研制出时速350公里复兴号京张智能型动车组（列车型号：CR400BF-C），被称为中国高铁智能型动车组 1.0版。

车辆具有智能行车、智能服务等特点，制动系统具有防冻结功能。新增动力电池系统，在高压系统发生供电故障时，能够以30 km/h速度能够走行20 km，具备在京张高铁线路任何区间发生供电故障时应急走行至就近车站的能力。期间还可保持空调供电，使乘客不用忍受在闷热的车厢里等待救援的煎熬。

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（以时速350公里自动驾驶的“复兴号”京张高铁智能动车组）

在智能服务方面，京张智能型动车组可以利用智能环境感知调节技术，从温度调节、灯光智能调节、人机工程学、车内噪声控制、压力波调节、变色车窗、资源配置优化等方面实现旅客视觉、听觉、嗅觉、触觉等方面感官舒适度的提升。还实现了智能信息推送功能，首次在动车组上实现电视分屏显示，实现电子地图和旅游信息、行车信息（到站、离站、途中）直观推送；LCD 外显，座位号提示；车—地视频、语音信息回传等业务。通过智能点餐、在线支付，以及北斗卫星导航，5G覆盖的Wi-Fi 服务，拓展乘车体验空间。

智能化系统也在安全运行领域大显身手，中车长客研发的“动车组故障预测与健康管理”系统可以通过车地无线传输系统，实现车辆状态监测、故障预警等功能。据悉，自“复兴号”动车组达速以来，已实现动车组轴温、齿轮箱温度的状态监测、故障分析、趋势预警和模型预警等实际应用。

责任编辑：张玫