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中車長客“智造”升級探索高鐵裝配“人機交互”

2021-05-13 09:42:23 來源：證券日報

2014年5月10日，自“推動中國制造向中國創造轉變、中國速度向中國質量轉變、中國產品向中國品牌轉變”“三個轉變”的重要指示提出以來，不僅為我國制造業高質量發展指明了前進方向，也為中央企業創新發展、推動數字化轉型提供了根本遵循。2017年起，每年的5月10日，更被國務院批準定為“中國品牌日”。

在今年“中國品牌日”當日，國務院國資委黨委委員、副主任翁杰明強調，中央企業要牢牢抓住先進制造業高質量發展這個關鍵，在服務和融入新發展格局上展現更大作為，在加快推進制造強國、質量強國建設中更好發揮國有經濟戰略支撐作用。

近日，《證券日報》記者跟隨國資委的腳步，從“三個轉變”發源地——中鐵裝備出發，一探七年來央企制造業“三個轉變”的最新成果。

振華重工解鎖“智慧革命”

自動化碼頭新增智能“搬運工”

無須過多言語贅述，振華重工獲得的多項世界第一紀錄，早已讓它成為當之無愧的“全球港機之王”。隨著制造業的加速轉型升級，享譽中外的振華重工也借由諸多新技術，進一步解鎖屬于“鋼鐵巨擘”的“智造”蛻變之路。

近日，記者隨同國資委來到振華重工位于上海的長興基地時，印象最深的，除了在海岸線上屹立的一臺臺猶如彩虹般絢麗多彩的岸橋外，在長興基地的一大片測試場地中，有序穿梭的一排排橙色小車，是記者對振華重工智能制造的第二印象。從外形看，這些橙色小車沒有駕駛座，驅動前進的四個輪子上只承接一塊“平板”載著集裝箱。

在沿路前行期間，振華重工總工程師費國告訴記者，這些正在進行自動化車隊運行測試的小車，其實就是智能引導車(IGV)。這些IGV配備了衛星導航定位、激光雷達SLAM、視覺SLAM等多傳感器融合定位技術，所以，大家才能看見它在測試廠區內化身為靈活的“搬運工”，在碼頭堆場間自由穿梭。

除了自帶“頭腦”的IGV，記者還跟隨工作人員走進了振華重工長興生產基地的鋼箱梁智能制造車間。入目所致，沿途盡是機器人鋼箱梁自動化焊接場景。

鋼箱梁智能制造車間的技術人員告訴《證券日報》記者，目前振華重工的鋼箱梁自動化焊接，主要采用單面焊雙面成型新工藝進行板面拼接，整個過程擯棄了傳統繁瑣的焊接工序，只需要焊接一面焊縫便可成型，不再需要翻轉鋼板，對反面焊縫進行碳刨清根、再次焊接，就像民間傳統工藝“雙面繡”，焊一面，可以雙面成形，大大提高了焊接效率。此外，該智能車間還采用了雙面立焊、自動化裝配與焊接、自動化翻身、自動化搬運等多項新技術，生產效率提高20%以上，年均節省人工成本42%。

振華重工的“智能制造”不僅體現在生產環節，“云管理”更是讓流動機械變得智能。當記者來到振華重工長興分公司流動機械集控中心辦公室，9塊顯示屏組成的監控液晶屏正顯示著整個廠區的地圖，每臺流動機械的實時位置與運行狀態一目了然。

該集控中心的管理人員稱，只需一系列簡單的“下單”操作，30秒內處于“空閑”狀態的車輛就能迅速地“接單上車”。

據項目小組成員許鵬介紹，這一流動機械智能調度平臺能將廠區里分布的車輛位置精確到3米以內。從一些絕對指標看，借助“云管理”，除了人力成本減少，車輛申請時間已從10分鐘/單，縮短為30秒/單，提高效率19倍;智能化調度時間從原先的5分鐘/單縮短為30秒/單，提高調度效率9倍。

振華重工副總裁山建國在接受《證券日報》記者采訪時表示，未來，振華重工將著力開展智能制造轉型頂層規劃，圍繞過程智能、裝備智能兩大核心要素，以高效率、低成本、短周期為目標，實施透明化的生產計劃與過程管控，持續打造工業互聯網平臺，打通市場營銷、研發設計、加工制造、交付及售后服務等價值鏈流程的數據和信息，建立起高度柔性、全局協調、快速反應機制，打造符合振華特色的智能制造新模式。

值得一提的是，隨著近年來我國實施的大規模減稅降費政策，這對于制造業企業來說，無疑收獲了更多的政策紅利。

談及減稅降費對振華重工所帶來的影響，山建國坦言：“能明顯感受到企業稅收負擔的降低。事實上，無論在現金流還是在成本方面，振華重工都因此而有所收益，這也讓公司有了更多的資金和資源投入到生產經營及產品研發中去，有利于產業結構優化升級和制造業高質量發展。”

中鐵裝備為國產盾構機“通網”

“大家伙”秒變“小機靈”

“上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構。”被形象地稱之為工程上“穿山甲”的盾構機，此前受制造工藝復雜、設計理論不成熟等諸多原因所致，在很長一段時間上我國完全依賴進口，但隨著2019年底中鐵工程裝備集團有限公司(以下簡稱：中鐵裝備)研發的兩臺大直徑土壓平衡盾構機反向出口至這一大國重器發源地法國，不僅標志著國產盾構機實現彎道超車，還成為中國高端智能制造裝備“走出去”的又一張新“名片”。

近日，《證券日報》記者隨國資委來到“三個轉變”重要指示發源地的中鐵裝備調研采訪期間，全國人大代表、中鐵裝備副總經理王杜娟在接受記者采訪時表示，目前，中鐵裝備已研發了一批具有開創性、奠基性和戰略性的國內首臺或世界首臺產品，擁有國際領先的技術地位，特別是超大斷面矩形盾構、馬蹄形盾構設計制造技術。

作為隧道施工最核心設備之一，在鄭州地鐵7號線的智慧工地展廳中，赫然擺放的便是一臺數米長的盾構機模型。經由現場的工作人員向記者演示，盾構機的工作原理簡單概括就是用頂端刀盤切削石塊、土層，再用螺旋機將巖石碎屑、泥土等抽出至皮帶上運至后方，緊接著組裝好事先制作好的管片，用以支撐隧道防止坍塌。

雖然道理簡單，在實際應用中，因地質及地層構造的復雜性和不可預知性，給盾構機的“摸黑”前進增加了極大的施工難度和危險。

中鐵裝備黨委副書記張占成舉例稱，在山嶺隧道掘進中，盡管前期為了確定隧道路線會做一份初步的地質勘探，但受地層的復雜變化影響，在實際掘進過程中，偶爾也會不可避免地要進行“繞路”。

“所以在這個時候，就更加迫切地需要通過刀盤來獲知前方的地質情況。”王杜娟如是說。

在此背景下，據中鐵裝備智能院副院長荊留杰介紹，經過協同攻關，中鐵裝備攻克了TBM(全斷面硬巖隧道掘進機)施工過程中“巖體實時感知難”“TBM掘進精確控制難”兩大難題，研發了TBM-SMART智能掘進系統。該系統可幫助主司機輕松掌握前方的巖體情況，實時監測設備卡機風險，同時提供最佳操作建議，將“摸黑”掘進變成“透明”掘進、“智慧”掘進。

以山東文登抽水蓄能電站工程為例，TBM-SMART系統已搭載到由中鐵裝備集團自主研制的世界首臺超小轉彎半徑硬巖掘進機——“文登號”上，在施工過程中，巖體參數預測準確度平均達88.9%，成功預警卡機風險5次，實現了直線段最高日進尺20.548米，曲線段最高日進尺11.165米施工記錄，相比同類產品掘進效率提升30%，保障了TBM安全、高效掘進。

王杜娟透露，在掘進機的產品智能化方面，目前中國企業與國際巨頭已經處于“并跑”階段，甚至個別技術上做到領先。如TBM-SMART2.0已經在好幾個項目上得到應用，但國際同行中還沒有應用案例。

值得一提的是，除了致力于解決盾構機的邊掘邊探外，中鐵裝備還借力5G技術，以助力盾構機的智能掘進。

以鄭州地鐵三號線司莊站-南曹站區間為例，記者在走訪期間了解到，中鐵裝備聯手鄭州移動，已將5G技術應用于盾構機傳感器信息收集、人機定位、人員管理和行為分析等多個方面，實現了對設備運行、人員管理、施工環境的實時監控。據相關負責人介紹，這不但提升了盾構機設備的運行效率、降低了運營和管理成本，同時也保證了施工現場的安全。據悉，該項目區間已成為世界首個5G技術保障下盾構法掘進地鐵隧道項目的貫通。

王杜娟告訴記者，對中鐵裝備來說，實現中國“智造”，一方面是改變傳統的生產方式，即加快向數字化、網絡化、智能化方向發展;另一方面，則是產品本身的改變，即通過互聯網、大數據、人工智能等現代信息技術的輔助，用數字化為盾構技術賦能，讓無人值守、智能掘進成為現實。

數據顯示，截至目前，中鐵裝備的盾構產品累計訂單超過1200臺，產品遠銷25個國家和地區，市場占有率連續9年中國第一，產銷量連續4年世界第一，成為我國起步最早、擁有專利技術和標準最多、產品門類最全、市場占有率最高、出口國家最多的盾構行業領軍企業。

中車長客“智造”升級

探索高鐵裝配“人機交互”

交通強國，鐵路先行。將時間軸往回倒撥，一百年前，京張鐵路打破了國人不能自行設計和建造鐵路的斷言;一百年后，京張高鐵復興號智能型動車組駛入領先領跑世界高速鐵路的新時代。可以說，現如今“復興號”的迅猛發展，早已讓“中國高鐵”這張走向世界的“金名片”更加耀眼。

近日，《證券日報》記者便跟隨國資委一同來到“復興號”的誕生地——中車長春軌道客車股份有限公司(以下簡稱“中車長客”)進行調研采訪。

轉向架作為高速動車組的走行部分，也是最關鍵的系統，直接決定著車輛運行速度、安全性、平穩性。而記者首個到訪的站點，便是中車長客的轉向架制造中心總成二車間。

從整個生產車間內的“排兵布陣”來看，呈現在記者眼前的，是按照一條“U”型工位制節拍化進行生產制造的車間。事實上，這也是我國鐵路行業內首個高速動車組轉向架裝配柔性生產線，即采用“臺位動、人不動”的方式進行組裝，工藝裝備全部采用通用化、柔性化設計，可快速從生產“和諧號”切換至“復興號”，也可同時生產“復興號”、CRH380系列、CRH5等多個產品。

據中車長客轉向架制造中心總成車間副主任張克木介紹，通過利用自動輸送AGV等先進裝備，采用現場5S、表單化、目視化、信號燈系統、人員技能矩陣等管理手段，中車長客實現了標準化作業、準時化物流、拉動式生產。比過去傳統生產線效率提高50%，現在每天能夠完成18個轉向架。

緊接著在隨后參觀的高速動車組制造中心裝配一車間，更是隨處可見“智能制造”的身影。僅從車輛裝配來看，主要屬于勞動密配集型作業，即大部分工序需要人工或半人工方式完成。而據中車長客高速動車組制造中心黨委書記郭宏偉表示，目前中車長客正在積極推進智能制造，逐步實現設計工藝一體化協同。這套系統，就是利用移動終端實現人機交互，完成裝配工藝的模擬仿真工作，實現施工工藝的數據化和可視化，最終實現“管控有文件、作業有標準、行為有痕跡、工序有樣板”的標準化管理，從而提升員工“合規意識”。

盡管只有10余年的技術發展，但我國高速動車組研發經歷的自主探索、引進消化吸收再創新、深化創新和自主創新四個階段，成就斐然。

中車長客黨委宣傳部部長王亮在接受《證券日報》記者采訪時表示，展望“十四五”，中車長客將繼續堅持自主創新、深度掌控，用科技創新引領高質量發展：首先，要提升企業基礎研發能力。完善企業國家級創新平臺建設，整合全球技術資源，創造更多“從0到1”的原創成果;其次，要優化創新體系。通過體制機制的改革，激發技術人員的創造活力，為實現軌道交通裝備全壽命周期服務業務提供技術支撐;第三是要完善產品譜系。“十四五”期間，中車長客將按照智能化、綠色化、高速化、人本化的原則，升級時速400公里高速動車組、智能動車組、城際列車、市域車等產品，開展磁浮交通關鍵技術及系列化產品研究，不斷滿足人民群眾對于出行的更高需求，使“中國制造”的亮麗名片更加閃耀。

湖南長城守衛互聯網安全“命門”

立“智”打造“全國產中國芯”

說到大國重器，大家的第一反應似乎總是繞不開諸如北斗導航、華龍一號等龐然大物。然而，伴隨著當今互聯網與信息化的大跨步，如何筑牢網絡安全的“籬笆”，已然成為互聯網企業需要守住的最大“命門”。

近日，當記者來到位于株洲市的中國長城湖南智能制造基地(以下簡稱：湖南長城)看到，一臺臺具有“中國芯”的國產計算機在展廳依次排列。而這些顏值和性能都不輸市場主流商用產品的電腦，從芯片、操作系統到中間件再到應用系統，所有關鍵核心部件、核心技術全部具有自有自主知識產權并且“全國產”。

在湖南長城總經理安紹平看來：“網絡空間的安全更需要得到保障，但目前，國內市場上大部分電腦都是‘英特爾芯片+微軟系統’，雖然電腦生產廠家眾多，關鍵核心部件和核心技術如果不屬于我們自己，信息安全還是長期得不到保障的。”

基于這樣的背景，中國長城走上了一條從基礎軟件到整機、操作系統的全鏈條創新研發之路。而隨著中國長城推出的全新國產高性能芯片、筆記本電腦、多路服務器、新八核桌面終端等一系列具有自主知識產權的核心產品陸續“問世”，擺在面前的，不再是解決國產計算機“有沒有”的問題，更是如何在生產端借助科技賦能，進一步實現“智慧”生產，這也是落地株洲市的湖南長城，自成立之初就確定的發展方向。

來到湖南長城的智能制造車間，《證券日報》記者看到，與普通電腦工廠不同的是，幾條自主安全計算機智能生產線上，正在忙碌著的，不是穿戴嚴實的工人，而是各種現代化設備和形態各異的“機器臂”，只有在一些大型設備的操控臺或檢測臺前，才能發現幾位工人的身影。

這些“機器臂”顏色不同、體積不同，但均根據提前設定好的參數，不停地轉動著靈巧的身姿，精準地插插裝裝。車間中心監控室的大屏幕上，“湖南長城計算機MES生產系統”正在時時監測每個生產環節的能耗數據。

安紹平告訴記者，電腦生產，一直被認為是勞動密集型生產，但在湖南長城的智能制造車間里，每條產線只有2名工人，看數據、做檢測，裝內存條、裝硬盤、裝配光驅，鎖螺絲、產品移載等11項工作都由機器臂承擔。

湖南長城生產總監秦樂介紹，每一臺長城筆記本電腦的誕生，都需要經過貼片、插件、測試、裝配、老化、網絡灌軟、包裝等10余道工序。而湖南長城智能制造基地生產線上的多功能貼片機、高速貼片機、爐前3DAOI、異型插件機、全隧道式氮氣波焊、錫膏印刷機、機器臂等，堪稱行業內最先進設備。

“效率高、低缺陷，是智能制造的最大特點。”安紹平稱，湖南長城這條自主研發的智能制造生產線，是目前國內3C電子裝配領域內首個運用機器人+長城自主開發MES系統進行數據對接，并達到行業內工業3.0以上水平的產線，這里運用了新一代信息技術，構建了具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進制造過程、系統與模式，屬于國內首創。

而對于生產端來說，最大效用勢必要在效率上有所體現。安紹平告訴記者，在湖南長城的“智造”車間中，目前通過機械臂和智控設備，已能完成70%以上的工序操作。并且自湖南長城的機器人上線后，該工廠的生產效率提高了25%、運營成本降低了20%、產品研制周期縮短了30%。

中國長城市場宣傳部總經理孫青在接受《證券日報》記者采訪時表示，單從計算機整機性能來講，目前中國長城生產的產品已經完全達到了“好用”，有些方面甚至達到“易用”。但從整體生態來看，包括芯片、操作系統、數據庫等，與國外還有一些差距。未來，中國長城將進一步發揮自主安全計算機產業領域的技術優勢、產業優勢、生態優勢，不斷實現核心技術突破。與此同時，中國長城也將持續加大市場化引人、用人力度，將人、財、物更多地向科技創新一線傾斜，努力在關鍵核心技術、前沿引領技術、顛覆性技術創新上取得更大突破，搶占科技創新制高點，解決更多“卡脖子”難題。

標簽：中車長客升級高鐵芯片湖南