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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(chuàng)造轉(zhuǎn)變、中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變、中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變”“三個轉(zhuǎn)變”的重要指示提出以來，不僅為我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指明了前進方向，也為中央企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了根本遵循。2017年起，每年的5月10日，更被國務(wù)院批準定為“中國品牌日”。

在今年“中國品牌日”當日，國務(wù)院國資委黨委委員、副主任翁杰明強調(diào)，中央企業(yè)要牢牢抓住先進制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展這個關(guān)鍵，在服務(wù)和融入新發(fā)展格局上展現(xiàn)更大作為，在加快推進制造強國、質(zhì)量強國建設(shè)中更好發(fā)揮國有經(jīng)濟戰(zhàn)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(zhuǎn)變”發(fā)源地——中鐵裝備出發(fā)，一探七年來央企制造業(yè)“三個轉(zhuǎn)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(yè)的加速轉(zhuǎn)型升級，享譽中外的振華重工也借由諸多新技術(shù)，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(qū)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(wèi)星導航定位、激光雷達SLAM、視覺SLAM等多傳感器融合定位技術(shù)，所以，大家才能看見它在測試廠區(qū)內(nèi)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(chǎn)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(shù)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(tǒng)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(zhuǎn)鋼板，對反面焊縫進行碳刨清根、再次焊接，就像民間傳統(tǒng)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(shù)，生產(chǎn)效率提高20%以上，年均節(jié)省人工成本42%。

振華重工的“智能制造”不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，“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(jiān)控液晶屏正顯示著整個廠區(qū)的地圖，每臺流動機械的實時位置與運行狀態(tài)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(nèi)處于“空閑”狀態(tài)的車輛就能迅速地“接單上車”。

據(jù)項目小組成員許鵬介紹，這一流動機械智能調(diào)度平臺能將廠區(qū)里分布的車輛位置精確到3米以內(nèi)。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(diào)度時間從原先的5分鐘/單縮短為30秒/單，提高調(diào)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(zhuǎn)型頂層規(guī)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(chǎn)計劃與過程管控，持續(xù)打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，打通市場營銷、研發(fā)設(shè)計、加工制造、交付及售后服務(wù)等價值鏈流程的數(shù)據(jù)和信息，建立起高度柔性、全局協(xié)調(diào)、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(guī)模減稅降費政策，這對于制造業(yè)企業(yè)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(yè)稅收負擔的降低。事實上，無論在現(xiàn)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(chǎn)經(jīng)營及產(chǎn)品研發(fā)中去，有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級和制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”

中鐵裝備為國產(chǎn)盾構(gòu)機“通網(wǎng)”

“大家伙”秒變“小機靈”

“上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構(gòu)。”被形象地稱之為工程上“穿山甲”的盾構(gòu)機，此前受制造工藝復雜、設(shè)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(fā)的兩臺大直徑土壓平衡盾構(gòu)機反向出口至這一大國重器發(fā)源地法國，不僅標志著國產(chǎn)盾構(gòu)機實現(xiàn)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(zhuǎn)變”重要指示發(fā)源地的中鐵裝備調(diào)研采訪期間，全國人大代表、中鐵裝備副總經(jīng)理王杜娟在接受記者采訪時表示，目前，中鐵裝備已研發(fā)了一批具有開創(chuàng)性、奠基性和戰(zhàn)略性的國內(nèi)首臺或世界首臺產(chǎn)品，擁有國際領(lǐng)先的技術(shù)地位，特別是超大斷面矩形盾構(gòu)、馬蹄形盾構(gòu)設(shè)計制造技術(shù)。

作為隧道施工最核心設(shè)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(shù)米長的盾構(gòu)機模型。經(jīng)由現(xiàn)場的工作人員向記者演示，盾構(gòu)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(zhì)及地層構(gòu)造的復雜性和不可預知性，給盾構(gòu)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(zhì)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(zhì)情況。”王杜娟如是說。

在此背景下，據(jù)中鐵裝備智能院副院長荊留杰介紹，經(jīng)過協(xié)同攻關(guān)，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(fā)了TBM-SMART智能掘進系統(tǒng)。該系統(tǒng)可幫助主司機輕松掌握前方的巖體情況，實時監(jiān)測設(shè)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(tǒng)已搭載到由中鐵裝備集團自主研制的世界首臺超小轉(zhuǎn)彎半徑硬巖掘進機——“文登號”上，在施工過程中，巖體參數(shù)預測準確度平均達88.9%，成功預警卡機風險5次，實現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)品智能化方面，目前中國企業(yè)與國際巨頭已經(jīng)處于“并跑”階段，甚至個別技術(shù)上做到領(lǐng)先。如TBM-SMART2.0已經(jīng)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(gòu)機的邊掘邊探外，中鐵裝備還借力5G技術(shù)，以助力盾構(gòu)機的智能掘進。

以鄭州地鐵三號線司莊站-南曹站區(qū)間為例，記者在走訪期間了解到，中鐵裝備聯(lián)手鄭州移動，已將5G技術(shù)應用于盾構(gòu)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(xiàn)了對設(shè)備運行、人員管理、施工環(huán)境的實時監(jiān)控。據(jù)相關(guān)負責人介紹，這不但提升了盾構(gòu)機設(shè)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(xiàn)場的安全。據(jù)悉，該項目區(qū)間已成為世界首個5G技術(shù)保障下盾構(gòu)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(xiàn)中國“智造”，一方面是改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，即加快向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展;另一方面，則是產(chǎn)品本身的改變，即通過互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的輔助，用數(shù)字化為盾構(gòu)技術(shù)賦能，讓無人值守、智能掘進成為現(xiàn)實。

數(shù)據(jù)顯示，截至目前，中鐵裝備的盾構(gòu)產(chǎn)品累計訂單超過1200臺，產(chǎn)品遠銷25個國家和地區(qū)，市場占有率連續(xù)9年中國第一，產(chǎn)銷量連續(xù)4年世界第一，成為我國起步最早、擁有專利技術(shù)和標準最多、產(chǎn)品門類最全、市場占有率最高、出口國家最多的盾構(gòu)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。

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(shè)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?cè)腩I(lǐng)先領(lǐng)跑世界高速鐵路的新時代。可以說，現(xiàn)如今“復興號”的迅猛發(fā)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(diào)研采訪。

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

從整個生產(chǎn)車間內(nèi)的“排兵布陣”來看，呈現(xiàn)在記者眼前的，是按照一條“U”型工位制節(jié)拍化進行生產(chǎn)制造的車間。事實上，這也是我國鐵路行業(yè)內(nèi)首個高速動車組轉(zhuǎn)向架裝配柔性生產(chǎn)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(shè)計，可快速從生產(chǎn)“和諧號”切換至“復興號”，也可同時生產(chǎn)“復興號”、CRH380系列、CRH5等多個產(chǎn)品。

據(jù)中車長客轉(zhuǎn)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(xiàn)場5S、表單化、目視化、信號燈系統(tǒng)、人員技能矩陣等管理手段，中車長客實現(xiàn)了標準化作業(yè)、準時化物流、拉動式生產(chǎn)。比過去傳統(tǒng)生產(chǎn)線效率提高50%，現(xiàn)在每天能夠完成18個轉(zhuǎn)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(yè)，即大部分工序需要人工或半人工方式完成。而據(jù)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(xiàn)設(shè)計工藝一體化協(xié)同。這套系統(tǒng)，就是利用移動終端實現(xiàn)人機交互，完成裝配工藝的模擬仿真工作，實現(xiàn)施工工藝的數(shù)據(jù)化和可視化，最終實現(xiàn)“管控有文件、作業(yè)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(guī)意識”。

盡管只有10余年的技術(shù)發(fā)展，但我國高速動車組研發(fā)經(jīng)歷的自主探索、引進消化吸收再創(chuàng)新、深化創(chuàng)新和自主創(chuàng)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(xù)堅持自主創(chuàng)新、深度掌控，用科技創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展：首先，要提升企業(yè)基礎(chǔ)研發(fā)能力。完善企業(yè)國家級創(chuàng)新平臺建設(shè)，整合全球技術(shù)資源，創(chuàng)造更多“從0到1”的原創(chuàng)成果;其次，要優(yōu)化創(chuàng)新體系。通過體制機制的改革，激發(fā)技術(shù)人員的創(chuàng)造活力，為實現(xiàn)軌道交通裝備全壽命周期服務(wù)業(yè)務(wù)提供技術(shù)支撐;第三是要完善產(chǎn)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(chǎn)品，開展磁浮交通關(guān)鍵技術(shù)及系列化產(chǎn)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(wèi)互聯(lián)網(wǎng)安全“命門”

立“智”打造“全國產(chǎn)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(lián)網(wǎng)與信息化的大跨步，如何筑牢網(wǎng)絡(luò)安全的“籬笆”，已然成為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)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(chǎn)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(chǎn)品的電腦，從芯片、操作系統(tǒng)到中間件再到應用系統(tǒng)，所有關(guān)鍵核心部件、核心技術(shù)全部具有自有自主知識產(chǎn)權(quán)并且“全國產(chǎn)”。

在湖南長城總經(jīng)理安紹平看來：“網(wǎng)絡(luò)空間的安全更需要得到保障，但目前，國內(nèi)市場上大部分電腦都是‘英特爾芯片+微軟系統(tǒng)’，雖然電腦生產(chǎn)廠家眾多，關(guān)鍵核心部件和核心技術(shù)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(chǔ)軟件到整機、操作系統(tǒng)的全鏈條創(chuàng)新研發(fā)之路。而隨著中國長城推出的全新國產(chǎn)高性能芯片、筆記本電腦、多路服務(wù)器、新八核桌面終端等一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心產(chǎn)品陸續(xù)“問世”，擺在面前的，不再是解決國產(chǎn)計算機“有沒有”的問題，更是如何在生產(chǎn)端借助科技賦能，進一步實現(xiàn)“智慧”生產(chǎn)，這也是落地株洲市的湖南長城，自成立之初就確定的發(fā)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(chǎn)線上，正在忙碌著的，不是穿戴嚴實的工人，而是各種現(xiàn)代化設(shè)備和形態(tài)各異的“機器臂”，只有在一些大型設(shè)備的操控臺或檢測臺前，才能發(fā)現(xiàn)幾位工人的身影。

這些“機器臂”顏色不同、體積不同，但均根據(jù)提前設(shè)定好的參數(shù)，不停地轉(zhuǎn)動著靈巧的身姿，精準地插插裝裝。車間中心監(jiān)控室的大屏幕上，“湖南長城計算機MES生產(chǎn)系統(tǒng)”正在時時監(jiān)測每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗數(shù)據(jù)。

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

湖南長城生產(chǎn)總監(jiān)秦樂介紹，每一臺長城筆記本電腦的誕生，都需要經(jīng)過貼片、插件、測試、裝配、老化、網(wǎng)絡(luò)灌軟、包裝等10余道工序。而湖南長城智能制造基地生產(chǎn)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(yè)內(nèi)最先進設(shè)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(fā)的智能制造生產(chǎn)線，是目前國內(nèi)3C電子裝配領(lǐng)域內(nèi)首個運用機器人+長城自主開發(fā)MES系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)對接，并達到行業(yè)內(nèi)工業(yè)3.0以上水平的產(chǎn)線，這里運用了新一代信息技術(shù)，構(gòu)建了具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式，屬于國內(nèi)首創(chuàng)。

而對于生產(chǎn)端來說，最大效用勢必要在效率上有所體現(xiàn)。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(shè)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(chǎn)效率提高了25%、運營成本降低了20%、產(chǎn)品研制周期縮短了30%。

中國長城市場宣傳部總經(jīng)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(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)完全達到了“好用”，有些方面甚至達到“易用”。但從整體生態(tài)來看，包括芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，與國外還有一些差距。未來，中國長城將進一步發(fā)揮自主安全計算機產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、生態(tài)優(yōu)勢，不斷實現(xiàn)核心技術(shù)突破。與此同時，中國長城也將持續(xù)加大市場化引人、用人力度，將人、財、物更多地向科技創(chuàng)新一線傾斜，努力在關(guān)鍵核心技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新上取得更大突破，搶占科技創(chuàng)新制高點，解決更多“卡脖子”難題。

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