鐵建重工“將產(chǎn)品塞進電腦、將車間搬上電腦、將隧道建在電腦”的數(shù)字化構(gòu)想付諸實踐——

引領(lǐng)地下工程裝備產(chǎn)業(yè)“數(shù)智化”轉(zhuǎn)型

(鐵建重工第二產(chǎn)業(yè)園生產(chǎn)車間。通訊員 供圖)

(資料圖)

華聲在線全媒體記者 黃利飛 通訊員 胡清 陳歆

盾構(gòu)機如鋼鐵巨龍般鉆山入地，各項工況數(shù)據(jù)以每秒數(shù)千條的速度傳至千里之外，供技術(shù)人員實時掌握；重型地下裝備“塊頭”大但“心靈手巧”，作業(yè)誤差僅在毫厘之間，大大降低施工風(fēng)險……8月23日，記者走進位于長沙經(jīng)開區(qū)的中國鐵建重工集團股份有限公司，在智能工廠里感受濃濃的“智造”氣息。

深耕地下工程高端裝備領(lǐng)域，鐵建重工提出“將產(chǎn)品塞進電腦、將車間搬上電腦、將隧道建在電腦”的數(shù)字化構(gòu)想，逐步實現(xiàn)“研發(fā)設(shè)計數(shù)字化、制造智能化、產(chǎn)品機器人化、服務(wù)數(shù)智化、管理智慧化”的場景驅(qū)動，以產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化升級，帶動企業(yè)全方位數(shù)智化轉(zhuǎn)型。

利用數(shù)字孿生技術(shù)，縮短研發(fā)周期，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計

眼下，廣東東莞地鐵1號線施工如火如荼。隧道內(nèi)，作業(yè)人員寥寥無幾，只見龐大的盾構(gòu)機刀盤轉(zhuǎn)動，忙碌不已。

“看，這個地方的巖層上軟下硬。”在施工現(xiàn)場，非一線作業(yè)人員尚不清楚洞內(nèi)巖土實際情況，但遠(yuǎn)在700多公里以外的湖南長沙，鐵建重工基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究院數(shù)字孿生研究所所長王永勝卻是了如指掌。

這得歸功于鐵建重工自主研發(fā)的盾構(gòu)機數(shù)字孿生系統(tǒng)。

數(shù)字孿生，顧名思義，就是給現(xiàn)場施工的盾構(gòu)機，打造一個虛擬世界里的“雙胞胎”。

記者在技術(shù)人員的電腦上看到，系統(tǒng)畫面顯示正在東莞地鐵1號線施工作業(yè)盾構(gòu)機的數(shù)字刀盤圖像，實體刀盤緩慢轉(zhuǎn)動、數(shù)字刀盤同步轉(zhuǎn)動；不同的是，數(shù)字刀盤圖像上，顏色有深有淺，“周身”布滿不斷變化的數(shù)據(jù)。

“不同的顏色，代表刀片的受力、磨損情況。比如，中間黃色、紅色的區(qū)域，說明刀片磨損比較厲害。”王永勝手指畫面告訴記者。數(shù)字孿生，離不開數(shù)據(jù)、模型和軟件。其中，實時生成回傳的刀盤轉(zhuǎn)速、推進壓力、推進速度等施工數(shù)據(jù)，經(jīng)過收集、系統(tǒng)分析后，可為工程師優(yōu)化下一代產(chǎn)品、不斷提高刀盤性能和壽命等提供有力參考。

據(jù)了解，鐵建重工主要研制非標(biāo)、定制化產(chǎn)品，在數(shù)字孿生技術(shù)的幫助下，打破虛實界限，解決了裝備服役性能仿真預(yù)測、設(shè)計優(yōu)化等難題，實現(xiàn)技術(shù)風(fēng)險關(guān)口前移，不僅使研發(fā)周期縮短35%以上，裝備性能與可靠性也得到全面提升。

產(chǎn)品機器人化、工程建設(shè)少人化，從單一制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型

8月23日，在鐵建重工第二產(chǎn)業(yè)園調(diào)試坪里，一臺長著“三頭六臂”的智能型鑿巖臺車，正在進行打孔測試。

“打孔偏差是多少？”

“5公分以內(nèi)。”

這是目前行業(yè)內(nèi)國際最高的打孔精度。

鐵建重工將先進制造與數(shù)字化相結(jié)合，讓大國重器逐漸“機器人化”。

“大塊頭有大智慧，如今生產(chǎn)的設(shè)備都具備自主感知、輔助決策、智能操控、風(fēng)險識別功能。”鐵建重工交通工程裝備研究設(shè)計院副院長歐陽新池告訴記者，與傳統(tǒng)鑿巖臺車相比，智能型鑿巖臺車的施工效率提升15%以上。

傳統(tǒng)隧道施工作業(yè)過程中，人員投入多、勞動強度大、施工安全風(fēng)險高；智能化裝備和技術(shù)投入應(yīng)用后，隧道施工環(huán)境和安全性，發(fā)生了翻天覆地的變化。

參與過長沙湘雅路過江通道工程施工的盾構(gòu)機駕駛員劉繼東說，在地下30多米，吹著空調(diào)，喝著咖啡，盯著屏幕，操作按鈕就可以了。

在鄭萬高鐵、高原鐵路等10多個國家重大工程建設(shè)中，鐵建重工的地下工程裝備通過5G網(wǎng)絡(luò)、遙感、建模等信息技術(shù)，讓施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)以一秒一次、一次數(shù)千條的頻率，快速傳輸匯總到企業(yè)服務(wù)器。

基于海量數(shù)據(jù)，技術(shù)人員對隧道掘進前方圍巖狀況作出動態(tài)評價，進而推薦科學(xué)的掘進與支護參數(shù)到施工現(xiàn)場，不僅保證了施工安全，裝備故障率平均降低了15%。

“在算力和算法的加持下，公司實現(xiàn)從單一制造向服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)型。”鐵建重工科技發(fā)展部副總經(jīng)理蘇翠俠表示，依靠數(shù)智化力量，鐵建重工能夠以產(chǎn)品供應(yīng)為核心，提供涵蓋工程施工所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)的高價值服務(wù)體系，并下沉到智慧隧道、智慧橋梁、智慧礦山等多個終端應(yīng)用場景，推動工程建設(shè)少人化。

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