鐵建重工“將產(chǎn)品塞進(jìn)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(shí)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)

盾構(gòu)機(jī)如鋼鐵巨龍般鉆山入地，各項(xiàng)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(shí)時(shí)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(xiǎn)……8月23日，記者走進(jìn)位于長(zhǎng)沙經(jīng)開(kāi)區(qū)的中國(guó)鐵建重工集團(tuán)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(jìn)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(shí)現(xiàn)“研發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)字化、制造智能化、產(chǎn)品機(jī)器人化、服務(wù)數(shù)智化、管理智慧化”的場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)，以產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化升級(jí)，帶動(dòng)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(jì)

眼下，廣東東莞地鐵1號(hào)線施工如火如荼。隧道內(nèi)，作業(yè)人員寥寥無(wú)幾，只見(jiàn)龐大的盾構(gòu)機(jī)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)，忙碌不已。

“看，這個(gè)地方的巖層上軟下硬。”在施工現(xiàn)場(chǎng)，非一線作業(yè)人員尚不清楚洞內(nèi)巖土實(shí)際情況，但遠(yuǎn)在700多公里以外的湖南長(zhǎng)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(zhǎng)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(jī)數(shù)字孿生系統(tǒng)。

數(shù)字孿生，顧名思義，就是給現(xiàn)場(chǎng)施工的盾構(gòu)機(jī)，打造一個(gè)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(huà)面顯示正在東莞地鐵1號(hào)線施工作業(yè)盾構(gòu)機(jī)的數(shù)字刀盤圖像，實(shí)體刀盤緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)、數(shù)字刀盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)；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(shuō)明刀片磨損比較厲害。”王永勝手指畫(huà)面告訴記者。數(shù)字孿生，離不開(kāi)數(shù)據(jù)、模型和軟件。其中，實(shí)時(shí)生成回傳的刀盤轉(zhuǎn)速、推進(jìn)壓力、推進(jìn)速度等施工數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)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(shí)界限，解決了裝備服役性能仿真預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)優(yōu)化等難題，實(shí)現(xiàn)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)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(jī)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(tái)長(zhǎng)著“三頭六臂”的智能型鑿巖臺(tái)車，正在進(jìn)行打孔測(cè)試。

“打孔偏差是多少？”

“5公分以內(nèi)。”

這是目前行業(yè)內(nèi)國(guó)際最高的打孔精度。

鐵建重工將先進(jìn)制造與數(shù)字化相結(jié)合，讓大國(guó)重器逐漸“機(jī)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(xiǎn)識(shí)別功能。”鐵建重工交通工程裝備研究設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)歐陽(yáng)新池告訴記者，與傳統(tǒng)鑿巖臺(tái)車相比，智能型鑿巖臺(tái)車的施工效率提升15%以上。

傳統(tǒng)隧道施工作業(yè)過(guò)程中，人員投入多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工安全風(fēng)險(xiǎn)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(guò)長(zhǎng)沙湘雅路過(guò)江通道工程施工的盾構(gòu)機(jī)駕駛員劉繼東說(shuō)，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(wàn)高鐵、高原鐵路等10多個(gè)國(guó)家重大工程建設(shè)中，鐵建重工的地下工程裝備通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)、遙感、建模等信息技術(shù)，讓施工現(xiàn)場(chǎng)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(duì)隧道掘進(jìn)前方圍巖狀況作出動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，進(jìn)而推薦科學(xué)的掘進(jìn)與支護(hù)參數(shù)到施工現(xiàn)場(chǎng)，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(shí)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(jià)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(gè)終端應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)工程建設(shè)少人化。