鐵建重工“將產品塞進電腦、將車間搬上電腦、將隧道建在電腦”的數字化構想付諸實踐——
引領地下工程裝備產業“數智化”轉型
(鐵建重工第二產業園生產車間。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
盾構機如鋼鐵巨龍般鉆山入地，各項工況數據以每秒數千條的速度傳至千里之外，供技術人員實時掌握；重型地下裝備“塊頭”大但“心靈手巧”，作業誤差僅在毫厘之間，大大降低施工風險……8月23日，記者走進位于長沙經開區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域，鐵建重工提出“將產品塞進電腦、將車間搬上電腦、將隧道建在電腦”的數字化構想，逐步實現“研發設計數字化、制造智能化、產品機器人化、服務數智化、管理智慧化”的場景驅動，以產品全生命周期的數字化升級，帶動企業全方位數智化轉型。
利用數字孿生技術，縮短研發周期，優化產品設計
眼下，廣東東莞地鐵1號線施工如火如荼。隧道內，作業人員寥寥無幾，只見龐大的盾構機刀盤轉動，忙碌不已。
“看，這個地方的巖層上軟下硬。”在施工現場，非一線作業人員尚不清楚洞內巖土實際情況，但遠在700多公里以外的湖南長沙，鐵建重工基礎與前沿技術研究院數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的盾構機數字孿生系統。
數字孿生，顧名思義，就是給現場施工的盾構機，打造一個虛擬世界里的“雙胞胎”。
記者在技術人員的電腦上看到，系統畫面顯示正在東莞地鐵1號線施工作業盾構機的數字刀盤圖像，實體刀盤緩慢轉動、數字刀盤同步轉動；不同的是，數字刀盤圖像上，顏色有深有淺，“周身”布滿不斷變化的數據。
“不同的顏色，代表刀片的受力、磨損情況。比如，中間黃色、紅色的區域，說明刀片磨損比較厲害。”王永勝手指畫面告訴記者。數字孿生，離不開數據、模型和軟件。其中，實時生成回傳的刀盤轉速、推進壓力、推進速度等施工數據，經過收集、系統分析后，可為工程師優化下一代產品、不斷提高刀盤性能和壽命等提供有力參考。
據了解，鐵建重工主要研制非標、定制化產品，在數字孿生技術的幫助下，打破虛實界限，解決了裝備服役性能仿真預測、設計優化等難題，實現技術風險關口前移，不僅使研發周期縮短35%以上，裝備性能與可靠性也得到全面提升。
產品機器人化、工程建設少人化，從單一制造向服務型制造轉型
8月23日，在鐵建重工第二產業園調試坪里，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。”
這是目前行業內國際最高的打孔精度。
鐵建重工將先進制造與數字化相結合，讓大國重器逐漸“機器人化”。
“大塊頭有大智慧，如今生產的設備都具備自主感知、輔助決策、智能操控、風險識別功能。”鐵建重工交通工程裝備研究設計院副院長歐陽新池告訴記者，與傳統鑿巖臺車相比，智能型鑿巖臺車的施工效率提升15%以上。
傳統隧道施工作業過程中，人員投入多、勞動強度大、施工安全風險高；智能化裝備和技術投入應用后，隧道施工環境和安全性，發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機駕駛員劉繼東說，在地下30多米，吹著空調，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中，鐵建重工的地下工程裝備通過5G網絡、遙感、建模等信息技術，讓施工現場的數據以一秒一次、一次數千條的頻率，快速傳輸匯總到企業服務器。
基于海量數據，技術人員對隧道掘進前方圍巖狀況作出動態評價，進而推薦科學的掘進與支護參數到施工現場，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，公司實現從單一制造向服務型制造的轉型。”鐵建重工科技發展部副總經理蘇翠俠表示，依靠數智化力量，鐵建重工能夠以產品供應為核心，提供涵蓋工程施工所有關鍵環節的高價值服務體系，并下沉到智慧隧道、智慧橋梁、智慧礦山等多個終端應用場景，推動工程建設少人化。
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