劉青山 曹婷

測試零件，上色刷漆，組裝調試……臨近春節(jié)，中鐵工業(yè)旗下的中鐵工程裝備集團鄭州總裝車間里，等待“出海”的盾構機近百米長、數百噸重，如同一條“鋼鐵巨龍”，工作人員加緊趕工。車間里的大國工匠實驗室，剪線區(qū)、打號區(qū)、材料中轉區(qū)和控制盒制作區(qū)的工作人員有序忙碌，記錄、調試、查看設備等?！败囬g的這一批機器都是海外訂單，我們的訂單滿，訂單‘趕著生產跑?！敝需F工程裝備集團有限公司（以下簡稱“中鐵裝備”）相關負責人向《國資報告》記者介紹。

前不久，“中鐵912號”“中鐵913號”土壓平衡盾構機通過驗收后，已經下線發(fā)運、漂洋過海，用于新加坡跨島線CR109項目，助力新加坡跨島地鐵線一期工程建設。與此同時，世界首臺綠色盾構機“中鐵1237號”、國產首臺大傾角向上斜井TBM也從這里驗收下線……據統(tǒng)計，從引入國外盾構機開始，20多年來我國盾構機不斷自主創(chuàng)新，一路向前掘進，目前我國已成為全球最大的盾構機生產和使用國家，盾構機在全球市場占70%以上。

邁向智能制造

上天有神舟，下海有蛟龍，入地有盾構。隧道掘進機可穿山越海，是集機械、電氣、液壓、傳感、信息、力學、導向研究等技術于一體的高端裝備，常被稱為盾構機。作為“入地”利器，盾構機在某種程度上代表一國基建實力，是大國建設必不可少的核心裝備。

走進鄭州的中鐵智能化高端裝備產業(yè)園生產車間，迎面是一面醒目的顯示屏，屏幕上生產情況、產品圖紙、設備運行、訂單交付等數據實時呈現(xiàn)，關鍵流程圖一覽無余。整個車間的顯示屏和工位機有序配比分布。顯示屏后端連接著傳感器、邊緣服務器等，設施設備進行了全面的智能化升級。

“公司通過精心策劃項目生產，加快技術攻關，加強各工序協(xié)同，不斷提高刀盤、盾體、驅動箱等各類結構件的制造能力。”中鐵裝備盾構制造有限公司總經理李楠介紹，投產后產業(yè)園進一步發(fā)揮了公司設計、工藝、制造智能化優(yōu)勢，在具備核心結構件制造能力的同時，縮短產品的工期，提升產品競爭力。

據了解，產業(yè)園致力于提高結構件自制能力，擺脫關鍵制造技術受制于人的“繭房”，應用了三維非標智能化設計與工藝、計劃和執(zhí)行信息化、生產制造資源動態(tài)監(jiān)控和調配、智能機器人協(xié)同焊接、數字孿生、UWB定位等多項智能制造技術，以精益產線設計和盾構機制造全過程數字化為重點，實現(xiàn)研發(fā)數字化、生產過程數字化、工廠裝備數字化以及制造資源物聯(lián)化，賦能新園區(qū)智能工廠建設和運營。

隨著智能制造及數智升級工程等項目的實施，多項產品的制造周期明顯提升：10米級超大直徑TBM刀盤制造工期約縮短2個月；15米超大泥水刀盤制造工期約縮短1個月等。

智能升級后帶來的產品更加智能化。中鐵裝備科技創(chuàng)新部部長鄭永光告訴《國資報告》記者，現(xiàn)在的盾構機，刀盤上裝有感知探頭，可以將前方的地質情況及時反饋給操作員，相當于為盾構機裝上“智慧眼睛”，準確判斷掘進情況，從而提升工程的安全性和施工效率。

根據不同的應用場景，中鐵裝備引入綠色理念，采用“智能+綠色”生產出世界首臺綠色盾構機“中鐵1237號”，它搭載了連續(xù)掘進技術、快速換模技術等，開挖直徑9.16米，2023年下線出口意大利，用于西西里島高鐵隧道建設。綠色理念體現(xiàn)在智能控制和低碳環(huán)保兩方面，通過對盾構掘進過程中各系統(tǒng)的自動智能管理，自主達到掘進效率和能源消耗的最佳匹配，設備整體耗能排放量比常規(guī)盾構降低20%左右。

綠色制造和智能技術的注入，提高了盾構機在國際市場的競爭力。記者從中鐵裝備了解到，未來的數智化進程中，中鐵裝備明確到2035年，建成新一代企業(yè)信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)業(yè)務與IT的深度融合，打造企業(yè)全數據驅動的高效運營管理模式，由傳統(tǒng)離散裝備制造企業(yè)向“互聯(lián)網+”模式下的“平臺企業(yè)”轉型；提高“智”造能力，加強高價值數據要素供給，實現(xiàn)人、機、物全面互聯(lián)，打造“裝備+服務”“終端+云端”智慧型業(yè)務模式，賦能行業(yè)發(fā)展。在全斷面隧道掘進機領域，實現(xiàn)基于數據+知識雙驅動智能輔助施工，達到人—機—地—隧全面實時感知和強勞動工序的機器人化新階段，設備故障停機率降低25%，施工效率提升20%，勞動用工數量減少30%。

布局第二曲線

2019年，中鐵裝備出口意大利的大直徑（10.03米）土壓平衡盾構機在鄭州下線，設備用于意大利北部高速鐵路隧道項目。這是我國高端隧道掘進裝備首次應用于歐盟國家，進一步彰顯了中國中鐵盾構在國際TBM高端市場的綜合實力和品牌影響力。

北部隧道項目隸屬于歐洲交通網，是意大利國家大型戰(zhàn)略基建工程，連接了米蘭—維羅納—威尼斯。該項目建成后將使當地高鐵時速從過去的200公里/時提升至300公里/時，通行時長可縮短三分之一。

據介紹，整個項目挨著阿爾卑斯山脈，遇到的地質很復雜，下穿地層包括了坍塌與冰川沉積物，同時還有大量粉砂、砂卵石，偶有大孤石（> 1米），還要克服高水壓（強度為6巴）。針對地質情況復雜、間隧軸線距離近等特點，工程師通過精心設計，制造出了一臺大直徑（10.03米）土壓平衡盾構機，助力隧道掘進。

“公司的海外戰(zhàn)略布局早，2012年產品就出口到馬來西亞，海外市場有很大空間，產品占比穩(wěn)步增加，到2023年迎來大爆發(fā)，占到總量的40%?！敝需F裝備規(guī)劃發(fā)展部部長鄢思星表示，盾構機“出海”已經成為一張“新名片”，從2012年至今，中鐵裝備已經陸續(xù)出口至德國、法國等30多個國家和地區(qū)超百臺盾構機，產銷量連續(xù)6年世界第一。訂單總數1000多臺，隧道掘進里程幾千公里。其中，馬來西亞、新加坡、格魯吉亞、意大利等共建“一帶一路”國家的隧道工程項目中，都有中國盾構機的身影。

對于不同的地質情況，中鐵盾構機品種越來越多：超大直徑，能轉彎，會爬坡，耐極寒……這些功能強大的盾構機，得到海內外的認可。比如提升設備性能應用于馬來西亞隧道的“中鐵50”盾構機，為新加坡湯申東海岸研發(fā)的矩形盾構機，國內地下礦山建設鞍鋼西鞍山鐵礦項目首次應用的TBM（全斷面隧道掘進機）“基石號”，在非煤礦山領域斜井巷道施工的“中鐵R277號”等。

鄢思星介紹，“公司從成立至今始終圍繞地下空間，從事隧道及地下工程裝備研發(fā)制造與服務的高端裝備制造。隨著我們對設備和市場的了解適應，不斷作出相應的調整，將隧道掘進機、隧道機械化專用設備、地下空間開發(fā)三大產業(yè)有機聯(lián)動、以地下工程裝備綜合服務統(tǒng)領多元發(fā)展?！?/p>

由于國內基建增速放緩，該公司聚焦優(yōu)質項目，優(yōu)化業(yè)務結構。大力開發(fā)“第二曲線”市場，強化市場前期風險識別，加快擴大水利水電、礦山能源市場份額，中標湖北鄂坪調水、果子溝天然氣管道等項目。全力推進信息化建設，加強數字化牽引。完成了掘進機板塊WBS自動掛接的思路研討、軟件開發(fā)與落地實施計劃；推動生產看板二期信息化系統(tǒng)建設，實現(xiàn)各業(yè)務板塊信息化集中管理，減少線下關鍵信息的傳遞，提高數據統(tǒng)計效率和安全性。同時創(chuàng)造一流綜合服務。打造結構扁平化、管理流程化、服務屬地化的服務體系，深挖客戶真實需求和產品相關“軟性服務”，創(chuàng)造更多增值領域。

記者從中鐵裝備了解到，目前“第二曲線”占比超過30%。預計3-5年后產品將以智能盾構為主，實現(xiàn)無人操作、有人看管。另外就是高海拔地區(qū)機械化施工的隧道施工專業(yè)設備，以及礦山和水利水電領域，市場前景較好，預計2024年占比將達4成。此外，海外市場也將有一些產品結構調整，預計市場份額將持續(xù)提升。

增強源動力

由于盾構裝備制造工藝復雜，長期以來，世界上僅德國、日本等少數發(fā)達國家掌握制備技術，且對外封鎖技術。核心技術買不來，要想突破只有靠自己創(chuàng)新研發(fā)。2001年，由中鐵隧道股份新鄉(xiāng)機械制造公司承擔的“關于隧道掘進機關鍵技術的研究”被正式列入國家“863”計劃。2002年10月，中國中鐵“筑夢之隊”盾構機研發(fā)項目組正式成立，開啟了中國盾構研發(fā)的新征程。

2008年，中鐵裝備研發(fā)制造出我國第一臺具有自主知識產權的復合式土壓平衡盾構機——中國中鐵1號，突破國外核心技術封鎖。隨后，國內最大直徑硬巖盾構機、世界超大斷面矩形盾構機、世界首臺馬蹄形盾構機……中鐵裝備不斷向世界最大、世界最小、世界首臺沖鋒，持續(xù)在世界盾構機領域刷出新高度，實現(xiàn)了從“跟跑”到“并跑”以及部分領域“領跑”的轉變。

“創(chuàng)新與變革是中鐵裝備與生俱來的發(fā)展基因?！敝需F裝備黨委書記、董事長趙華說，中鐵裝備始終堅持創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，高度重視以科技創(chuàng)新為核心的全面創(chuàng)新，積極探索科技創(chuàng)新體制機制改革，不斷健全科技創(chuàng)新治理體系，爭當原創(chuàng)技術“策源地”。

打造“七院三站三中心一平臺”的科技研發(fā)架構，聘請楊華勇院士、杜彥良院士等著名學者進行合作共建科研創(chuàng)新工作站，對產品與技術規(guī)劃、設計與研發(fā)、配套工法研究、智能制造進行統(tǒng)籌協(xié)調……中鐵裝備緊密依托國家“863”計劃和“973”計劃，協(xié)同內外部創(chuàng)新優(yōu)勢資源，深度開展“政產學研用”協(xié)同創(chuàng)新，聯(lián)合產業(yè)鏈相關企業(yè)及科研院所成立隧道掘進機產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)合體，形成了穩(wěn)定的產學研用合作體系和產業(yè)鏈集群創(chuàng)新能力。由于研發(fā)平臺體系完善，創(chuàng)新成果產出更加高效，盾構設計周期從60天縮短至30天、常規(guī)地鐵盾構生產制造周期從150天縮短至120天。

人才是創(chuàng)新的根基。中鐵裝備人力部部長洪光介紹，中鐵裝備構建了“國內+國外”的高端人才協(xié)同創(chuàng)新機制，以全職引進、柔性引進、專家咨詢等形式，相繼聘請國內外科研領域、行業(yè)權威專家，形成以院士、大師等國家級專家為領軍人物，中青年科技人才為主力軍的協(xié)同創(chuàng)新科技人才智囊團隊。截至2023年末，中鐵裝備累計擁有各類國家級人才15人，省部級高層次人才23人，研發(fā)技術人員1000余人。

作為中央企業(yè)，中鐵裝備肩負著振興民族裝備制造業(yè)的光榮使命，攻堅克難突破產業(yè)關鍵核心基礎部件“卡脖子”技術難題義不容辭。鄭永光介紹，公司集聚了內外部各類專業(yè)研發(fā)人才，構建基礎部件“概念方案+功能設計+產品實現(xiàn)+產品測試”的開發(fā)模式，建立結構化、標準化技術開發(fā)流程和評審機制，突破了大排量泵、主驅動密封等多項“卡脖子”技術，實現(xiàn)了隧道掘進機關鍵核心基礎部件國產化應用，增強了產業(yè)鏈供應鏈安全自主可控能力。土壓、泥水和TBM三大主營產品的整機國產化率達到90%以上，累計攻克關鍵核心技術達350項，填補了國內外空白194項。

今年1月中旬，黨中央、國務院開展“國家工程師獎”表彰，其中中鐵裝備盾構創(chuàng)新研發(fā)團隊被授予“國家卓越工程師團隊”稱號。

“公司是盾構行業(yè)唯一獲得國家科技進步獎一等獎、二等獎的企業(yè)，實現(xiàn)了我國盾構研發(fā)技術從‘跟跑到‘并跑再到局部‘領跑的跨越?！壁w華說，下一步將圍繞國家重大戰(zhàn)略，面向產業(yè)發(fā)展前沿，持續(xù)提升創(chuàng)新能力，推出標志性創(chuàng)新成果，努力打造全球掘進機領域一流創(chuàng)新企業(yè)。