紧跟市场需求太重集团以“智”赋能

  通过科学技术创新引领产业创新，智能化提高了重型设备的生产效率与工作效率，优化了生产流程和资源配置。

  体量比一个篮球场还大、还能实现远程操控的矿用挖掘机；52秒即可下线一片轨道交通用车轮；没有驾驶室、实现语音操作的纯电动工程挖掘机……太原重型机械集团有限公司（下称“太重集团”）紧跟市场需求和技术趋势，不断推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。

  矿用挖掘机技术已强到什么程度？一铲斗的容量相当于一节多火车车厢的容量，高度相当于8层楼高，体量比一个篮球场还要大，总重量近2000吨，还可以在一定程度上完成精准远程驾驶，坐在办公的地方里也能身临其境地驾驶……从“我不会造”到“仅我会造”，聚焦技术攻关，研发团队面对困境迎难而上，将“卡脖子”的技术转化为“杀手锏”。

  面对困境，太重集团迎难而上。“第一台大型矿用挖掘机的成功经过了几代人的努力。”60岁的太重集团电气主任设计师刘晓星和记者说。“当时面对的是从0到1、从无到有的问题，心里是很没有底的。大型矿用挖掘机的控制管理系统该如何选择与研发？该如何样去变频？这么大体量的机器，电机容量应该怎么控制？这些都不容许失败，一旦失败就是一个亿的损失。”

  电控系统是矿用挖掘机的核心技术，成功与否，全在电控系统。当时的开发团队大胆尝试，锐意创新，放弃了更为成熟的直流控制管理系统，开始突破更有发展前途的交流控制管理系统。

  “国外在这方面一直采用的是直流控制管理系统，交流控制管理系统是一个空白的领域，但交流控制系统可以在一定程度上完成平滑变速，效果一定是好于直流的，所以我们就咬牙，下决心研发交流控制管理系统。这不是一件容易的事，我们经过了无数次的计算、无数天的摸索，好在结果并没有辜负大家的心血。”2006年，我国首台WK-20大型矿用挖掘机试制成功，结束了我国2000万吨以上体量的露天矿用挖掘机长期被国外垄断的历史。

  从2006年开始，研发团队不停地改进革新，持续对大型矿用挖掘机进行更新迭代。经过6年的研究，世界上斗容最大的大型矿用挖掘机终于在2012年成功下线。

  “你可能感受不到这款电铲（即矿用机械正铲式电动挖掘机）铲斗容量有多大，我给你看个视频你就明白了。”刘晓星说着打开了现场作业的视频。视频里，在现场作业的工人还没有挖掘机最下方履带的一半高。

  “设备的大型化并不是简单的等比例放大，这其中涉及材料、力学、控制等方面的诸多难题，从设计、研发到加工装配，上万个零件都必须精雕细琢。10立方米体量的挖掘机重500吨，如果等比例放大，70立方米的挖掘机重量就将达到3500吨，而实际产品比这一数值轻了1500吨，以最低的耗材达到了最大的载荷。”太重集团技术中心矿山所电气专业方面技术负责人范喜斌对记者说。

  几百公里以外的国家电投内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司南露天煤矿，身着白衬衣的电铲司机长贾文涛坐在远程操控室，精准操纵着5公里之外的大型矿用电铲，不一会儿工夫，矿车就被装满了。

  这是5G远程操作大型矿用挖掘机的功劳。通过远程操作，把人从电铲上、露天矿山这种工作环境中解放出来，实现在办公的地方里开电铲。

  记者在太重集团展览中心体验了这一过程，坐在驾驶位上操纵手柄，眼前的屏幕上，挖掘机即刻开始运作，几乎感受不到时延，模拟震动感也十分真实。

  太重集团智能采矿装备技术全国重点实验室智能化所所长岳海峰说：“我们的目标分为两个阶段，一是已经实现的远程操作，二是实现完全的无人操作，制造出拥有‘智慧大脑’和‘强健体魄’的电铲机器人，推动我们国家‘智慧矿山’的建设，引领露天采矿装备和我国制造业的发展。”

  首先，矿山地形复杂，远程控制需要极低时延，通信时延超过300毫秒，可能会引起设备之间的碰撞，引发生产安全风险、造成重大经济损失。其次，相比实地操作，远程控制中驾驶员获得的信息量不足，可能会影响操作的精准。此外，在机器执行操作阶段，并不能完全感知现场环境，有可能会出现卡顿、故障等风险。

  岳海峰说，团队用了两年多时间，在机器感知—系统规划—执行操作全过程中，抠问题、找原因、做修改，写了上万个代码，最终研发出全链路140毫秒低时延传输、近180度裸眼3D沉浸式场景呈现、人工智能辅助一键精准控制、突发故障时安全性高的智控系统。

  此外，矿用挖掘机加装更多智能化设备，促进重型设备的互联互通。借助数据分析和人工智能技术，设备能不断学习和改进自身性能，适应不一样的工作场景和需求。

  岳海峰说，智能化应用大幅度减少工人的劳动强度，提高了生产效率。据测算，在相同工况下，这套系统平均每日作业时间能延长2个小时，整体作业效率较人工作业提高5%。

  智能制造不单单是技术革新，更是生产模式的创新和变革。据山西省工信厅，省级财政已拨付超过5亿元资金支持智能制造项目，拉动社会投资超过100亿元。目前，山西省传统制造业重点领域基本实现数字化制造，重点产业智能转型取得明显进展。

  2024年10月8日，太重集团轨道公司获评全球第一座轨道交通领域“灯塔工厂”，在AI和柔性自动化技术下，生产线秒就能下线一片轨道交通用车轮。

  踏入太重轨道公司车轮厂二线，只觉热浪扑面而来，一个个加热炉、一只只智能机械手正在有条不紊地、流畅地进行作业。“以前在生产的全部过程中，工人频繁设定和调整加热炉的炉温，这不仅耗时耗力，而且难以确保温度精准、加热均匀，”该公司设备能源室主管王沛说，“现在有了智能燃烧控制管理系统的加持，加热炉能自动精准地控制每一块钢坯的加热温度，减少缺陷率的同时提高了产品的产量。”

  在研发过程中，团队逐步的提升生产效率和产品质量，通过无数次测试，将缺陷率降低了33%，产量提高了33%。“我们现在的车轮生产线，可称全球技术先进，智能化和自动化水平非常高，年产车轮70万片，生产效率领先世界。”该公司副总经理芦树成说。

  人工智能以“智”赋能，让太重集团实现了研发、制造、销售、物流、售后全流程的数字“智造”，跑出了加速度，推动新质生产力发展。随着智慧工厂投入到正常的使用中，传统优势产品、战略性新兴产品和规模化批量产品三大板块齐发力，太重集团的生产能力极大的提升，已经具备生产300万吨装备或产品的能力。

  此前传统重型机械企业由于缺少市场概念，曾经一度面临无米下炊的窘境；走向市场后，又因为重机产品普遍更重视社会效益而非企业效益，企业自身造血机能严重缺失，生存环境艰难。面对窘境，太重坚定以市场为导向，推动管理体制改革，加大科技开发与技术攻关投入。

  为此，太重集团连续4年召开科技质量大会，累计投入研发资金40亿元，年均增长25%。此外，还通过“揭榜挂帅”和“赛马”机制，开展“卡脖子”技术攻关，攻克设计、工艺、智能化等多项关键核心技术。去年4月，太重集团在科技质量大会上拿出1854万元重奖科技成果创新人才。“这对太重来说是史无前例，对一线科学技术人员是莫大的鼓舞。”太重集团太原重工技术中心主任助理马立辉说。

  “科技进步催动产业变革。行业已发生了翻天覆地的变化，必须用新思路新技术去重塑流程和产品。”马立辉说。大国重器，智勇双全。如今的国产制造业，正在稳步向高端化、智能化、绿色化发展。