铁建重工“将产品塞进电脑、将车间搬上电脑、将隧道建在电脑”的数字化构想付诸实践——
引领地下工程装备产业“数智化”转型
(铁建重工第二产业园生产车间。通讯员 供图)
华声在线全媒体记者 黄利飞 通讯员 胡清 陈歆
盾构机如钢铁巨龙般钻山入地，各项工况数据以每秒数千条的速度传至千里之外，供技术人员实时掌握；重型地下装备“块头”大但“心灵手巧”，作业误差仅在毫厘之间，大大降低施工风险……8月23日，记者走进位于长沙经开区的中国铁建重工集团股份有限公司，在智能工厂里感受浓浓的“智造”气息。
深耕地下工程高端装备领域，铁建重工提出“将产品塞进电脑、将车间搬上电脑、将隧道建在电脑”的数字化构想，逐步实现“研发设计数字化、制造智能化、产品机器人化、服务数智化、管理智慧化”的场景驱动，以产品全生命周期的数字化升级，带动企业全方位数智化转型。
利用数字孪生技术，缩短研发周期，优化产品设计
眼下，广东东莞地铁1号线施工如火如荼。隧道内，作业人员寥寥无几，只见庞大的盾构机刀盘转动，忙碌不已。
“看，这个地方的岩层上软下硬。”在施工现场，非一线作业人员尚不清楚洞内岩土实际情况，但远在700多公里以外的湖南长沙，铁建重工基础与前沿技术研究院数字孪生研究所所长王永胜却是了如指掌。
这得归功于铁建重工自主研发的盾构机数字孪生系统。
数字孪生，顾名思义，就是给现场施工的盾构机，打造一个虚拟世界里的“双胞胎”。
记者在技术人员的电脑上看到，系统画面显示正在东莞地铁1号线施工作业盾构机的数字刀盘图像，实体刀盘缓慢转动、数字刀盘同步转动；不同的是，数字刀盘图像上，颜色有深有浅，“周身”布满不断变化的数据。
“不同的颜色，代表刀片的受力、磨损情况。比如，中间黄色、红色的区域，说明刀片磨损比较厉害。”王永胜手指画面告诉记者。数字孪生，离不开数据、模型和软件。其中，实时生成回传的刀盘转速、推进压力、推进速度等施工数据，经过收集、系统分析后，可为工程师优化下一代产品、不断提高刀盘性能和寿命等提供有力参考。
据了解，铁建重工主要研制非标、定制化产品，在数字孪生技术的帮助下，打破虚实界限，解决了装备服役性能仿真预测、设计优化等难题，实现技术风险关口前移，不仅使研发周期缩短35%以上，装备性能与可靠性也得到全面提升。
产品机器人化、工程建设少人化，从单一制造向服务型制造转型
8月23日，在铁建重工第二产业园调试坪里，一台长着“三头六臂”的智能型凿岩台车，正在进行打孔测试。
“打孔偏差是多少？”
“5公分以内。”
这是目前行业内国际最高的打孔精度。
铁建重工将先进制造与数字化相结合，让大国重器逐渐“机器人化”。
“大块头有大智慧，如今生产的设备都具备自主感知、辅助决策、智能操控、风险识别功能。”铁建重工交通工程装备研究设计院副院长欧阳新池告诉记者，与传统凿岩台车相比，智能型凿岩台车的施工效率提升15%以上。
传统隧道施工作业过程中，人员投入多、劳动强度大、施工安全风险高；智能化装备和技术投入应用后，隧道施工环境和安全性，发生了翻天覆地的变化。
参与过长沙湘雅路过江通道工程施工的盾构机驾驶员刘继东说，在地下30多米，吹着空调，喝着咖啡，盯着屏幕，操作按钮就可以了。
在郑万高铁、高原铁路等10多个国家重大工程建设中，铁建重工的地下工程装备通过5G网络、遥感、建模等信息技术，让施工现场的数据以一秒一次、一次数千条的频率，快速传输汇总到企业服务器。
基于海量数据，技术人员对隧道掘进前方围岩状况作出动态评价，进而推荐科学的掘进与支护参数到施工现场，不仅保证了施工安全，装备故障率平均降低了15%。
“在算力和算法的加持下，公司实现从单一制造向服务型制造的转型。”铁建重工科技发展部副总经理苏翠侠表示，依靠数智化力量，铁建重工能够以产品供应为核心，提供涵盖工程施工所有关键环节的高价值服务体系，并下沉到智慧隧道、智慧桥梁、智慧矿山等多个终端应用场景，推动工程建设少人化。
（黄利飞）
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