鐵建重工：中國裝備長沙制造

周亞明 謝立言

新時代新氣象新作為

“我們在長沙生產(chǎn)的新型盾構(gòu)機(jī)，就是一臺智能機(jī)器人，具有事物感知、自我修正、自我調(diào)節(jié)的功能。它上面搭載了幾千個傳感器，能將在地下施工的工況、設(shè)備狀況等數(shù)據(jù)，直接傳到施工現(xiàn)場的指揮中心和鐵建重工的長沙總部?！痹谥袊F建重工集團(tuán)采訪時，董事長劉飛香對自己的產(chǎn)品顯得尤為自豪，他將產(chǎn)品的智能程度描述成“一鍵完成”，“一個按鈕按下去，工作人員就可以起身去沖咖啡了，一個小時以后，隧道已經(jīng)打好了?！辫F建重工的發(fā)展是對“智能制造看長沙”的生動注解。從本期開始，“芙蓉國里”欄目將講述湖南實體經(jīng)濟(jì)從高速度增長走向高質(zhì)量發(fā)展的故事，展現(xiàn)芙蓉國里新時代的新氣象、新作為。

黨的十九大報告要求，促進(jìn)我國產(chǎn)業(yè)邁向全球價值鏈中高端，培育若干世界級先進(jìn)制造業(yè)集群。這是我國政府繼頒布實施《中國制造2025》后，再次吹響制造業(yè)全面振興的號角，全國上下制造業(yè)大發(fā)展已成如火如荼之勢。在這千帆競發(fā)、百舸爭流，不進(jìn)則退、慢進(jìn)亦退的態(tài)勢下，作為擁有工程裝備制造產(chǎn)業(yè)集群的長株潭城市群的湖南，如何搶占先機(jī)，實現(xiàn)向制造強(qiáng)省的“華麗蝶變”，引來萬千矚目和期待?！爸悄苤圃炜撮L沙”是湖南在邁向制造強(qiáng)省進(jìn)程中，發(fā)出的錚錚誓言。位于國家級長沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的中國鐵建重工集團(tuán)有限公司就這樣闖進(jìn)了高端裝備制造業(yè)領(lǐng)域，進(jìn)入了人們的視野。

另辟蹊徑，施工企業(yè)闖進(jìn)了高端裝備制造業(yè)

走進(jìn)長沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的鐵建重工廠區(qū)，迎面是一臺猶如變形金剛的巨型機(jī)械，這臺巨型機(jī)械機(jī)身有4層樓高，230米長，全身安裝著5萬多個零件。這就是鐵建重工自主研發(fā)的超級盾構(gòu)機(jī)，被譽(yù)為地下“航空母艦”。

中國鐵建重工集團(tuán)有限公司成立于2007年，隸屬于世界500強(qiáng)企業(yè)——中國鐵建股份有限公司，是一家特大型綜合建設(shè)集團(tuán)。中國鐵建在建筑施工中最常遇到的是隧道施工，盾構(gòu)機(jī)是現(xiàn)代隧道施工必不可少的設(shè)備，也是其最主要施工成本構(gòu)成。

盾構(gòu)機(jī)被稱為現(xiàn)代隧道施工中的“巨型人造穿山甲”，無論是高鐵還是地鐵都可以實現(xiàn)隧道開挖襯砌一次性完成。用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧洞施工具有自動化程度高、節(jié)省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響等特點。雖然盾構(gòu)機(jī)成本高昂，但可將地鐵暗挖功效提高8到10倍，而且在施工過程中，地面上不用大面積拆遷，不阻斷交通，施工無噪音，地面不沉降，不影響居民的正常生活。因此，盾構(gòu)機(jī)是現(xiàn)代隧道施工中必不可少的設(shè)備。

由于大型盾構(gòu)機(jī)技術(shù)附加值高、制造工藝復(fù)雜，前些年，國際上只有歐美和日本的幾家企業(yè)能夠研制生產(chǎn)。我國隧道施工使用的盾構(gòu)機(jī)全部是國外企業(yè)生產(chǎn)，不但價格貴得離譜，而且維護(hù)成本也是非常昂貴。特別是如刀片等零部件耗材，價格更是極其高昂。即便如此，訂貨還要提前兩年，更換一次主要零部件要等上3個月。設(shè)備每當(dāng)出現(xiàn)故障，請廠家維修，還需要支付一大筆外國專家上門維修、生活補(bǔ)貼等費用。

已能嫻熟操作世界上所有類型盾構(gòu)機(jī)的中國鐵建下決心自己制造盾構(gòu)機(jī)，他們選擇了工程裝備制造業(yè)聚集的湖南長沙作為研發(fā)制造基地。2007年，中國鐵建重工集團(tuán)有限公司在長沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)成立。

面對創(chuàng)業(yè)之初的艱難，一些人打起了退堂鼓，“人才在哪兒？經(jīng)驗又在哪兒？盾構(gòu)機(jī)可是高端裝備啊！”臨危受命的劉飛香說：“人才沒有，我們誠心去請！經(jīng)驗沒有，我們虛心去學(xué)！”由于盾構(gòu)機(jī)屬于機(jī)械集成產(chǎn)品，集機(jī)械、電氣、液壓、自動化、傳感、信息技術(shù)于一體，同時又涉及到地質(zhì)和水文、土木、力學(xué)等60多門學(xué)科技術(shù)，創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊沒有現(xiàn)成的技術(shù)人才，只能把這些環(huán)節(jié)分解開來，把國內(nèi)做盾構(gòu)機(jī)研究的、設(shè)計的、生產(chǎn)制造的摸排了一遍后，有針對性地去找這一領(lǐng)域的專家。洛陽有一家老國企，雖然效益不好，但是制造工藝管理水平一流，鐵建重工就找他們來負(fù)責(zé)制造工藝。

通過各方的支持和努力，一批國內(nèi)頂尖的人才迅速匯集到了鐵建重工旗下。隨即劉飛香帶領(lǐng)他們到世界上最頂尖的盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)廠家逐一去學(xué)習(xí)、取經(jīng)。

短短一年多時間，鐵建重工自主研發(fā)的首臺盾構(gòu)機(jī)“開路先鋒19號”成功下線，國產(chǎn)化率達(dá)87%。在當(dāng)年長沙地鐵盾構(gòu)機(jī)的招標(biāo)中，鐵建重工以每臺比國外同類產(chǎn)品便宜約500萬元的價格以及專業(yè)的售后服務(wù)解決方案，擊敗國際競爭對手一舉中標(biāo)。接下來，鐵建重工生產(chǎn)的盾構(gòu)機(jī)在北京、西安、武漢、廣州、蘇州、南京、福州等城市地鐵工程中被廣泛采用。

從零起步，技術(shù)創(chuàng)新?lián)纹鹆酥袊圃煨赂叨?/p>

一個脫胎于建筑施工行業(yè)的企業(yè)轉(zhuǎn)行做裝備制造，無論是技術(shù)還是人才儲備，一切都要從零開始。但組建不到十年的鐵建重工硬是從零開始，做到了今天全國最大盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)基地，擁有在工程機(jī)械領(lǐng)域被譽(yù)為地下“航空母艦”的超級裝備——大直徑全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)、世界最先進(jìn)的智能化生產(chǎn)線和新型軌道交通綜合試驗中心，國內(nèi)首家能提供車軌一體化整體解決方案的企業(yè)。同時研制出世界上獨一無二的煤礦斜井掘進(jìn)裝備，占據(jù)中國高速道岔和盾構(gòu)機(jī)兩大領(lǐng)域的半壁江山。

鐵建重工的技術(shù)創(chuàng)新之路一直是簡單明了：走自主創(chuàng)新發(fā)展之路，用創(chuàng)新驅(qū)動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，最終成為面向服務(wù)的制造業(yè)。通過“原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新、持續(xù)創(chuàng)新”的自主創(chuàng)新模式，鐵建重工掘進(jìn)機(jī)、特種裝備、軌道系統(tǒng)、新型軌道交通裝備等產(chǎn)業(yè)板塊實現(xiàn)從零起步、從無到有、從有到大，歷經(jīng)“跟著跑”“并著跑”“領(lǐng)著跑”的“三級跳”，一大批重大技術(shù)裝備戴上了全球首臺套、國產(chǎn)首臺套的光環(huán)，撐起中國制造的新高度，一大批拳頭產(chǎn)品堪稱大國重器、技術(shù)直逼國際巨頭，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。2017年完成產(chǎn)值120億元，創(chuàng)造了主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)30%以上的年均增長速度，昂首進(jìn)入中國工程機(jī)械制造商5強(qiáng)、全球工程機(jī)械制造商50強(qiáng)，成為全球領(lǐng)先的隧道施工智能裝備和高端軌道設(shè)備整體解決方案提供商。

2015年11月14日，由鐵建重工研發(fā)的中國國產(chǎn)首臺鐵路大直徑盾構(gòu)機(jī)正式下線。這臺大直徑盾構(gòu)機(jī)開挖直徑8.8米，總長100米，每臺售價比同類進(jìn)口產(chǎn)品便宜2000萬元以上，性價比高，可靠性好，能夠適用于多種復(fù)雜地層。這臺盾構(gòu)機(jī)擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，一舉打破了國外近一個世紀(jì)的技術(shù)壟斷，極大地加速了中國快速城市化和大鐵路網(wǎng)建設(shè)的步伐。

2018年2月11日，由鐵建重工自主研制的全智能型混凝土噴射機(jī)通過驗收，標(biāo)志著全球首臺全智能型混凝土噴射機(jī)在鐵建重工成功下線。該裝備在世界上首次實現(xiàn)了對隧道噴射區(qū)域的3D掃描建模，具備自動定位、路徑規(guī)劃、智能噴射、自動修正、數(shù)據(jù)交互等功能，是全球首臺具有自感知、自決策與自適應(yīng)功能的全智能型混凝土噴射機(jī)，將極大滿足我國山嶺隧道、城市地鐵隧道、礦山資源開采等地下空間的高速發(fā)展需要。

十年中，鐵建重工實施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，明確“自主研發(fā)、全球采購、系統(tǒng)集成、自主產(chǎn)權(quán)”的產(chǎn)業(yè)化理念和“原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新、持續(xù)創(chuàng)新”的自主創(chuàng)新體制，實施“設(shè)計、制造、施工”三位一體的研發(fā)模式，構(gòu)建獨具特色的創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)體系。

鐵建重工通過開展科技創(chuàng)新平臺建設(shè)，構(gòu)建了國家級企業(yè)技術(shù)中心、工程技術(shù)研究中心、重點（工程）實驗室、博士后工作站、院士專家工作站、工業(yè)設(shè)計中心“六位一體”的科技創(chuàng)新平臺。與浙江大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、中南大學(xué)、西南交通大學(xué)等建立了深度項目合作；與浙江大學(xué)院士團(tuán)隊共建院士專家工作站，與中南大學(xué)共建博士后流動站協(xié)作研發(fā)中心、湖南省工程技術(shù)研究中心，聯(lián)合開辦研究生班；與勘察設(shè)計單位、施工單位、核心供應(yīng)商、科研院所強(qiáng)化技術(shù)、產(chǎn)品等方面的合作。

獨一無二的創(chuàng)新體系，別開生面的創(chuàng)新土壤，承擔(dān)和參與國家科技計劃12項，承擔(dān)省部級科技計劃20余項，鐵建重工在技術(shù)創(chuàng)新的道路上大步邁進(jìn)，向高端軌道交通建設(shè)縱向推進(jìn)。短短十年時間里，鐵建重工已發(fā)展成為一個集地下裝備、軌道設(shè)備、特種裝備和大型養(yǎng)路機(jī)械研究、設(shè)計、制造、服務(wù)于一體的專業(yè)化大型企業(yè)。

量身定制，個性服務(wù)成就制造業(yè)輝煌業(yè)績

由于掌握了完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，加上中國全方位的產(chǎn)業(yè)配套能力，鐵建重工的產(chǎn)品很快受到市場歡迎，占據(jù)很大的國際國內(nèi)市場份額。

每臺售價只有4000多萬元，逼得外國廠商現(xiàn)在也把價格降到了5000萬元左右。鐵建重工卻從不打價格戰(zhàn)，從無到有搶占市場，依靠的是不斷的技術(shù)創(chuàng)新和量身定制的個性化服務(wù)。不論是零部件的更換還是維修服務(wù)，鐵建重工始終隨叫隨到，鐵建重工要做服務(wù)型高端制造企業(yè)。生產(chǎn)過程中邀請客戶來監(jiān)督制造，產(chǎn)品出廠后為客戶提供售前、售中、售后、升級改造直到報廢的全生命周期服務(wù)，進(jìn)而整合客戶及供應(yīng)商共同研發(fā)設(shè)計新產(chǎn)品，個性化服務(wù)為鐵建重工贏得輝煌業(yè)績。

全國最大的煤炭生產(chǎn)企業(yè)之一神華集團(tuán)，長期面臨采煤與掘進(jìn)速度嚴(yán)重不匹配難題。根據(jù)客戶的需求，鐵建重工組成一個20多人的科研小分隊，在和礦工們同吃同住同勞動半年多后，創(chuàng)造性地提出了研制煤礦專用斜井掘進(jìn)機(jī)的想法。

2013年8月，由鐵建重工與神華集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全球首臺長距離、大坡度煤礦斜井TBM掘進(jìn)機(jī)下線，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)外這一領(lǐng)域的空白，更顛覆了煤礦采掘的傳統(tǒng)理念，標(biāo)志著我國在大型高端裝備制造領(lǐng)域取得重大突破。

藍(lán)色“花心”，紅色“花瓣”，刀盤貌似一朵綻放的桃花。具有中國最美盾構(gòu)機(jī)之稱的“沅安號”是專門為湖南常德沅江過江隧道的施工建設(shè)量身定制的，是國產(chǎn)首臺常壓換刀式超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，代表著中國盾構(gòu)機(jī)技術(shù)的最新成果。該設(shè)備具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了我國國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)常壓換刀技術(shù)領(lǐng)域的空白。

盾構(gòu)機(jī)在工作中，刀盤上的刀具經(jīng)常需要更換，但更換刀具是個費時、費力、費錢的活。以前，盾構(gòu)機(jī)如需更換刀具，必須對刀盤后的壓力艙加壓，確保與地層環(huán)境保持相當(dāng)?shù)膲毫?，工作人員“全副武裝”在高于正常氣壓2倍的高壓環(huán)境中更換刀具。由于是高壓環(huán)境，操作人員每次進(jìn)去只能工作半小時。因此，帶壓換刀需要耗費兩天時間才能換1把，效率非常低，而且還對操作人員形成了較高的人身傷害風(fēng)險。鐵建重工的技術(shù)人員發(fā)明了常壓換刀的“獨門絕技”。通過設(shè)置一個閘門，切斷刀盤位置與外部的聯(lián)系，讓工作人員可在常壓環(huán)境下作業(yè)，這種常壓換刀一般40分鐘可換1把刀。這樣既保障了換刀人員的安全，又提高了工作效率，降低了施工建設(shè)成本。

如果說盾構(gòu)機(jī)是裝備制造業(yè)的皇冠，那么大直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)就是皇冠上那顆璀璨奪目的明珠。5年前，鐵建重工成功自主研制出全斷面雙護(hù)盾巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）。這臺在工程機(jī)械領(lǐng)域被譽(yù)為地下“航空母艦”的掘進(jìn)機(jī)直徑15米，自帶雙護(hù)盾，不需要構(gòu)建（鋪設(shè)）隧道之“盾”，即不需要鋪設(shè)管片，而是集開挖、支護(hù)、出渣于一體，可以實現(xiàn)隧道的一次成型。

鐵建重工自主研制的這臺大直徑全斷面雙護(hù)盾巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM），破解了困擾挖掘行業(yè)50多年的世界級難題——“卡機(jī)”?！翱C(jī)”是以往在復(fù)雜的隧道施工環(huán)境中經(jīng)常要面對的一道難題。一旦遭遇“卡機(jī)”，只能通過人工清渣，工期一拖就是幾個月。但現(xiàn)在，鐵建重工工程師的一項獨創(chuàng)技術(shù)，終結(jié)了整個行業(yè)的噩夢。

超過7米直徑的大型掘進(jìn)機(jī)，至少配8個電機(jī)，鐵建重工工程師們將其中一個換成“液壓馬達(dá)”。傳統(tǒng)的巖石隧道掘進(jìn)機(jī)，多用于硬巖挖掘，通常選擇轉(zhuǎn)速更高的電機(jī)來驅(qū)動。而盾構(gòu)機(jī)，多用于挖掘軟巖，通常選擇液壓馬達(dá)驅(qū)動。液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速雖低于電機(jī)，但在同樣功率下的扭矩卻是電機(jī)的5倍。通過液壓馬達(dá)和電機(jī)雙驅(qū)動，就能徹底解決“卡機(jī)”問題。但是兩套完全不同的驅(qū)動系統(tǒng)，如何協(xié)同工作，找到混合驅(qū)動的最佳平衡點，是突破技術(shù)桎梏的關(guān)鍵。鐵建重工的工程師們在車間和試驗臺前度過了無數(shù)個不眠的夜晚，通過不斷創(chuàng)新、徹夜攻關(guān)，終于掌握了制造訣竅，成就了震驚世界的“國之重器”。