鐵建重工新疆公司高端采棉機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)：以青春之我，“智”造高端農(nóng)機(jī)

王碧清

如今，在新疆廣闊無(wú)垠的棉田中，進(jìn)入九月下旬的采收季后，當(dāng)?shù)胤N植戶已經(jīng)可以使用由鐵建重工新疆公司研制的智能六行采棉機(jī)進(jìn)行機(jī)械化、智能化采棉。

橘紅色機(jī)身、明黃色采棉頭，長(zhǎng)10.28米、高5.3米、凈重34噸，這樣的一臺(tái)智能六行采棉機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)自主導(dǎo)航、自動(dòng)采收打包、故障自診斷和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程操作等功能。一臺(tái)采棉機(jī)一天可采收500畝棉田，相當(dāng)于1500人一天的手工采摘量。

硬核的技術(shù)、鮮亮的色彩、靈活的行進(jìn)軌跡，輝映著研發(fā)者的初心與使命。今年五四青年節(jié)前夕，鐵建重工新疆公司高端采棉機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)被授予第27屆中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)录w。這支62人組建的“鐵軍”，平均年齡不到35歲，一派青春昂然之姿。他們來(lái)自全國(guó)不同省市——長(zhǎng)沙、山東、新疆等地；他們?cè)堑叵鹿こ萄b備、汽車(chē)制造等領(lǐng)域的核心骨干，在各自領(lǐng)域嶄露頭角、貢獻(xiàn)青春力量；為“打造更智慧更好用的中國(guó)采棉機(jī)”，他們于祖國(guó)秀麗山河間激昂夢(mèng)想，砥礪而行。

“懷著夢(mèng)想，齊聚天山腳下”

中國(guó)鐵建重工集團(tuán)股份有限公司（簡(jiǎn)稱“鐵建重工”）創(chuàng)立于2007年，隸屬中國(guó)鐵建股份有限公司，在隧道掘進(jìn)機(jī)、軌道系統(tǒng)、特種裝備等領(lǐng)域，掌握多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)，是解決制造業(yè)“卡脖子”技術(shù)難點(diǎn)的重要支撐力量。2015年7月，鐵建重工新疆有限公司成立，并作出打造高端農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)效板塊的戰(zhàn)略部署。

新疆是全國(guó)重要的棉花生產(chǎn)基地，棉花產(chǎn)量全國(guó)占比達(dá)90%以上。每逢新疆豐收季，棉田如雪如浪。農(nóng)業(yè)機(jī)械化也很早應(yīng)用在棉花產(chǎn)業(yè)中。然而，新疆采棉市場(chǎng)，常年被國(guó)外農(nóng)機(jī)巨頭壟斷。

在初期市場(chǎng)調(diào)研時(shí)，“進(jìn)口設(shè)備貴”“維修周期長(zhǎng)”“一機(jī)難求”“作為國(guó)家隊(duì)，做大國(guó)重器的，能不能做棉花機(jī)械”等種植戶的心聲、不易，讓不少第一次走進(jìn)棉田的年輕人深受觸動(dòng)。鐵建重工新疆有限公司黨委書(shū)記、高端農(nóng)機(jī)研究設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)伍濤回憶：“當(dāng)時(shí)，使命感油然而生。調(diào)研之后，項(xiàng)目組很快組建，大家懷著夢(mèng)想，齊聚天山腳下，立志要打造更智慧更好用的采棉機(jī)。雖然新疆距鐵建重工集團(tuán)總部長(zhǎng)沙有些遠(yuǎn)，約有3000公里，但對(duì)于研發(fā)人員來(lái)說(shuō)，在一個(gè)廣闊平臺(tái)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)很有挑戰(zhàn)性和吸引力！”

2017年6月，60余名青年骨干從各地趕赴烏魯木齊。在踏入農(nóng)機(jī)領(lǐng)域之前，團(tuán)隊(duì)成員曾在掘進(jìn)設(shè)備等領(lǐng)域，參與完成多個(gè)首臺(tái)（套）產(chǎn)品，戰(zhàn)績(jī)卓著。帶著這樣的自信與底氣，團(tuán)隊(duì)開(kāi)啟采棉機(jī)的研制工作。

很快，大家發(fā)現(xiàn)，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品不止功能復(fù)雜，在車(chē)橋變速箱、打包系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)和核心零部件上，嚴(yán)重受制于人。雖“心里涼了半截”，但大家很快冷靜下來(lái)，討論后，決定兵分幾路，從結(jié)構(gòu)、原材料、控制邏輯等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上展開(kāi)攻關(guān)。

棉花的生長(zhǎng)本身具有不規(guī)則性，受溫度、濕度、品種等影響較大，在采摘時(shí)，有的棉花枝干可能一碰就斷。團(tuán)隊(duì)要想實(shí)現(xiàn)棉花自然狀態(tài)下的高效采摘，農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程頗為復(fù)雜。以采棉頭為例，每一個(gè)采棉頭都有數(shù)千個(gè)零部件組成，研發(fā)技術(shù)難度高。團(tuán)隊(duì)通過(guò)不斷優(yōu)化采棉頭結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)采棉頭結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以提高采摘效率。

團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)、調(diào)整，不斷優(yōu)化采棉頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，使之與采棉機(jī)行駛時(shí)高效匹配；再考慮到棉花品種、長(zhǎng)勢(shì)、濕度等因素，進(jìn)行大量試驗(yàn)，一次次回溯、分析，最終攻克了采棉頭的技術(shù)難點(diǎn)。

2018年9月7日，團(tuán)隊(duì)成功下線第一臺(tái)高端智能六行箱式采棉機(jī)（4MZ-6）。該產(chǎn)品具有采棉、一鍵卸棉、故障監(jiān)測(cè)預(yù)警、消防噴淋、倒車(chē)影像等智能功能，打破國(guó)外品牌對(duì)該領(lǐng)域裝備技術(shù)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的壟斷。該產(chǎn)品也獲得2019年中國(guó)創(chuàng)新“好設(shè)計(jì)”金獎(jiǎng)。

在小結(jié)會(huì)議上，團(tuán)隊(duì)提出：“我們只是實(shí)現(xiàn)進(jìn)口機(jī)器替代就行了嗎？”這樣的問(wèn)題，大家早已有了答案。同時(shí)期，國(guó)外同行開(kāi)始研究“打包一體”的采棉機(jī)。時(shí)不我待，使命在肩，團(tuán)隊(duì)成員再一次一鼓作氣，乘勢(shì)而上。箱式采棉機(jī)已具備一定的智能化水平，但人工操作的強(qiáng)度不小，實(shí)現(xiàn)采棉全程機(jī)械化，勢(shì)在必行。

“每一個(gè)百分點(diǎn)，我們都會(huì)盡可能地提高”

一朵朵棉花延綿相連，從空中俯瞰，頗為壯闊，采棉機(jī)行進(jìn)其中，則是另一番風(fēng)景。每一次技術(shù)升級(jí)，從想法到落地，常歷經(jīng)磨難與坎坷，難以一蹴而就，團(tuán)隊(duì)的心智與決心幾經(jīng)磨礪，在數(shù)不盡的總結(jié)、復(fù)盤(pán)之中，團(tuán)隊(duì)不斷窮盡個(gè)人才智、精力，只為尋求、靠近最優(yōu)解。

“汽車(chē)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，采棉機(jī)能否也應(yīng)用自動(dòng)駕駛技術(shù)？”為了讓用戶降低勞動(dòng)強(qiáng)度、輕松駕駛，同時(shí)保證采收品質(zhì)，團(tuán)隊(duì)決定將自動(dòng)駕駛技術(shù)運(yùn)用在采棉操作。

從棉田的一行駛?cè)肓硪恍?，?zhǔn)確調(diào)轉(zhuǎn)、對(duì)行，是技術(shù)難點(diǎn)之一。團(tuán)隊(duì)通過(guò)自動(dòng)導(dǎo)航RTK技術(shù)，確保精度控制在2.5厘米的誤差范圍內(nèi)，來(lái)保證采棉機(jī)準(zhǔn)確入行。

“準(zhǔn)確”還體現(xiàn)于采凈率、含雜率等關(guān)鍵指標(biāo)。僅完成采摘還不足夠，要采摘準(zhǔn)確、采摘干凈、含雜率低。機(jī)采作業(yè)一般要求采凈率大于93%、含雜率小于11%。達(dá)到基本的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于研發(fā)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，只是起點(diǎn)。伍濤設(shè)想：也許，圖像識(shí)別技術(shù)可以應(yīng)用其中。在過(guò)去的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，伍濤在自動(dòng)控制、圖像識(shí)別等前沿技術(shù)已有積累。他直言感受：“我們的先進(jìn)技術(shù)為什么不能用在農(nóng)機(jī)上？我們不能總是跟著別人走，對(duì)吧？”

將圖像識(shí)別技術(shù)創(chuàng)新融合到采棉機(jī)，是團(tuán)隊(duì)自主創(chuàng)新的重要突破之一。通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)的成功應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)對(duì)比采收前后的棉花圖像，機(jī)器隨即自動(dòng)調(diào)整相應(yīng)的操作參數(shù)，采凈率高達(dá)97%、平均95%，含雜率則不高于10%。

“看似是每一個(gè)1%，我們可能會(huì)花一兩個(gè)月，甚至一兩年去不停地測(cè)試、分析、提升?！眻F(tuán)隊(duì)深知，對(duì)于種植戶而言，每一個(gè)百分比的提高，都是農(nóng)戶的收益與生計(jì)支撐?！八裕恳粋€(gè)百分點(diǎn)，我們都會(huì)盡可能提高?！?/p>

在打包覆膜階段，難題再度出現(xiàn)。如何將松散的棉花壓縮成高密度的棉包，同時(shí)可以持續(xù)采摘？團(tuán)隊(duì)成員孫奎回憶，棉花當(dāng)中因有棉花纖維、容易在擠壓中變形，因此對(duì)于打包覆膜的力度控制要求高。

在棉田里，團(tuán)隊(duì)不斷填充棉花進(jìn)行打包測(cè)設(shè)，終于在一個(gè)夜間成功打出一個(gè)棉包，但還來(lái)不及喜悅，孫奎發(fā)現(xiàn)，棉包兩側(cè)容易散落，并沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。經(jīng)過(guò)重新調(diào)整設(shè)計(jì)，增加部件結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)完美的棉花包從采棉機(jī)成功吞吐而出，現(xiàn)場(chǎng)的團(tuán)隊(duì)成員興奮歡呼，“有想流淚的沖動(dòng)”。

2020年8月，國(guó)產(chǎn)首臺(tái)自主研發(fā)的六行智能打包采棉機(jī)正式下線。團(tuán)隊(duì)攻克了棉花空滿倉(cāng)感應(yīng)技術(shù)、棉花預(yù)壓縮及輸送技術(shù)、棉包成型技術(shù)、包膜技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)，完成采摘系統(tǒng)、風(fēng)控系統(tǒng)、打包系統(tǒng)、附膜系統(tǒng)的高效銜接，打破一個(gè)個(gè)“不可能”，制造出先進(jìn)、智慧的“鐵建紅”。

2022年7月30日，鐵建重工新疆公司研制的智能六行采棉機(jī)通過(guò)了陳學(xué)庚院士及國(guó)內(nèi)專家團(tuán)隊(duì)的鑒定，獲得“成果整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，智能化應(yīng)用技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”的評(píng)價(jià)；2022年9月27日，智能六行采棉機(jī)作為行業(yè)唯一代表，參加“奮進(jìn)新時(shí)代”主題成就展。在加速實(shí)現(xiàn)六行采棉機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)、試驗(yàn)、生產(chǎn)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)不負(fù)使命與重任，推進(jìn)了國(guó)產(chǎn)化采棉機(jī)代替進(jìn)口采棉機(jī)的速度，助力帶動(dòng)農(nóng)機(jī)配套產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展。

4MZ-6自走式采棉機(jī)、4MZD-6采棉打包一體機(jī)、4MZD-3采棉打包機(jī)……采棉機(jī)產(chǎn)品系列，經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新研發(fā)，從廠房走進(jìn)田間地頭。

孫奎說(shuō)，“中國(guó)農(nóng)機(jī)看兩疆（新疆、黑龍江）”、新疆農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景，曾激勵(lì)他從山東趕赴新疆從事農(nóng)機(jī)制造，真正投身其中，研制農(nóng)機(jī)固然艱辛，但隨著與團(tuán)隊(duì)成員共同奮戰(zhàn)，揮灑汗水取得一項(xiàng)項(xiàng)成果，內(nèi)心更多的是自信與豪情。“首先是滿足用戶需要，為他們服務(wù)，很有成就感。其次，我們的很多對(duì)手都來(lái)自國(guó)外的巨頭企業(yè)，而我們農(nóng)機(jī)的自動(dòng)化程度其實(shí)非常高，所以，我們特別自信、特別積極地向大家推廣介紹我們的高品質(zhì)農(nóng)機(jī)，生怕大家不知道我們研制出來(lái)了高端農(nóng)機(jī)。”

“我們是積極向上的，青春的，不畏困難的”

當(dāng)將一輛輛4MZD-6采棉打包機(jī)運(yùn)送而出，團(tuán)隊(duì)久違的愿望，落地成真。團(tuán)隊(duì)成員阿依仙母·巴哈克力木從小成長(zhǎng)于棉花種植家庭，對(duì)手工采棉的辛苦非常了解，“手工采摘，腰疼，手上也都是棉花殼割傷的印子”。2019年，她加入研發(fā)團(tuán)隊(duì)，共同參與采棉機(jī)的結(jié)構(gòu)件、傳動(dòng)系統(tǒng)、覆膜系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。

對(duì)于阿依仙母而言，除了技術(shù)上的挑戰(zhàn)，開(kāi)展農(nóng)機(jī)研究的主要挑戰(zhàn)是直面農(nóng)戶?！八麄兪怯眯量鄵Q錢(qián)，因此對(duì)我們產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性要求很高，他們的期望也很簡(jiǎn)單，就是在采收作業(yè)當(dāng)中，不要發(fā)生任何故障。”這些心聲和期待，正是團(tuán)隊(duì)成員對(duì)產(chǎn)品精益求精的動(dòng)力。

團(tuán)隊(duì)成員分為研發(fā)小組和服務(wù)小組，在棉花采收季，常常24小時(shí)待命。大家或睡在辦公室，或直接躺在棉花垛上過(guò)夜?！懊藁ú墒占揪鸵粋€(gè)多月，那都是用戶一年的心血，10月下旬以后，可能會(huì)下雪，我們一定要確保地里的設(shè)備良好運(yùn)轉(zhuǎn)，那段時(shí)間，大家基本都休息得少?！睂O奎說(shuō)。

2022年采棉季即將到來(lái)，從采棉機(jī)的發(fā)送到保障服務(wù)，團(tuán)隊(duì)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因疫情影響，車(chē)輛的聯(lián)系、發(fā)運(yùn)、調(diào)試，都有困難。團(tuán)隊(duì)成員主動(dòng)來(lái)到公司，吃住在公司，確保發(fā)送的車(chē)輛調(diào)試到位。采棉時(shí)，有技術(shù)人員駐扎在田間地頭，吃睡都在服務(wù)車(chē)上。而后方的研發(fā)團(tuán)隊(duì)主動(dòng)放棄休假、犧牲休息時(shí)間，堅(jiān)守在崗位，前方“傳來(lái)”技術(shù)難題時(shí)，研發(fā)人員及時(shí)分析故障、提出解決方案。在艱辛條件下，沒(méi)有人有怨言，大家的目標(biāo)只有一個(gè)：服務(wù)好車(chē)輛、保障采收作業(yè)順利完成。

“還有一些地方，服務(wù)團(tuán)隊(duì)無(wú)法去現(xiàn)場(chǎng)，這個(gè)時(shí)候比的就是硬實(shí)力，要靠產(chǎn)品自身的技術(shù)，以及產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性。”伍濤說(shuō)，“之前有一個(gè)誤區(qū)，就是認(rèn)為國(guó)產(chǎn)設(shè)備需要服務(wù)人員一直跟著，實(shí)際上，打鐵還靠自身硬，只要能把質(zhì)量控制好，實(shí)際應(yīng)用中，整個(gè)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)一點(diǎn)不比進(jìn)口設(shè)備差”。

從研發(fā)、試驗(yàn)、下線，到服務(wù)用戶，團(tuán)隊(duì)面臨的艱辛?xí)r刻不勝枚舉；喜悅幸福的瞬間，亦常令大家感念?！拔覀円徽淼叵虢鉀Q問(wèn)題的方案、一把把地做試驗(yàn)，在棉地里，灰塵很大，大家灰頭土臉的，這里的紫外線又強(qiáng)。扎在農(nóng)田里一身土，鉆進(jìn)機(jī)子里又是油……沒(méi)有人說(shuō)累，沒(méi)有人怕，可能有壓力，遇到問(wèn)題，大家都在一遍遍去改進(jìn)、去求證。我覺(jué)得我們整個(gè)團(tuán)隊(duì)是積極向上的，青春的，不畏困難的。我們就想著把產(chǎn)品做好，得到農(nóng)戶實(shí)實(shí)在在的認(rèn)可，讓大家覺(jué)得國(guó)產(chǎn)的采棉機(jī)頂呱呱！”阿依仙母有感而發(fā)。

當(dāng)一臺(tái)臺(tái)采棉機(jī)整裝待發(fā)，當(dāng)用戶拿著錦旗送到公司，當(dāng)用戶說(shuō)“你們的機(jī)器的確很不錯(cuò)”……這都是團(tuán)隊(duì)成員感受到鼓舞的幸福時(shí)刻。2022年6月，“鐵建紅”——智能六行采棉機(jī)，走出國(guó)門(mén)，運(yùn)往烏茲別克斯坦，在當(dāng)?shù)孛尢镎宫F(xiàn)中國(guó)農(nóng)機(jī)的“智”造魅力，并被納入采購(gòu)計(jì)劃中。

加速我國(guó)裝備制造業(yè)邁向高端化、智能化、綠色化發(fā)展，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)農(nóng)機(jī)高質(zhì)量發(fā)展、以科技創(chuàng)新賦能農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)，鐵建兒女弘揚(yáng)“逢山鑿路、遇水架橋”鐵道兵精神，發(fā)力農(nóng)機(jī)裝備制造與研發(fā)，志存高遠(yuǎn)、步履不歇。當(dāng)下，他們繼續(xù)投身農(nóng)機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新迭代，深入祖國(guó)廣闊腹地，開(kāi)發(fā)與當(dāng)?shù)氐貏?shì)、農(nóng)作物相宜的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品。

鐵建重工新疆公司高端采棉機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)說(shuō)：“習(xí)近平總書(shū)記指出，‘青年時(shí)代，選擇吃苦也就選擇了收獲，選擇奉獻(xiàn)也就選擇了高尚。作為新時(shí)代青年，國(guó)家需要我們做什么，我們就要敢于迎難而上！”

責(zé)任編輯 張惠清