8月25日,《證券時報》頭版刊發(fā)《中國工程機械智能化進階 “無人工地”照進現實》文章,以中聯重科打造的行業(yè)首個綠色智慧工地為典型案例,展示中國工程機械智能化升級的新突破、新成果。以下是報道全文。
▲《證券時報》報道
(證券時報記者 張一帆)
在數十米高空中進行厘米級精度的操作,只需一個“游戲手柄”即可完成;挖掘機告別了駕駛艙,根據指令自主施工;嘈雜轟鳴的工地,變成蛙聲蟬鳴相伴的綠色場景……中國工程機械正在經歷一場前所未有的數字化、綠色化變革。
在中聯重科的試驗工地,泵車、起重機、挖掘機等“鋼鐵巨獸”如同默契共舞的機器人,通過感知、交流與協作,實現全自主施工。這不僅是效率的倍增與能耗的降低,更將人從危險、艱苦的環(huán)境中解放出來。在這場智能化升級浪潮中,中國工程機械正以領先的技術集成與場景解決方案,走向世界大舞臺。
中聯重科綠色智慧工地
化繁為簡
在數十米高空中,以厘米級的精度,將混凝土均勻填充到建筑模板腔體中,只需要簡單地推拉遙控器上的一個手柄,安裝在混凝土泵車臂架末端的布料管便能完成任務。
就在幾年前,這樣“游戲”般的操作還不可想象?;炷帘密嚈C手,是一個至少需要兩年培訓才能熟練獨立操作的工種。如果要操控混凝土泵車臂架,傳統(tǒng)的遙控器上對應的手柄數量多達七個,機手需要逐個操控,調配各個關節(jié)使臂架走出直線、弧線等各種軌跡,才能完成一次布料。
中聯重科中央研究院技術研究中心副主任于曉穎介紹,過去,混凝土泵車往往采用三節(jié)以上臂架的折疊式設計,每個臂架關節(jié)都需要單獨進行控制。在現實中高空作業(yè)設備林立的建設工地,還要考慮各類障礙物的嚴重遮擋,往往需要多人、多角度實時觀察、溝通才能確保施工安全。作業(yè)精度低、安全風險高。
如今,七個手柄變成一個,機手只需要關注最后一節(jié)布料管的狀態(tài),剩余的臂架關節(jié)在多個角度傳感器的支持下,全部由系統(tǒng)通過自適應的方式,實現對臂架未端姿態(tài)的配合。同時,搭載多個激光雷達的全域安全感知系統(tǒng),讓智能臂架可以自主進行障礙物避讓。
這臺智能化的泵車,只是從中聯重科綠色智慧工地走出的智能化設備之一。在中聯重科的試驗工地上,除了混凝土泵車,還有汽車吊、玻璃幕墻安裝高空作業(yè)平臺等13款大型工程機械在這里開展改良升級,每一款的精密程度都不亞于一臺“機器人”。
中聯重科綠色智慧工地
這里的全自主作業(yè)的汽車起重機,不同于一般的自動駕駛車輛,它不僅可以在路面上自主駕駛,還可以實現三維空間內自主吊裝。這里的挖掘機,告別了駕駛艙,根據口頭下達的命令,自動判斷施工的位置以及形狀,完成自主挖掘工作。
有趣的是,即便13款設備同時作業(yè),現場依然聽不到太大的噪音,這歸功于中聯重科全面推進的電動化轉型——在電機的驅動下,精密設備的運作更為平穩(wěn),反應速度也更快。
對于中聯重科研發(fā)團隊而言,電動化轉型還帶來了一個小小的福利,“我們晚上在這里做實驗的時候,園區(qū)里靜悄悄的,牛蛙、蟋蟀的叫聲替代了柴油發(fā)動機的轟鳴,加班也輕松了些?!?/span>
機器人的舞步
工程機械智能化轉型的浪潮,經歷了從單機智能到人機協同的過程,正在走向群機協同。中聯重科實驗工地的突破之處,在于促成機群協同和智慧施工——讓機器與機器之間,能感知、會交流、懂協作,施工現場的無人化正在成為現實。
在數十米高的塔機周邊,圍簇著吊裝掛鉤機器人、智能旋翼吊具機器人、擰螺絲機器人等多種類智能輔助機器人,它們跟隨著這個像巨無霸一樣的吊裝掛鉤,完成卸鉤、吊物調姿、裝配件自動鎖緊,協同主機完成自動吊裝與裝配的全流程。
中聯重科裝備與機器人協同作業(yè)
小型機器人如蜂群一般忙碌,塔機和泵車這些“巨無霸”們,也通過BIM實時“溝通”,自動調整姿態(tài),在狹小而繁忙的工地空間,踏著優(yōu)雅而和諧的“舞步”。
數字化轉型,重在“場景牽引、問題導向”。今年8月印發(fā)的《機械工業(yè)數字化轉型實施方案》,明確提出要打造一批低成本、可復用的系統(tǒng)解決方案,加快智能裝備及系統(tǒng)解決方案向中小企業(yè)滲透普及。
方案鼓勵有能力的裝備制造企業(yè)由設備供應商向系統(tǒng)解決方案供應商轉型,面向行業(yè)用戶的數字化轉型需求,提供高水平、專業(yè)化、一站式的集成服務。讓不同機械間的默契合作,設備們彼此連接,搭建起系統(tǒng)解決方案的地基。
在于曉穎看來,一套完整的智能裝備解決方案的實施,意味著對相關場景作業(yè)模式的徹底變革。在智慧施工系統(tǒng)的驅動下,施工任務流程已經發(fā)生改變。全數字化任務交底,相對人工,交底時間可減少90%,施工等待時間可減少28%,通過智能輔助決策,助力施工周期縮短30%,人工能效提高300%。
“能感知、會交流、懂協作”逐步走入現實,中聯重科研發(fā)團隊已經將“自我決策”作為下一挑戰(zhàn)目標,其中,AI大模型的發(fā)展提供了突破難關的云梯。記者看到,以自然語言下達指令,由工程機械自行拆解任務和執(zhí)行任務的實驗,已經在這片工地上展開。
一切為了人
工程機械駕駛艙“消失”、現場輔助工人縮減,無人化帶來了效率的提升,也給人的發(fā)展帶來了更多的可能。
于曉穎表示:“在機械行業(yè),我們智能化努力最核心的需求就是服務于人的安全,工人們離開了危險的現場,有機會開展更豐富、技能提升更高的工作。同時,智能化的實現,也帶來施工效率、質量的提升,及施工能耗的降低?!?/span>
今年,中聯重科研發(fā)團隊參與了一座北方金屬礦山的智能化改造,惡劣的工況環(huán)境讓隊員們印象深刻。數十米的礦山工作面呈螺旋狀逐級下沉,每級下沉的“臺階”寬度僅僅只能滿足兩臺礦車并行。在實際勘探的過程中,不僅駕駛員時刻神經高度緊繃,礦山路況的顛簸也遠超常人想象。
“不僅路況顛簸,如果到了冬天,零下三、四十度的極端低溫和風沙天氣,勞動強度之大難以想象?!庇跁苑f回憶:“這個項目的難度確實非常大,但是對于我們開展產品智能化的研發(fā)人員而言,卻是一種動力,把人從這種危險的工作環(huán)境中解放出來,不就是我們實施智能化改造的價值所在嗎?”
研發(fā)團隊堅定決心后,抱著筆記本電腦,一起坐到礦車里,記錄工況、拆解流程,在最終提供的智慧礦山機械一體化解決方案中,添置無人駕駛礦卡,司機只需要在數公里外的辦公室遠程值班,在應急時接管駕駛即可,安全性大大提升,顛簸之苦也得以免除。同時,智能調度系統(tǒng)與無人駕駛系統(tǒng)的高效聯合,進一步提升了作業(yè)效率、降低了作業(yè)能耗。
即將進入的“十五五”,雅下水電站、新藏鐵路等超級工程接踵而至,在無人區(qū)里,將面臨高海拔施工、強震帶建設,以及更高的環(huán)保要求。“綠色能源工程+極端環(huán)境施工”從加分題變成了必答題,許許多多和中聯重科研發(fā)團隊一樣的中國工程機械研發(fā)人員已經投身于此,以綠色化、數字化為破題關鍵,提筆答卷。
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