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

“我們在長沙生產的新型盾構機，就是一臺智能機器人，具有事物感知、自我修正、自我調節的功能。它上面搭載了幾千個傳感器，能將在地下施工的工況、設備狀況等數據，直接傳到施工現場的指揮中心和鐵建重工的長沙總部。”在中國鐵建重工集團采訪時，董事長劉飛香對自己的產品顯得尤為自豪，他將產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，隧道已經打好了。”鐵建重工的發展是對“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濟從高速度增長走向高質量發展的故事，展現芙蓉國里新時代的新氣象、新作為。

黨的十九大報告要求，促進我國產業邁向全球價值鏈中高端，培育若干世界級先進制造業集群。這是我國政府繼頒布實施《中國制造2025》后，再次吹響制造業全面振興的號角，全國上下制造業大發展已成如火如荼之勢。在這千帆競發、百舸爭流，不進則退、慢進亦退的態勢下，作為擁有工程裝備制造產業集群的長株潭城市群的湖南，如何搶占先機，實現向制造強省的“華麗蝶變”，引來萬千矚目和期待。“智能制造看長沙”是湖南在邁向制造強省進程中，發出的錚錚誓言。位于國家級長沙經濟技術開發區的中國鐵建重工集團有限公司就這樣闖進了高端裝備制造業領域，進入了人們的視野。

另辟蹊徑，施工企業闖進了高端裝備制造業

走進長沙經濟技術開發區的鐵建重工廠區，迎面是一臺猶如變形金剛的巨型機械，這臺巨型機械機身有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的超級盾構機，被譽為地下“航空母艦”。

中國鐵建重工集團有限公司成立于2007年，隸屬于世界500強企業——中國鐵建股份有限公司，是一家特大型綜合建設集團。中國鐵建在建筑施工中最常遇到的是隧道施工，盾構機是現代隧道施工必不可少的設備，也是其最主要施工成本構成。

盾構機被稱為現代隧道施工中的“巨型人造穿山甲”，無論是高鐵還是地鐵都可以實現隧道開挖襯砌一次性完成。用盾構機進行隧洞施工具有自動化程度高、節省人力、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。雖然盾構機成本高昂，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，盾構機是現代隧道施工中必不可少的設備。

由于大型盾構機技術附加值高、制造工藝復雜，前些年，國際上只有歐美和日本的幾家企業能夠研制生產。我國隧道施工使用的盾構機全部是國外企業生產，不但價格貴得離譜，而且維護成本也是非常昂貴。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。設備每當出現故障，請廠家維修，還需要支付一大筆外國專家上門維修、生活補貼等費用。

已能嫻熟操作世界上所有類型盾構機的中國鐵建下決心自己制造盾構機，他們選擇了工程裝備制造業聚集的湖南長沙作為研發制造基地。2007年，中國鐵建重工集團有限公司在長沙經濟技術開發區成立。

面對創業之初的艱難，一些人打起了退堂鼓，“人才在哪兒？經驗又在哪兒？盾構機可是高端裝備啊！”臨危受命的劉飛香說：“人才沒有，我們誠心去請！經驗沒有，我們虛心去學！”由于盾構機屬于機械集成產品，集機械、電氣、液壓、自動化、傳感、信息技術于一體，同時又涉及到地質和水文、土木、力學等60多門學科技術，創業團隊沒有現成的技術人才，只能把這些環節分解開來，把國內做盾構機研究的、設計的、生產制造的摸排了一遍后，有針對性地去找這一領域的專家。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責制造工藝。

通過各方的支持和努力，一批國內頂尖的人才迅速匯集到了鐵建重工旗下。隨即劉飛香帶領他們到世界上最頂尖的盾構機生產廠家逐一去學習、取經。

短短一年多時間，鐵建重工自主研發的首臺盾構機“開路先鋒19號”成功下線，國產化率達87%。在當年長沙地鐵盾構機的招標中，鐵建重工以每臺比國外同類產品便宜約500萬元的價格以及專業的售后服務解決方案，擊敗國際競爭對手一舉中標。接下來，鐵建重工生產的盾構機在北京、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，技術創新撐起了中國制造新高度

一個脫胎于建筑施工行業的企業轉行做裝備制造，無論是技術還是人才儲備，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產業基地，擁有在工程機械領域被譽為地下“航空母艦”的超級裝備——大直徑全斷面巖石隧道掘進機、世界最先進的智能化生產線和新型軌道交通綜合試驗中心，國內首家能提供車軌一體化整體解決方案的企業。同時研制出世界上獨一無二的煤礦斜井掘進裝備，占據中國高速道岔和盾構機兩大領域的半壁江山。

鐵建重工的技術創新之路一直是簡單明了：走自主創新發展之路，用創新驅動制造業轉型升級，最終成為面向服務的制造業。通過“原始創新、集成創新、協同創新、持續創新”的自主創新模式，鐵建重工掘進機、特種裝備、軌道系統、新型軌道交通裝備等產業板塊實現從零起步、從無到有、從有到大，歷經“跟著跑”“并著跑”“領著跑”的“三級跳”，一大批重大技術裝備戴上了全球首臺套、國產首臺套的光環，撐起中國制造的新高度，一大批拳頭產品堪稱大國重器、技術直逼國際巨頭，達到世界領先水平。2017年完成產值120億元，創造了主要經濟指標30%以上的年均增長速度，昂首進入中國工程機械制造商5強、全球工程機械制造商50強，成為全球領先的隧道施工智能裝備和高端軌道設備整體解決方案提供商。

2015年11月14日，由鐵建重工研發的中國國產首臺鐵路大直徑盾構機正式下線。這臺大直徑盾構機開挖直徑8.8米，總長100米，每臺售價比同類進口產品便宜2000萬元以上，性價比高，可靠性好，能夠適用于多種復雜地層。這臺盾構機擁有完全自主知識產權，一舉打破了國外近一個世紀的技術壟斷，極大地加速了中國快速城市化和大鐵路網建設的步伐。

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通過驗收，標志著全球首臺全智能型混凝土噴射機在鐵建重工成功下線。該裝備在世界上首次實現了對隧道噴射區域的3D掃描建模，具備自動定位、路徑規劃、智能噴射、自動修正、數據交互等功能，是全球首臺具有自感知、自決策與自適應功能的全智能型混凝土噴射機，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展需要。

十年中，鐵建重工實施創新發展戰略，明確“自主研發、全球采購、系統集成、自主產權”的產業化理念和“原始創新、集成創新、協同創新、持續創新”的自主創新體制，實施“設計、制造、施工”三位一體的研發模式，構建獨具特色的創新技術研發體系。

鐵建重工通過開展科技創新平臺建設，構建了國家級企業技術中心、工程技術研究中心、重點（工程）實驗室、博士后工作站、院士專家工作站、工業設計中心“六位一體”的科技創新平臺。與浙江大學、天津大學、上海交通大學、中南大學、西南交通大學等建立了深度項目合作；與浙江大學院士團隊共建院士專家工作站，與中南大學共建博士后流動站協作研發中心、湖南省工程技術研究中心，聯合開辦研究生班；與勘察設計單位、施工單位、核心供應商、科研院所強化技術、產品等方面的合作。

獨一無二的創新體系，別開生面的創新土壤，承擔和參與國家科技計劃12項，承擔省部級科技計劃20余項，鐵建重工在技術創新的道路上大步邁進，向高端軌道交通建設縱向推進。短短十年時間里，鐵建重工已發展成為一個集地下裝備、軌道設備、特種裝備和大型養路機械研究、設計、制造、服務于一體的專業化大型企業。

量身定制，個性服務成就制造業輝煌業績

由于掌握了完全的自主知識產權，加上中國全方位的產業配套能力，鐵建重工的產品很快受到市場歡迎，占據很大的國際國內市場份額。

每臺售價只有4000多萬元，逼得外國廠商現在也把價格降到了5000萬元左右。鐵建重工卻從不打價格戰，從無到有搶占市場，依靠的是不斷的技術創新和量身定制的個性化服務。不論是零部件的更換還是維修服務，鐵建重工始終隨叫隨到，鐵建重工要做服務型高端制造企業。生產過程中邀請客戶來監督制造，產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，進而整合客戶及供應商共同研發設計新產品，個性化服務為鐵建重工贏得輝煌業績。

全國最大的煤炭生產企業之一神華集團，長期面臨采煤與掘進速度嚴重不匹配難題。根據客戶的需求，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，創造性地提出了研制煤礦專用斜井掘進機的想法。

2013年8月，由鐵建重工與神華集團聯合研發，擁有完全自主知識產權的全球首臺長距離、大坡度煤礦斜井TBM掘進機下線，不僅填補了國內外這一領域的空白，更顛覆了煤礦采掘的傳統理念，標志著我國在大型高端裝備制造領域取得重大突破。

藍色“花心”，紅色“花瓣”，刀盤貌似一朵綻放的桃花。具有中國最美盾構機之稱的“沅安號”是專門為湖南常德沅江過江隧道的施工建設量身定制的，是國產首臺常壓換刀式超大直徑泥水平衡盾構機，代表著中國盾構機技術的最新成果。該設備具有完全自主知識產權，填補了我國國產盾構機常壓換刀技術領域的空白。

盾構機在工作中，刀盤上的刀具經常需要更換，但更換刀具是個費時、費力、費錢的活。以前，盾構機如需更換刀具，必須對刀盤后的壓力艙加壓，確保與地層環境保持相當的壓力，工作人員“全副武裝”在高于正常氣壓2倍的高壓環境中更換刀具。由于是高壓環境，操作人員每次進去只能工作半小時。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險。鐵建重工的技術人員發明了常壓換刀的“獨門絕技”。通過設置一個閘門，切斷刀盤位置與外部的聯系，讓工作人員可在常壓環境下作業，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，降低了施工建設成本。

如果說盾構機是裝備制造業的皇冠，那么大直徑全斷面隧道掘進機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盾巖石隧道掘進機（TBM）。這臺在工程機械領域被譽為地下“航空母艦”的掘進機直徑15米，自帶雙護盾，不需要構建（鋪設）隧道之“盾”，即不需要鋪設管片，而是集開挖、支護、出渣于一體，可以實現隧道的一次成型。

鐵建重工自主研制的這臺大直徑全斷面雙護盾巖石隧道掘進機（TBM），破解了困擾挖掘行業50多年的世界級難題——“卡機”。“卡機”是以往在復雜的隧道施工環境中經常要面對的一道難題。一旦遭遇“卡機”，只能通過人工清渣，工期一拖就是幾個月。但現在，鐵建重工工程師的一項獨創技術，終結了整個行業的噩夢。

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