鐵建重工新疆公司高端采棉機研發團隊：以青春之我，“智”造高端農機

王碧清

如今，在新疆廣闊無垠的棉田中，進入九月下旬的采收季后，當地種植戶已經可以使用由鐵建重工新疆公司研制的智能六行采棉機進行機械化、智能化采棉。

橘紅色機身、明黃色采棉頭，長10.28米、高5.3米、凈重34噸，這樣的一臺智能六行采棉機，能夠實現自主導航、自動采收打包、故障自診斷和數據遠程操作等功能。一臺采棉機一天可采收500畝棉田，相當于1500人一天的手工采摘量。

硬核的技術、鮮亮的色彩、靈活的行進軌跡，輝映著研發者的初心與使命。今年五四青年節前夕，鐵建重工新疆公司高端采棉機研發團隊被授予第27屆中國青年五四獎章集體。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。他們來自全國不同省市——長沙、山東、新疆等地；他們曾是地下工程裝備、汽車制造等領域的核心骨干，在各自領域嶄露頭角、貢獻青春力量；為“打造更智慧更好用的中國采棉機”，他們于祖國秀麗山河間激昂夢想，砥礪而行。

“懷著夢想，齊聚天山腳下”

中國鐵建重工集團股份有限公司（簡稱“鐵建重工”）創立于2007年，隸屬中國鐵建股份有限公司，在隧道掘進機、軌道系統、特種裝備等領域，掌握多項核心關鍵技術，是解決制造業“卡脖子”技術難點的重要支撐力量。2015年7月，鐵建重工新疆有限公司成立，并作出打造高端農機產業創效板塊的戰略部署。

新疆是全國重要的棉花生產基地，棉花產量全國占比達90%以上。每逢新疆豐收季，棉田如雪如浪。農業機械化也很早應用在棉花產業中。然而，新疆采棉市場，常年被國外農機巨頭壟斷。

在初期市場調研時，“進口設備貴”“維修周期長”“一機難求”“作為國家隊，做大國重器的，能不能做棉花機械”等種植戶的心聲、不易，讓不少第一次走進棉田的年輕人深受觸動。鐵建重工新疆有限公司黨委書記、高端農機研究設計院院長伍濤回憶：“當時，使命感油然而生。調研之后，項目組很快組建，大家懷著夢想，齊聚天山腳下，立志要打造更智慧更好用的采棉機。雖然新疆距鐵建重工集團總部長沙有些遠，約有3000公里，但對于研發人員來說，在一個廣闊平臺進行技術攻關很有挑戰性和吸引力！”

2017年6月，60余名青年骨干從各地趕赴烏魯木齊。在踏入農機領域之前，團隊成員曾在掘進設備等領域，參與完成多個首臺（套）產品，戰績卓著。帶著這樣的自信與底氣，團隊開啟采棉機的研制工作。

很快，大家發現，農機產品不止功能復雜，在車橋變速箱、打包系統等關鍵技術和核心零部件上，嚴重受制于人。雖“心里涼了半截”，但大家很快冷靜下來，討論后，決定兵分幾路，從結構、原材料、控制邏輯等關鍵環節上展開攻關。

棉花的生長本身具有不規則性，受溫度、濕度、品種等影響較大，在采摘時，有的棉花枝干可能一碰就斷。團隊要想實現棉花自然狀態下的高效采摘，農機設計過程頗為復雜。以采棉頭為例，每一個采棉頭都有數千個零部件組成，研發技術難度高。團隊通過不斷優化采棉頭結構和傳動系統，對采棉頭結構參數與工作參數進行優化，以提高采摘效率。

團隊經過反復試驗、調整，不斷優化采棉頭的運動軌跡，使之與采棉機行駛時高效匹配；再考慮到棉花品種、長勢、濕度等因素，進行大量試驗，一次次回溯、分析，最終攻克了采棉頭的技術難點。

2018年9月7日，團隊成功下線第一臺高端智能六行箱式采棉機（4MZ-6）。該產品具有采棉、一鍵卸棉、故障監測預警、消防噴淋、倒車影像等智能功能，打破國外品牌對該領域裝備技術長達數十年的壟斷。該產品也獲得2019年中國創新“好設計”金獎。

在小結會議上，團隊提出：“我們只是實現進口機器替代就行了嗎？”這樣的問題，大家早已有了答案。同時期，國外同行開始研究“打包一體”的采棉機。時不我待，使命在肩，團隊成員再一次一鼓作氣，乘勢而上。箱式采棉機已具備一定的智能化水平，但人工操作的強度不小，實現采棉全程機械化，勢在必行。

“每一個百分點，我們都會盡可能地提高”

一朵朵棉花延綿相連，從空中俯瞰，頗為壯闊，采棉機行進其中，則是另一番風景。每一次技術升級，從想法到落地，常歷經磨難與坎坷，難以一蹴而就，團隊的心智與決心幾經磨礪，在數不盡的總結、復盤之中，團隊不斷窮盡個人才智、精力，只為尋求、靠近最優解。

“汽車可以實現自動駕駛，采棉機能否也應用自動駕駛技術？”為了讓用戶降低勞動強度、輕松駕駛，同時保證采收品質，團隊決定將自動駕駛技術運用在采棉操作。

從棉田的一行駛入另一行，準確調轉、對行，是技術難點之一。團隊通過自動導航RTK技術，確保精度控制在2.5厘米的誤差范圍內，來保證采棉機準確入行。

“準確”還體現于采凈率、含雜率等關鍵指標。僅完成采摘還不足夠，要采摘準確、采摘干凈、含雜率低。機采作業一般要求采凈率大于93%、含雜率小于11%。達到基本的標準，對于研發團隊來說，只是起點。伍濤設想：也許，圖像識別技術可以應用其中。在過去的實踐經驗中，伍濤在自動控制、圖像識別等前沿技術已有積累。他直言感受：“我們的先進技術為什么不能用在農機上？我們不能總是跟著別人走，對吧？”

將圖像識別技術創新融合到采棉機，是團隊自主創新的重要突破之一。通過圖像識別技術的成功應用，可以實時對比采收前后的棉花圖像，機器隨即自動調整相應的操作參數，采凈率高達97%、平均95%，含雜率則不高于10%。

“看似是每一個1%，我們可能會花一兩個月，甚至一兩年去不停地測試、分析、提升。”團隊深知，對于種植戶而言，每一個百分比的提高，都是農戶的收益與生計支撐。“所以，每一個百分點，我們都會盡可能提高。”

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

在棉田里，團隊不斷填充棉花進行打包測設，終于在一個夜間成功打出一個棉包，但還來不及喜悅，孫奎發現，棉包兩側容易散落，并沒有達到設計預期。經過重新調整設計，增加部件結構，當第一個完美的棉花包從采棉機成功吞吐而出，現場的團隊成員興奮歡呼，“有想流淚的沖動”。

2020年8月，國產首臺自主研發的六行智能打包采棉機正式下線。團隊攻克了棉花空滿倉感應技術、棉花預壓縮及輸送技術、棉包成型技術、包膜技術等關鍵核心技術，完成采摘系統、風控系統、打包系統、附膜系統的高效銜接，打破一個個“不可能”，制造出先進、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通過了陳學庚院士及國內專家團隊的鑒定，獲得“成果整體達到國際先進水平，智能化應用技術達到國際領先水平”的評價；2022年9月27日，智能六行采棉機作為行業唯一代表，參加“奮進新時代”主題成就展。在加速實現六行采棉機產品的研發、試驗、生產過程中，團隊不負使命與重任，推進了國產化采棉機代替進口采棉機的速度，助力帶動農機配套產業鏈高質量發展。

4MZ-6自走式采棉機、4MZD-6采棉打包一體機、4MZD-3采棉打包機……采棉機產品系列，經過團隊的創新研發，從廠房走進田間地頭。

孫奎說，“中國農機看兩疆（新疆、黑龍江）”、新疆農業的發展前景，曾激勵他從山東趕赴新疆從事農機制造，真正投身其中，研制農機固然艱辛，但隨著與團隊成員共同奮戰，揮灑汗水取得一項項成果，內心更多的是自信與豪情。“首先是滿足用戶需要，為他們服務，很有成就感。其次，我們的很多對手都來自國外的巨頭企業，而我們農機的自動化程度其實非常高，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農機，生怕大家不知道我們研制出來了高端農機。”

“我們是積極向上的，青春的，不畏困難的”

當將一輛輛4MZD-6采棉打包機運送而出，團隊久違的愿望，落地成真。團隊成員阿依仙母·巴哈克力木從小成長于棉花種植家庭，對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，她加入研發團隊，共同參與采棉機的結構件、傳動系統、覆膜系統等關鍵技術的攻關。

對于阿依仙母而言，除了技術上的挑戰，開展農機研究的主要挑戰是直面農戶。“他們是用辛苦換錢，因此對我們產品的可靠性、穩定性要求很高，他們的期望也很簡單，就是在采收作業當中，不要發生任何故障。”這些心聲和期待，正是團隊成員對產品精益求精的動力。

團隊成員分為研發小組和服務小組，在棉花采收季，常常24小時待命。大家或睡在辦公室，或直接躺在棉花垛上過夜。“棉花采收季就一個多月，那都是用戶一年的心血，10月下旬以后，可能會下雪，我們一定要確保地里的設備良好運轉，那段時間，大家基本都休息得少。”孫奎說。

2022年采棉季即將到來，從采棉機的發送到保障服務，團隊面臨嚴峻挑戰。因疫情影響，車輛的聯系、發運、調試，都有困難。團隊成員主動來到公司，吃住在公司，確保發送的車輛調試到位。采棉時，有技術人員駐扎在田間地頭，吃睡都在服務車上。而后方的研發團隊主動放棄休假、犧牲休息時間，堅守在崗位，前方“傳來”技術難題時，研發人員及時分析故障、提出解決方案。在艱辛條件下，沒有人有怨言，大家的目標只有一個：服務好車輛、保障采收作業順利完成。

“還有一些地方，服務團隊無法去現場，這個時候比的就是硬實力，要靠產品自身的技術，以及產品的穩定性、可靠性。”伍濤說，“之前有一個誤區，就是認為國產設備需要服務人員一直跟著，實際上，打鐵還靠自身硬，只要能把質量控制好，實際應用中，整個設備的運轉一點不比進口設備差”。

從研發、試驗、下線，到服務用戶，團隊面臨的艱辛時刻不勝枚舉；喜悅幸福的瞬間，亦常令大家感念。“我們一整晚地想解決問題的方案、一把把地做試驗，在棉地里，灰塵很大，大家灰頭土臉的，這里的紫外線又強。扎在農田里一身土，鉆進機子里又是油……沒有人說累，沒有人怕，可能有壓力，遇到問題，大家都在一遍遍去改進、去求證。我覺得我們整個團隊是積極向上的，青春的，不畏困難的。我們就想著把產品做好，得到農戶實實在在的認可，讓大家覺得國產的采棉機頂呱呱！”阿依仙母有感而發。

當一臺臺采棉機整裝待發，當用戶拿著錦旗送到公司，當用戶說“你們的機器的確很不錯”……這都是團隊成員感受到鼓舞的幸福時刻。2022年6月，“鐵建紅”——智能六行采棉機，走出國門，運往烏茲別克斯坦，在當地棉田展現中國農機的“智”造魅力，并被納入采購計劃中。

加速我國裝備制造業邁向高端化、智能化、綠色化發展，推進國產農機高質量發展、以科技創新賦能農機產業，鐵建兒女弘揚“逢山鑿路、遇水架橋”鐵道兵精神，發力農機裝備制造與研發，志存高遠、步履不歇。當下，他們繼續投身農機技術的創新迭代，深入祖國廣闊腹地，開發與當地地勢、農作物相宜的農機產品。

鐵建重工新疆公司高端采棉機研發團隊說：“習近平總書記指出，‘青年時代，選擇吃苦也就選擇了收獲，選擇奉獻也就選擇了高尚。作為新時代青年，國家需要我們做什么，我們就要敢于迎難而上！”

責任編輯 張惠清