歷時(shí)10年，投入1.2億元，接連突破甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)抗機(jī)油乳化技術(shù)、低溫冷啟動(dòng)技術(shù)、控早燃爆震技術(shù)等多項(xiàng)行業(yè)難題……近日，由山東重工集團(tuán)旗下濰柴動(dòng)力股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“濰柴”)研發(fā)的國內(nèi)首臺(tái)甲醇燃料礦用挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，正式交付新疆礦區(qū)。

這是濰柴著力鍛造“國產(chǎn)引擎”的生動(dòng)寫照。

作為中國裝備制造業(yè)的翹楚，濰柴一路追趕超越，持續(xù)突破，推陳出新。其背后，是以濰柴為代表的中國企業(yè)不斷尋求自主可控，一步步邁向全球價(jià)值鏈的探索歷程。

自主可控，大型礦卡用上“中國心”

7月，在內(nèi)蒙古鄂爾多斯東北部的露天礦場(chǎng)中，眾多礦山用挖掘機(jī)在陡峭崖壁上持續(xù)攀爬掘進(jìn)，重達(dá)400噸的礦用卡車滿載礦產(chǎn)輾轉(zhuǎn)輸出。

其實(shí)，忙碌的背后，卻隱藏著采礦行業(yè)不容忽視的困境。“當(dāng)下，我國重型礦山裝備大多由國際巨頭壟斷。他們憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)占據(jù)優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)售價(jià)、維修費(fèi)用都十分昂貴。”包鋼白云鄂博鐵礦副礦長(zhǎng)王國棟向科技日?qǐng)?bào)記者坦言。

研發(fā)礦山裝備并非易事。露天礦場(chǎng)的工作條件異常艱苦，各類礦山裝備通常要面對(duì)-45℃至45℃極端的工作溫差，保持每天22小時(shí)以上重載作業(yè)，并保證90%以上出勤率，服役長(zhǎng)達(dá)30年。除此之外，它們還要直面高海拔、高粉塵、高強(qiáng)度振動(dòng)三重考驗(yàn)。

“如果說普通重卡用的發(fā)動(dòng)機(jī)是奔跑的馬拉松選手，那么礦卡、礦挖等使用的礦山動(dòng)力設(shè)備就是負(fù)重攀巖的極限運(yùn)動(dòng)員。”中國礦業(yè)大學(xué)教授周偉表示，礦用設(shè)備的工作循環(huán)通常都處于峰值負(fù)荷狀態(tài)，這在熱管理、材料強(qiáng)度、控制精度等方面，對(duì)其動(dòng)力系統(tǒng)提出了遠(yuǎn)超常規(guī)運(yùn)輸設(shè)備的要求。

如何突破技術(shù)瓶頸?濰柴總經(jīng)理助理、電控研究院院長(zhǎng)劉興義以礦山動(dòng)力電控系統(tǒng)(ECU)為例，分享了企業(yè)坎坷的研發(fā)故事：這塊看似巴掌大的電路板，控制著發(fā)動(dòng)機(jī)的“呼吸與心跳”，但其技術(shù)瓶頸卻長(zhǎng)期難以突破。2010年，濰柴在行業(yè)內(nèi)率先啟動(dòng)自主電控系統(tǒng)的研發(fā)，但這條路異常難走。

為了攻關(guān)ECU，濰柴組建起一支“混編部隊(duì)”。團(tuán)隊(duì)采用32位高性能微控制器，經(jīng)過了各種嚴(yán)酷的試驗(yàn)，確保ECU能在各種復(fù)雜的環(huán)境中正常工作……經(jīng)過700多個(gè)日夜，中國首個(gè)高壓共軌電控系統(tǒng)最終誕生。

劉興義說，繼首款自主ECU產(chǎn)品研發(fā)成功之后，濰柴目前已成功開發(fā)73款電控產(chǎn)品，從傳統(tǒng)動(dòng)力到新能源，涵蓋八大產(chǎn)品系列，市場(chǎng)配套量超過330萬臺(tái)。

動(dòng)力多元，新技術(shù)“保駕護(hù)航”

從原先100%柴油機(jī)，到如今的燃?xì)?、混?dòng)、甲醇乃至純電動(dòng)力，新疆永華建設(shè)(集團(tuán))有限公司服務(wù)總監(jiān)邵宇輝正在適應(yīng)礦用動(dòng)力的新變化。據(jù)介紹，在“雙碳”目標(biāo)下，這是工程機(jī)械必須邁出的關(guān)鍵一步。

在中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)吳培國看來，濰柴創(chuàng)新構(gòu)建了柴油、甲醇、天然氣等多燃料動(dòng)力平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了全場(chǎng)景解決方案的國產(chǎn)化突圍。根據(jù)國內(nèi)礦山實(shí)際工況，其在關(guān)鍵技術(shù)上精準(zhǔn)提供適配的動(dòng)力支持，不僅提升了我國礦山行業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力，還將開辟出綠色化、智能化的礦山發(fā)展新路徑。

新場(chǎng)景的出現(xiàn)、新產(chǎn)品的迭代，除需借助研發(fā)之力，更要有制造“引擎”的能力。

走進(jìn)濰柴智能數(shù)字化工廠，高效率的智能化生產(chǎn)引起了記者的注意。在這一全球首個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字化無人工廠里，每90秒就有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)下線。

“在這里，視覺識(shí)別、在線檢測(cè)、機(jī)器人等諸多先進(jìn)的智能制造技術(shù)被廣泛應(yīng)用，全流程智能化生產(chǎn)線提高了產(chǎn)能，也保障了產(chǎn)品質(zhì)量。”濰柴流程與IT部部長(zhǎng)常秀書為記者展示了一組數(shù)據(jù)：該工廠加工自動(dòng)化率100%，裝配自動(dòng)化率80%，零部件物流配送自動(dòng)化程度100%，關(guān)鍵過程100%在線檢測(cè)。

聰明、高效、智能是這座工廠的三大特點(diǎn)。工廠里，關(guān)鍵過程參數(shù)實(shí)現(xiàn)了100%實(shí)時(shí)在線測(cè)量和自動(dòng)上傳，5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋實(shí)現(xiàn)AGV小車調(diào)控零延遲，自動(dòng)快換卡爪實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品秒級(jí)換型，其已實(shí)現(xiàn)了全程柔性化、敏捷化、數(shù)字化、智能化生產(chǎn)。