歷時10年，投入1.2億元，接連突破甲醇發(fā)動機抗機油乳化技術(shù)、低溫冷啟動技術(shù)、控早燃爆震技術(shù)等多項行業(yè)難題……近日，由山東重工集團旗下濰柴動力股份有限公司（以下簡稱“濰柴”）研發(fā)的國內(nèi)首臺甲醇燃料礦用挖掘機發(fā)動機，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中，眾多礦山用挖掘機在陡峭崖壁上持續(xù)攀爬掘進，重達400噸的礦用卡車滿載礦產(chǎn)輾轉(zhuǎn)輸出。

其實，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)驗和先進技術(shù)占據(jù)優(yōu)勢，市場售價、維修費用都十分昂貴。”包鋼白云鄂博鐵礦副礦長王國棟向科技日報記者坦言。

研發(fā)礦山裝備并非易事。露天礦場的工作條件異常艱苦，各類礦山裝備通常要面對-45℃至45℃極端的工作溫差，保持每天22小時以上重載作業(yè)，并保證90%以上出勤率，服役長達30年。除此之外，它們還要直面高海拔、高粉塵、高強度振動三重考驗。

“如果說普通重卡用的發(fā)動機是奔跑的馬拉松選手，那么礦卡、礦挖等使用的礦山動力設(shè)備就是負(fù)重攀巖的極限運動員。”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、材料強度、控制精度等方面，對其動力系統(tǒng)提出了遠(yuǎn)超常規(guī)運輸設(shè)備的要求。

如何突破技術(shù)瓶頸？濰柴總經(jīng)理助理、電控研究院院長劉興義以礦山動力電控系統(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)動機的“呼吸與心跳”，但其技術(shù)瓶頸卻長期難以突破。2010年，濰柴在行業(yè)內(nèi)率先啟動自主電控系統(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”。團隊采用32位高性能微控制器，經(jīng)過了各種嚴(yán)酷的試驗，確保ECU能在各種復(fù)雜的環(huán)境中正常工作……經(jīng)過700多個日夜，中國首個高壓共軌電控系統(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)動力到新能源，涵蓋八大產(chǎn)品系列，市場配套量超過330萬臺。

動力多元，新技術(shù)“保駕護航”

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

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

新場景的出現(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。在這一全球首個發(fā)動機數(shù)字化無人工廠里，每90秒就有一臺發(fā)動機下線。

“在這里，視覺識別、在線檢測、機器人等諸多先進的智能制造技術(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部部長常秀書為記者展示了一組數(shù)據(jù)：該工廠加工自動化率100%，裝配自動化率80%，零部件物流配送自動化程度100%，關(guān)鍵過程100%在線檢測。

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