进入2024年,济南地铁建设速度加快,二期6条线路“捷报频传”,从今年开始,济南每年都有一条轨道交通线路通车。作为地铁建设的“开路先锋”,“济南造”盾构机频频亮相,在泉城地下数十米,数十台盾构机“啃咬”岩层,掘出一条条“钢铁长龙”。

  经过8年发展,济南重工集团“掘”出新路,盾构机市场有了“济南造”,山东在重型装备领域冲出一支“地方强队”。集合多个工业门类,在制造业大省起家的“济南造”盾构机,如何带着山东制造的梦想从本土走向全国,并把“新名片”递向世界?

  3月22日,济南重工集团总装车间一片忙碌,直径达6.6米的多台盾构机正在组装、验收。盾构机前部的刀盘充满工业质感,85米长的机身宛如一条“钢铁巨龙”,流线型的设计赋予了工程机械美学意义。

  多年前,济南重工的很多职工不会想到,自己会和有“工程机械之王”之称的盾构机产生千丝万缕的联系。

  作为有着75年历史的企业,济南重工曾依靠球磨机、脱硫磨等设备在行业名噪一时。和很多老国企一样,济南重工在发展中一度面临困境,需要找到一条富有活力的新路。

  “2008年,济南提出建设‘穿黄隧道’,我们正真看到了机会。”济南重工集团党委书记、董事长、总经理孙国蓉还记得企业转型时的场景,数千名职工对盾构机既感到新奇,又觉得陌生。直径数米甚至十数米的大块头,集机械、控制、机电、信息等多个工业门类于一体,建造这种大型设备该从哪里下手?

  万事开头难,靠着多年工业底蕴,75岁的老国企在摸索中,找到了新技术与自己的契合点。“济南重工本身就有制造重型机械的基础,在装备制造领域有自己的沉淀和理念。”孙国蓉说,济南重工的设备加工能力、工人素质、工艺布局都和盾构机生产类似,付出较少成本,就可以转型到行业内。

  不少职工记得,那时的济南重工,不会技术就去学,没有专业人才就引进,缺少车间就立马建设。“接触新技术,建设新的生产线往往是最难的。”总装车间正在检查设备的一位工作人员感慨。

  在济南重工转型的同时,济南也在转型,公共交通出行方式开始转变,地铁建设提上日程。“企业未来的发展与时代同频,与城市共振。”孙国蓉说,地铁建设让“济南造”盾构机有了更多用武之地。

  2016年5月,济南重工生产的首台盾构机“开拓一号”完成组装调试验收下线号线号线是济南的第一条地铁线,‘开拓一号’是济南乃至山东自主制造的第一台盾构机。”孙国蓉说,那一刻,济南重工彻底迈过“跨界”的第一道门槛,正如首台盾构机的名字,“济南造”盾构与城市一同“掘进”,开拓出属于自身个人的新发展之路。

  孙国蓉说,“济南造”盾构机未投用前,业界有质疑,行业并不信任一个“跨界”企业的产品。“开拓一号”让济南重工和“济南造”盾构机被市场接纳。

  靠着一股不服输的劲头,“济南造”盾构机开始走向城市的各条地铁线。“市民对地铁的感知是建了多少条线,我们的感知是使用了多少台盾构。”济南重工总经理助理、战略规划部部长于普涟熟悉济南在建及规划的每条地铁线路,每处车站。

  依靠本土优势,济南在建地铁的盾构机多来源于济南重工。于普涟展示了一组数据,“济南造”盾构机设计产能年产100台,目前每年维持在30台左右,已累计生产盾构机140余台,订单掘进距离已达360公里。

  除了量的提升,“济南造”盾构机也实现了质的飞跃,在发展中,突破了两项关键技术,即焊接效率与智能化水平。

  盾构机零部件的焊接工艺尤为复杂,怎么来实现盾构机零部件焊接生产的自动化,是盾构机生产制作的完整过程中一个亟待解决的难题。

  早在2017年,济南重工就启动了“盾构机超厚板复杂大型结构件焊接机器人系统”研发项目。2020年,该项目通过工程验证,填补国内技术空白。

  在智能化领域,“济南造”盾构机有了“拟人化”的生产方式,能“呼吸”、能“观察”,还会“思考”。

  于普涟回忆,2022年9月,全球首台搭载“五官一脑”智慧装备的“智慧一号”盾构机在济南轨道交通6号线始发,“济南造”盾构机郑重进入“2.0智能时代”。

  所谓“五官一脑”就是为盾构机装上“眼睛”“耳朵”“鼻子”,提升设备的智能感知与认知能力。

  在视觉上,盾构机搭载超前地质预报系统,能够“透视地层”,识别溶洞、断层破碎带以及水体等不良地质情况。听觉上做到“听声辨位”,识别盾构开挖面复合地层软硬界面分布规律与复合强度特征,规避地面沉降风险。

  “智慧一号”投用的地铁6号线连通三大铁路客站,横贯济南东西,是地铁成环成网的关键一环,搭载“五官一脑”也让“济南造”盾构机再次成长,注入新技术,达到世界领先水平。

  “十四五”关键之年,济南地铁开始在成环成网中攻坚,“济南造”盾构机也在这一过程中不断突破。

  22日,济南地铁4号线燕山立交桥施工现场,北线米后,继续向前挺进,刀盘“咬”住岩层,“啃”下一块块硬质岩石。南线号也已准备就绪,即将始发。

  济南重工集团副总经理于文超在现场通过监控平台,查看盾构机各部位的运作时的状态。“各个区间的地质不同,对掘进的要求也会不同。”于文超想到了之前发生在济南地铁建设现场的一件事。

  济南地铁2号线长途汽车站区间建设时,曾在地下遇到坚硬岩层,用现在的掘进技术,盾构机很难突破。有人建议绕过此段,改用公交车接驳。考虑下,为方便居民公共交通出行,决定把这块“骨头”啃下去。“前后多次停机,更换了大量刀具,直到把它打通。”这一个故事经常被于文超提及,8年来,济南重工也和“济南造”盾构机一样,不断“啃骨头”,直至“掘出生路”。

  济南重工最开始只能造直径6米的盾构机,去年11月,济南重工制造的山东省首台9米级盾构机“齐鲁号”下线,这是目前山东省内生产制造的规格最大的盾构机。“齐鲁号”盾构机的出现,让山东高端装备制造水平更上一层楼。

  济南重工智能掘进技术与装备研究院高级主管、盾构机主驱动研发团队带头人孟晓宁比谁都清楚,盾构机直径变大可不是简单的尺寸增加。设备直径越大,刀盘偏载越大,对盾构机整体的加工工艺、装配、刀盘结构、主轴承受力等都是新的挑战。“这些都需要技术团队不断研究计算和试验。”孟晓宁说,科研人员一路“过关斩将”,推着“济南造”盾构不断“闯关”,过程可能是苦的,但结果是甜的。

  9米高的盾构机,在很多人看来已然是庞然大物,但对于孟晓宁和她的团队来说,这只是一个新起点。济南重工已经开工生产制造17.4米的超大直径盾构机,这也是目前大陆最大、全世界在建项目最大规格的盾构机。

  “从6米到9米,再到现在的17米,‘济南造’盾构就像是一个逐渐长大的孩子。”孟晓宁认为,济南重工在这一过程中,也在不断成长,焕发出新活力。

  不少济南重工职工认为,他们与“济南造”盾构机默默“掘进”,很多时候没有“聚光灯”,也没有“鲜花掌声”,但老国企起伏翻新本身就是场浪漫之旅。

  孙国蓉感慨,盾构机本身技术上的含金量高,给济南重工带来几个很大变化,管理方式得以改变,经济效益也在提升,最终形成良性循环,企业可投入更多资金,按照每个用户需要,自主设计盾构机,适应不一样场景,如铁路、城市地下管廊、水利建设。

  从崭露头角到成为行业新星,“济南造”盾构机用8年时间走出本土,挤入全国市场。目前,全国有12个城市的地铁建设项目,使用了“济南造”盾构机。在北京、广州、苏州、南京等地地铁建设现场,均可看到“济南造”的身影。

  济南拥有全部41个工业门类,工业基础雄厚,高端装备与人机一体化智能系统是城市支柱产业,近年来,济南不断推进“工业强市”战略,这为济南重工在盾构机产能爬坡上提供“养分”。同时,山东作为经济大省、制造业大省,拥有31个制造业大类,2024年山东省政府工作报告提出,将围绕新一代信息技术、高端装备、新能源新材料等领域,新培育省级新兴起的产业集群,这也为“济南造”盾构机进一步创新提供了优良环境。

  曾经,盾构机是我国装备制造的技术难题,如今,我国已成为全世界最大的盾构机生产国和使用国,国产盾构机的全球市场占有率已经接近七成。这为山东制造走向世界提供了新的切入点,作为盾构机“地方强队”,济南重工也正在寻找走向海外的契机。

  在孙国蓉看来,盾构机的精神是奋勇向前,永不回头；盾构机的特点是只能往前走,不能往回走。“我们现在已经实现盾构机济南造,济南用,济南造、中国用；下一步我们将要实现济南造,世界用。”