中國工程機械智能化進階 “無人工地”照進現實

證券時報記者 張一帆

在數十米高空中進行釐米級精度的操作，只需一個“遊戲手柄”即可完成；挖掘機告別了駕駛艙，根據指令自主施工；嘈雜轟鳴的工地，變成蛙聲蟬鳴相伴的綠色場景……中國工程機械正在經歷一場前所未有的數字化、綠色化變革。

在中聯重科的試驗工地，泵車、起重機、挖掘機等“鋼鐵巨獸”如同默契共舞的機器人，通過感知、交流與協作，實現全自主施工。這不僅是效率的倍增與能耗的降低，更將人從危險、艱苦的環境中解放出來。在這場智能化升級浪潮中，中國工程機械正以領先的技術集成與場景解決方案，走向世界大舞台。

化繁為簡

在數十米高空中，以釐米級的精度，將混凝土均勻填充到建築模板腔體中，只需要簡單地推拉遙控器上的一個手柄，安裝在混凝土泵車臂架末端的布料管便能完成任務。

就在幾年前，這樣“遊戲”般的操作還不可想象。混凝土泵車機手，是一個至少需要兩年培訓才能熟練獨立操作的工種。如果要操控混凝土泵車臂架，傳統的遙控器上對應的手柄數量多達七個，機手需要逐個操控，調配各個關節使臂架走出直線、弧線等各種軌跡，才能完成一次布料。

中聯重科中央研究院技術研究中心副主任於曉穎介紹，過去，混凝土泵車往往採用三節以上臂架的摺疊式設計，每個臂架關節都需要單獨進行控制。在現實中高空作業設備林立的建設工地，還要考慮各類障礙物的嚴重遮擋，往往需要多人、多角度即時觀察、溝通才能確保施工安全。作業精度低、安全風險高。

如今，七個手柄變成一個，機手只需要關注最後一節布料管的狀態，剩餘的臂架關節在多個角度傳感器的支持下，全部由系統通過自適應的方式，實現對臂架未端姿態的配合。同時，搭載多個激光雷達的全域安全感知系統，讓智能臂架可以自主進行障礙物避讓。

這台智能化的泵車，只是從中聯重科綠色智慧工地走出的智能化設備之一。在中聯重科的試驗工地上，除了混凝土泵車，還有汽車吊、玻璃幕牆安裝高空作業平台等13款大型工程機械在這裏開展改良升級，每一款的精密程度都不亞於一台“機器人”。

這裏的全自主作業的汽車起重機，不同於一般的自動駕駛車輛，它不僅可以在路面上自主駕駛，還可以實現三維空間內自主吊裝。這裏的挖掘機，告別了駕駛艙，根據口頭下達的命令，自動判斷施工的位置以及形狀，完成自主挖掘工作。

有趣的是，即便13款設備同時作業，現場依然聽不到太大的噪音，這歸功於中聯重科全面推進的電動化轉型——在電機的驅動下，精密設備的運作更為平穩，反應速度也更快。

對於中聯重科研發團隊而言，電動化轉型還帶來了一個小小的福利，“我們晚上在這裏做實驗的時候，園區裏靜悄悄的，牛蛙、蟋蟀的叫聲替代了柴油發動機的轟鳴，加班也輕鬆了些。”

機器人的舞步

工程機械智能化轉型的浪潮，經歷了從單機智能到人機協同的過程，正在走向羣機協同。中聯重科實驗工地的突破之處，在於促成機羣協同和智慧施工——讓機器與機器之間，能感知、會交流、懂協作，施工現場的無人化正在成為現實。

在數十米高的塔機周邊，圍簇着吊裝掛鈎機器人、智能旋翼吊具機器人、擰螺絲機器人等多種類智能輔助機器人，它們跟隨着這個像巨無霸一樣的吊裝掛鈎，完成卸鈎、吊物調姿、裝配件自動鎖緊，協同主機完成自動吊裝與裝配的全流程。

小型機器人如蜂羣一般忙碌，塔機和泵車這些“巨無霸”們，也通過BIM即時“溝通”，自動調整姿態，在狹小而繁忙的工地空間，踏着優雅而和諧的“舞步”。

數字化轉型，重在“場景牽引、問題導向”。今年8月印發的《機械工業數字化轉型實施方案》，明確提出要打造一批低成本、可複用的系統解決方案，加快智能裝備及系統解決方案向中小企業滲透普及。

方案鼓勵有能力的裝備製造企業由設備供應商向系統解決方案供應商轉型，面向行業用户的數字化轉型需求，提供高水平、專業化、一站式的集成服務。讓不同機械間的默契合作，設備們彼此連接，搭建起系統解決方案的地基。

在於曉穎看來，一套完整的智能裝備解決方案的實施，意味着對相關場景作業模式的徹底變革。在智慧施工系統的驅動下，施工任務流程已經發生改變。全數字化任務交底，相對人工，交底時間可減少90%，施工等待時間可減少28%，通過智能輔助決策，助力施工週期縮短30%，人工能效提高300%。

“能感知、會交流、懂協作”逐步走入現實，中聯重科研發團隊已經將“自我決策”作為下一挑戰目標，其中，AI大模型的發展提供了突破難關的雲梯。記者看到，以自然語言下達指令，由工程機械自行拆解任務和執行任務的實驗，已經在這片工地上展開。

一切為了人

工程機械駕駛艙“消失”、現場輔助工人縮減，無人化帶來了效率的提升，也給人的發展帶來了更多的可能。

於曉穎表示：“在機械行業，我們智能化努力最核心的需求就是服務於人的安全，工人們離開了危險的現場，有機會開展更豐富、技能提升更高的工作。同時，智能化的實現，也帶來施工效率、質量的提升，及施工能耗的降低。”

今年，中聯重科研發團隊參與了一座北方金屬礦山的智能化改造，惡劣的工況環境讓隊員們印象深刻。數十米的礦山工作面呈螺旋狀逐級下沉，每級下沉的“台階”寬度僅僅只能滿足兩台礦車並行。在實際勘探的過程中，不僅駕駛員時刻神經高度緊繃，礦山路況的顛簸也遠超常人想象。

“不僅路況顛簸，如果到了冬天，零下三、四十度的極端低温和風沙天氣，勞動強度之大難以想象。”於曉穎回憶：“這個項目的難度確實非常大，但是對於我們開展產品智能化的研發人員而言，卻是一種動力，把人從這種危險的工作環境中解放出來，不就是我們實施智能化改造的價值所在嗎？”

研發團隊堅定決心後，抱着筆記本電腦，一起坐到礦車裏，記錄工況、拆解流程，在最終提供的智慧礦山機械一體化解決方案中，添置無人駕駛礦卡，司機只需要在數公里外的辦公室遠程值班，在應急時接管駕駛即可，安全性大大提升，顛簸之苦也得以免除。同時，智能調度系統與無人駕駛系統的高效聯合，進一步提升了作業效率、降低了作業能耗。

即將進入的“十五五”，雅下水電站、新藏鐵路等超級工程接踵而至，在無人區裏，將面臨高海拔施工、強震帶建設，以及更高的環保要求。“綠色能源工程+極端環境施工”從加分題變成了必答題，許許多多和中聯重科研發團隊一樣的中國工程機械研發人員已經投身於此，以綠色化、數字化為破題關鍵，提筆答卷。