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在歷時十年，投入1.2億元攻關(guān)，接連突破甲醇發(fā)動機抗機油乳化技術(shù)、低溫冷起動技術(shù)、控早燃爆震技術(shù)等多項行業(yè)難題，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，于近日交付新疆礦區(qū)。

這是濰柴交付的眾多以“打破壟斷”為標(biāo)簽的產(chǎn)品之一。

作為中國裝備制造業(yè)的翹楚，濰柴不斷推陳出新、持續(xù)突破的背后，是新技術(shù)的支撐、新模式的錘煉、新場景的塑造，是發(fā)動機制造業(yè)全鏈條的煥新，也是以濰柴為代表的中國制造不斷尋求自主可控，邁向全球價值鏈高端的典型敘事。

自主可控，大型礦卡用上“中國心”

七月的礦產(chǎn)資源大區(qū)內(nèi)蒙古，一如既往地繁忙。位于鄂爾多斯市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。

在上述繁忙場景背后，一個殘酷現(xiàn)實是：作為大型露天礦山開采和剝離礦石的主力軍，無論是礦山用挖掘機還是礦山用卡車，核心設(shè)備發(fā)動機長期被外企壟斷。

“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記者坦言，“外資品牌讓人放心，也讓人操心。”“放心”意指其可靠性，“操心”則指向其零部件嚴(yán)重依賴進口、維修昂貴以及核心數(shù)據(jù)不共享問題。

制造業(yè)升級，需要瞄準(zhǔn)行業(yè)痛點，但研發(fā)礦山動力不容易。據(jù)了解，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?！敝袊V業(yè)大學(xué)教授周偉向記者表示，礦用設(shè)備的工作循環(huán)通常都處于峰值負(fù)荷狀態(tài)，這對動力系統(tǒng)的熱管理、材料強度、控制精度等提出了遠(yuǎn)超常規(guī)運輸設(shè)備的要求。

上述嚴(yán)苛要求，構(gòu)筑起了礦山動力行業(yè)超高的技術(shù)壁壘。

瞄準(zhǔn)痛點，“混編部隊”攻關(guān)國產(chǎn)ECU

如何打破壟斷？記者采訪了濰柴動力總經(jīng)理助理、電控研究院院長劉興義，他以礦山動力電控系統(tǒng)（ECU）為例，分享了坎坷的研發(fā)故事。

ECU曾是中國制造業(yè)最深的“痛點”——這塊巴掌大的電路板，控制著發(fā)動機的“呼吸與心跳”，卻長期被國際巨頭壟斷。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)，但這條路非常難走。

攻關(guān)ECU，濰柴組建了一支“混編部隊”：頂尖專家與科技人員并肩作戰(zhàn)，硬件工程師與軟件算法團隊日夜兼程。其采用32位高性能微控制器，經(jīng)過了各種嚴(yán)酷的試驗，包括“三高”試驗、-40℃到105℃的高低溫試驗、鹽霧試驗、高達10G的振動試驗、電磁兼容EMC試驗和1700多小時的加速壽命試驗，確保ECU能在各種復(fù)雜的環(huán)境中正常工作……

七百多個日日夜夜地攻關(guān)，中國首款高壓共軌電控系統(tǒng)最終誕生。

劉興義說，首款自主ECU產(chǎn)品之后，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)礦用動力的這種變化。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。

新場景的出現(xiàn)、新產(chǎn)品的迭代，除了研發(fā)給力，更要有制造“引擎”的能力。

每90秒就有一臺發(fā)動機下線，這是記者在全球首個發(fā)動機數(shù)字化無人工廠——濰柴智能數(shù)字化工廠（以下簡稱智能工廠）感受到的智能化生產(chǎn)的高效率。

“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，保障了產(chǎn)品質(zhì)量?！睘H柴流程與IT部部長常秀書向記者提到一組數(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、智能是記者眼前這座工廠的三大標(biāo)簽。據(jù)了解，在智能工廠里，關(guān)鍵過程參數(shù)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，實現(xiàn)全程柔性化、敏捷化、數(shù)字化、智能化生產(chǎn)。