領跑世界的智能高鐵、創(chuàng)世界紀錄的超級工程、萬物互聯(lián)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)……中國智造正在以創(chuàng)新驅動撐起速度中國。在5G、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新技術集中爆發(fā)的大背景下，中國智造形成的速度合力正在實現(xiàn)要素資源跨區(qū)域長距離高速流動，加速重構中國經(jīng)濟地理版圖。以更高的速度賦能生產(chǎn)要素，產(chǎn)生多重經(jīng)濟社會效果，這就是中國智造正在展現(xiàn)的乘數(shù)效應。
高鐵重構中國經(jīng)濟地理版圖
作為中國近年來最重要的科技創(chuàng)新成果之一，中國高鐵技術繼續(xù)領跑世界。在因高鐵而實現(xiàn)的要素資源跨區(qū)域長距離高速流動中，中國各大經(jīng)濟板塊“握手”更緊，中國經(jīng)濟地理版圖加速重構。
經(jīng)濟板塊“握手”更緊
1月22日，一列復興號高寒動車組列車從沈陽北站駛向北京，標志著京哈高鐵全線貫通，為東北與華北新增了一條高速通道，讓數(shù)百年來“關內關外”的界限變得模糊。從此北京至沈陽、哈爾濱最快2小時44分、4小時52分可達。這條新開通的大動脈，將使東北與京津冀兩大經(jīng)濟板塊“握手”更加緊密。
這條高鐵截彎取直，從北京引出后，不再經(jīng)行山海關、錦州，而是穿過燕山余脈與遼西丘陵，經(jīng)河北省承德市，連接遼寧、吉林、黑龍江三省省會，全長1198公里，設計時速350公里。
遼西北，曾是遼寧省經(jīng)濟洼地的代名詞，長期以來封閉落后的交通，是其經(jīng)濟欠發(fā)達的重要原因。京哈高鐵全線貫通后，遼西北的朝陽一躍成為東北的新門戶，成為連接東北與華北的橋頭堡。同時，京哈高鐵也將打破東北地區(qū)鐵路進出華北能力的“瓶頸”。昔日隔斷東北與華北的山海關，客運功能將慢慢減弱，貨運通過能力則會得到更大釋放。
“這正是中國經(jīng)濟強勁脈動的體現(xiàn)?！边|寧社會科學院副院長梁啟東說，從山海關的變化可以看出，高鐵正在改變中國經(jīng)濟地理版圖。
“作為‘十四五’期間中國開通的第一條高速鐵路，京哈高鐵全線貫通后，北京、遼寧、吉林、黑龍江四省市穿點成線?！敝袊鴸|北振興研究院副院長李凱認為，這條大動脈將使京津冀協(xié)同發(fā)展與東北振興兩個國家戰(zhàn)略“握手”更加緊密，特別是為東北振興注入加速度。
在地處遼西的喀喇沁左翼蒙古族自治縣（以下簡稱喀左），來自北京的朝陽通美晶體科技有限公司在這里投資5億元建設半導體新材料產(chǎn)業(yè)園，所生產(chǎn)的磷化銦、砷化鎵產(chǎn)能持續(xù)增加。
喀左的交通曾十分不便。但隨著京哈高鐵的貫通，這個曾經(jīng)閉塞的小縣城，一躍成為重要鐵路樞紐。
“京哈高鐵開通后，喀左到北京只需要1個多小時。我們正是看中了這一點到此投資?！背柾谰w科技有限公司總經(jīng)理劉文森說。
喀左之變是東北借力而行的一個縮影。搭乘京哈高鐵，東北與京津冀的合作也將邁入快車道。
近年來，通過京沈對口合作、京津冀產(chǎn)業(yè)梯次轉移等方式，東北與京津冀優(yōu)勢互補，攜手并進。2020年，沈陽·中關村智能制造創(chuàng)新中心等一批創(chuàng)新體系和重點項目落戶沈陽；天津與長春對口合作，正在把長春無水港打造成為東北物流集散中心；遼寧朝陽成為京津冀產(chǎn)業(yè)轉移承接地，獲批東北第一個國家級承接產(chǎn)業(yè)轉移示范區(qū)……
東北和京津冀作為國家的兩大經(jīng)濟板塊，對全國經(jīng)濟發(fā)展格局有著重要影響。李凱表示，東北地區(qū)工農(nóng)業(yè)基礎雄厚，正在改造升級“老字號”、深度開發(fā)“原字號”、培育壯大“新字號”，需要資金、技術、人才等要素的支持，而這些正是京津冀的優(yōu)勢所在。
國家發(fā)展改革委綜合運輸研究所綜合研究室主任樊一江認為，京哈高鐵全線貫通，完善了我國“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的主要骨架，特別是助力東北老工業(yè)基地與京津冀乃至長三角、珠三角地區(qū)實現(xiàn)要素資源跨區(qū)域長距離的高速流動。
“在這個拼速度、比流量、看效率的時代，時空距離的縮短，將給沿線地區(qū)帶來新的價值?！狈唤f。
自主研發(fā)技術更強
在京哈高鐵上運行的復興號高寒動車組列車，是由中車青島四方機車車輛股份有限公司（下稱“中車四方”）自主研制，這一首次投入商業(yè)運營的“高寒版”復興號如何抵御-40℃的嚴寒？
據(jù)中車四方主任設計師賈向杰介紹，“高寒版”復興號在CR400AF動車組基礎上進行了高寒適應性優(yōu)化，列車使用的材料、電氣元器件、車體、轉向架、制動等關鍵系統(tǒng)部件均進行了耐低溫設計。同時，科研人員在列車的密封防雪防擊打、水系統(tǒng)防凍、冷凝水防治等方面進行優(yōu)化，使得動車組能夠承受-40℃低溫及冰雪等極端惡劣運行條件的考驗。
“高寒版”復興號的車下設備艙、頭罩開閉機構、車端連接及轉向架區(qū)域采用密封結構，提高了防護等級，防止進雪。車下和車端連接區(qū)域、轉向架區(qū)域及車頂區(qū)域等易受擊打部位均進行了防護設計，防止冰雪擊打導致破損。
此外，一些特殊的螺栓和螺母采用能抗低溫的鉻鉬合金、不銹鋼材料。列車在極寒天氣下運行，螺栓和螺母也不會脆裂。設備艙、塞拉門、設備箱體的密封膠條等，采用脆性溫度低于-40℃的硅橡膠等材料，避免低溫脆裂和漏風漏水。車內開關、繼電器等電氣元器件選用適應-40℃的低溫型號，再冷的天也能“收放自如”。車內配電柜采用特殊陶瓷防結露涂料，噴涂后涂層表面有許多“蜂窩狀”孔隙，讓冷凝水可以儲存在孔隙中，避免滴落導致電氣設備故障，確保配電安全。
“高寒版”復興號是中國高鐵技術向“更強”發(fā)展的體現(xiàn)，與此同時，中國高鐵技術還在向“更快”挺進。
1月13日，由我國自主研發(fā)設計、自主制造的世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線正式啟用，設計時速620千米，標志著我國高溫超導高速磁浮工程化研究實現(xiàn)從無到有的突破。
據(jù)悉，高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線項目位于西南交通大學牽引動力國家重點實驗室，驗證段全長165米，由西南交通大學聯(lián)合中車公司、中國中鐵等單位協(xié)同攻關研發(fā)。
中車唐山機車車輛有限公司副總經(jīng)理吳勝權說，高溫超導磁浮技術利用超導體在磁場中的“釘扎”效應實現(xiàn)懸浮和導向，具有懸浮導向無須實時控制、前進方向阻力小等優(yōu)勢，是實現(xiàn)磁浮車輛高速化的技術線路之一，具有廣闊的應用和發(fā)展前景。
據(jù)悉，高溫超導高速磁浮工程化樣車車頭采用流線設計，形狀如子彈頭。不同于高鐵靠車載電源驅動在鋼軌上“奔跑”，該樣車懸浮在永磁軌道上，軌道中間鋪有直線電機，在車子底部裝有超導懸浮裝置替代了車輪。
成都西南交通大學設計研究院有限公司高級工程師吳自立介紹，樣車采用全碳纖維輕量化車體、低阻力頭型、大載重高溫超導磁浮技術等新技術和新工藝，設計時速620千米，有望創(chuàng)造在大氣環(huán)境下陸地交通的速度新紀錄。
西南交通大學超高速真空管道磁懸浮交通研究中心副主任鄧自剛說，該項目的建成是推動高溫超導高速磁浮技術走向工程化的重要實施步驟，可實現(xiàn)高溫超導高速磁浮樣車的懸浮、導向、牽引、制動等基本功能，及整個系統(tǒng)工程的聯(lián)調聯(lián)試，滿足后期研究試驗，為遠期向1000千米/小時以上速度值的突破奠定基礎。
中國高鐵領跑世界
2020年，中國鐵路“十三五”圓滿收官。全國鐵路營業(yè)里程達到14.63萬公里，比“十二五”末的12.10萬公里增長20.9%。其中，高鐵營業(yè)里程達到3.79萬公里，比“十二五”末的1.98萬公里翻了近一番。
“‘四縱四橫’高鐵網(wǎng)提前建成，‘八縱八橫’高鐵網(wǎng)加密成型。”國鐵集團董事長陸東福表示，2021年，鐵路部門將完成高鐵時速350公里服役性能對比綜合試驗，運用大數(shù)據(jù)技術研究高鐵設備故障機理和變化規(guī)律。
2020年，中國復興號動車組技術繼續(xù)領跑世界。這一年，鐵路部門持續(xù)推進復興號系列化動車組研制工作，研制京雄智能動車組，實現(xiàn)京張智能動車組優(yōu)化提升，完成新型時速250公里動車組技術提升計劃，組織研制高原內電雙源動力集中動車組，時速160公里至350公里復興號全系列動車組全部投入運用。在西南地區(qū)，成渝高鐵完成提速改造，成為我國西南地區(qū)第一條按時速350公里運營的高鐵，成渝間實現(xiàn)高鐵公交化運營1小時直達，實現(xiàn)雙城生活“說走就走”。
1月20日零時起，全國鐵路開始實施新的列車運行圖，多條開通不久的高鐵新線加大運力。在華東，前不久開通的連云港至鎮(zhèn)江高鐵，調圖后每日開行動車組列車最高達124列，實現(xiàn)了蘇北、蘇中地區(qū)與長三角中心城市的無縫對接，連云港至鎮(zhèn)江最快1小時51分可達。在中原，全線開通運營的鄭州至太原高鐵，調圖后每日開行動車組列車最高達76列，晉東南等地與中東部地區(qū)的時空距離進一步縮短，鄭州至太原最快旅行時間由原來繞行石家莊的3小時38分壓縮至兩地直通2小時23分。
此外，近期陸續(xù)開通運營的銀川至西安、合肥至安慶、鹽城至南通高鐵，北京至雄安新區(qū)城際鐵路等，在調圖后按照日常線、周末線、高峰線開行列車，有效提升所在地區(qū)客運能力，釋放相關線路貨運能力。
特別是銀川至西安高鐵的開通，讓寧夏首次進入全國高鐵網(wǎng)；鹽城至南通高鐵的開通，形成了山東、江蘇東部沿海地區(qū)至蘇滬杭的最快通道，青島經(jīng)連云港、鹽城、南通，至上海最快4小時54分可達。
“超級工程”挺進技術空白區(qū)
引領未來的智能高鐵、世界級風口的跨海大橋、全球最長的公路海底隧道……在疫情影響建設施工的背景下，一個個超級工程在中國大地拔地而起。2020年，中國在工程建設領域成果豐碩，眾多刷新世界紀錄的大工程、大項目接連投入使用或開工建設?！盎衲А庇玛J空白區(qū)、挑戰(zhàn)不可能。
站在位于福州長樂的平潭海峽公鐵大橋觀景平臺上遠眺，只見大橋在海面上蜿蜒伸展，踏過海上小島后消失在遠處的云霧之中，蔚為壯觀。12月26日，經(jīng)過長達7年的建設，平潭海峽公鐵大橋正式投入使用。這條全長16.34公里的大橋是中國首座、世界最長的跨海峽公鐵兩用大橋。
緊隨平潭海峽公鐵大橋投入運營的，便是連接北京與雄安新區(qū)的京雄城際鐵路。通過京雄城際鐵路，北京西站至雄安新區(qū)間最快旅行時間僅需50分鐘，大興機場至雄安新區(qū)更是最快19分鐘可達。這條全長91公里、最高設計時速350公里的高鐵線路還是我國首次全過程、全專業(yè)運用BIM技術設計的智能高鐵，應用了70余項物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等前沿科技，樹起了智能高鐵的新標桿。
在海中，中國工程建設者也同樣躍躍欲試。10月底開工建設的青島膠州灣第二隧道也將創(chuàng)下多個“世界之最”?！澳z州灣第二隧道還將引領世界超長海底隧道的未來。”青島國信集團相關負責人表示，該條隧道要克服超特長隧道通風防災、大斷面隧道穿越大規(guī)模斷裂帶、超大直徑盾構與鉆爆法隧道海中對接等世界級難度挑戰(zhàn)，將引領未來10年國內外海底隧道設計、施工及運營管理領域的發(fā)展趨勢。
這些新建的中國超級工程，除了規(guī)模、技術等方面領先，也更加智能、更加生態(tài)環(huán)保。
“我們在規(guī)劃設計階段不斷優(yōu)化方案，最終取消海中豎井和海中圍堰，避免在膠州灣內圍填海造地，極大限度保護海洋生態(tài)環(huán)境?！鼻鄭u國信集團相關負責人介紹，環(huán)保理念超前，尊重自然生態(tài)環(huán)境是膠州灣第二隧道項目的一大特點。項目還計劃對隧道開挖的洞渣進行綜合利用，將洞渣加工成碎石，作為混凝土骨料，循環(huán)用于隧道自身襯砌結構及周邊建設項目，真正實現(xiàn)變廢為寶、節(jié)能環(huán)保，全面貫徹環(huán)境優(yōu)先的目標。
作為中國高鐵新名片的京雄城際更是具有濃濃的智能、環(huán)保特色。除了全生命周期三維數(shù)字化智能管理、智能施工、智能運行檢修等建設運營環(huán)節(jié)的智能技術大規(guī)模應用外，精準定位、路徑規(guī)劃、位置搜索等智能服務也大大提升旅客出行體驗。為了實現(xiàn)從灰色基礎設施向綠色生態(tài)基礎設施的轉變，建設方在景觀設計理念中，將鐵路、生態(tài)、智慧、景觀、文化多種元素融合，打造山水、田野、園林、多樣化植物、多樣化人文景觀組成的“生態(tài)廊道”，讓鐵路沿線“四季有景”。為有效控制高速鐵路通過環(huán)境敏感區(qū)的噪音，京雄城際鐵路固霸特大橋上還加裝了一段長約847米的全封閉聲屏障。動車組高速通過大橋時，這座“隔音隧道”可以將列車經(jīng)過時的環(huán)境噪音降到20分貝以下。
一個個新紀錄、新突破的背后是一個個棘手的技術與施工挑戰(zhàn)。中國的工程建設者敢于挺進技術空白區(qū)、勇于奉獻，才把“不可能”變?yōu)楝F(xiàn)實。
大興機場站位于北京大興國際機場下方，讓設計時速350公里的列車下穿機場航站樓尚屬首次。為了最大限度減少震動，建設者在相當于地下6層樓的地方，用9664根鋼筋混凝土灌注樁和1232個減震墊，讓整個建筑成為世界最大的單體隔震建筑。
扣件與鋼軌之間的距離不能超過0.5毫米，這是幾乎苛刻的要求，但了解中發(fā)現(xiàn)，“毫米級”的精度要求近乎成為京雄城際建設的“標準格式”。通過對技術標準、施工質量的嚴格把控，才實現(xiàn)高鐵“硬幣不倒”的平穩(wěn)舒適。
平潭海峽公鐵大橋更是在“建橋禁區(qū)”創(chuàng)造的中國奇跡。福建福平鐵路有限責任公司工程管理部部長錢立軍介紹，平潭海峽公鐵大橋所處位置是世界三大風暴潮海域之一，風大浪高水深涌急，海底地質條件復雜，有效作業(yè)時間少，工程建設面臨的技術挑戰(zhàn)和施工風險都遠超國內已建或在建的其他跨海灣橋梁。
“每年6級以上大風超過300天，7級以上大風超過200天，施工作業(yè)很難開展。千萬年來的海峽大風還帶動海涌淘走了海底的松散巖層，留下硬度堪比鋼鐵的光板巖。再加上潛伏著的堅硬孤石，復雜的巖層狀況讓大橋基礎無處安放?！敝需F大橋局平潭海峽公鐵兩用大橋項目總工王東輝說，面對惡劣自然環(huán)境影響，大橋建設者反復研究實踐，通過研發(fā)新設備、改進施工工藝等方法，逐個攻克施工難題。
“比如在架梁階段，我們改變過去鋼桁梁現(xiàn)場安裝的方式，改為在工廠整體制造總拼鋼桁梁，現(xiàn)場進行海上浮吊整孔架設。”王東輝介紹，由于海上吊裝受風浪影響擺動大，精確就位難度也很大，中鐵大橋局又歷時3年、耗資數(shù)億元打造了國內起重量最大、起升高度最高的雙臂架起重船——“大橋海鷗號”，并刷新了世界橋梁整孔鋼桁梁架設的最重紀錄。
公交車駛上 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“快速路”
深圳公交車在實現(xiàn)電動化之后，正借助數(shù)字孿生技術朝著智能化邁進，推廣使用“電動巴士數(shù)字孿生體”。這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術向深圳市各行業(yè)滲透的一個縮影。
據(jù)了解，深圳公交運營單車車輛在關鍵部位加裝300多個傳感器，單車行駛過程中，油門、剎車、行駛方向、GPS定位，甚至軸瓦的溫度等各種數(shù)據(jù)實時傳回公交指揮中心。從公交司機踩油門、點剎車是否合理，公交車有沒有到站開門，到車輛有無彎道減速等技術細節(jié)，公交監(jiān)管部門了如指掌。
深圳市工業(yè)和信息化局局長賈興東說，下一步深圳將持續(xù)推進新型基礎設施建設，實施“5G+8K+AI+云”戰(zhàn)略，著力打造數(shù)字經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)，加快推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用，深圳52.6%的工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)成本下降，53.3%的企業(yè)產(chǎn)品良品率提升，29.4%的企業(yè)原材料損耗減少。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還催生出網(wǎng)絡化協(xié)同、規(guī)?；ㄖ啤⒎栈由斓刃履Ｊ叫聵I(yè)態(tài)，推動先進工業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)深度融合，促進大中小企業(yè)開放融通發(fā)展。
目前，深圳正在推進“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術發(fā)展。深圳工信局評選出華星光電、海能達等10家企業(yè)作為深圳市“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應用試點項目。
華星光電利用“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”技術對缺陷面板進行檢測。工廠采用機器視覺對面板進行監(jiān)測，生成大量4K、8K的實時高清圖像，通過即時分析找出產(chǎn)品的缺陷。數(shù)據(jù)匯集到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺，結合其他生產(chǎn)、管理環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，通過分析處理，對工藝流程的改進進行有效指導。據(jù)了解，這種技術將面板質檢時間縮短50%，產(chǎn)品質量缺陷減少5%，綜合良率提升1.5%，大幅度節(jié)約企業(yè)的人工成本。
華龍迅達信息技術股份有限公司是深圳公交車“電動巴士數(shù)字孿生體”的研發(fā)者。這家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能平臺公司，結合5G技術，為制造型企業(yè)的數(shù)字化、智能化轉型提供基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)完全自主可控的工具集，構建行業(yè)數(shù)字孿生應用?？偨?jīng)理龍小昂說，公司開發(fā)的木星工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，在5G技術支撐下，通過對生產(chǎn)設備等比例數(shù)字建模，可以在虛擬場景中還原設備原型，不僅可以在生產(chǎn)過程中實時采集各類數(shù)據(jù)，而且可以在生產(chǎn)前虛擬制造過程，提前得到物料需求、產(chǎn)品質量等數(shù)據(jù)，減少從設計到生產(chǎn)之間的不確定性，降低企業(yè)生產(chǎn)運營成本。
深圳富士康的“熄燈工廠”可以全自動完成整個生產(chǎn)流程。通過應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、機器換人、柔性裝配、可視化生產(chǎn)管理等技術，工廠中的所有設備、物料、數(shù)據(jù)完全自動流轉，生產(chǎn)效率提高30%，庫存周期降低15%，人力節(jié)省88%，提升效益2.5倍，這是深圳工業(yè)企業(yè)走向智能化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化的一個縮影。
目前，深圳構建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育體系，建立“深圳市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專家委員會”為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供智力支持；推動華為、騰訊、富士康等龍頭企業(yè)聯(lián)合成立“深圳市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟”，促進行業(yè)資源對接和應用；開展“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會”“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)巡回大講堂”等活動，推廣企業(yè)數(shù)字化轉型的經(jīng)驗做法。深圳市還推出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)金融服務體系，包括企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈模式、在線數(shù)據(jù)模式、供應鏈金融模式。
深圳工信局局長賈興東說，預計未來幾年，深圳工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將為制造、能源、交通及其他產(chǎn)業(yè)帶來革命性變化，將催生大量新技術，新應用、新業(yè)態(tài)，有力推動制造業(yè)高質量發(fā)展。