8层楼高的挖掘机“活”起来！这个“重器”很智慧

  新华社太原6月13日电（记者王怡静）挖掘机技术已强到什么程度了？一铲斗的容量相当于一节多火车车厢的容量，高度相当于8层楼高，体量比一个篮球场还要大，总重量近2000吨。更令人惊叹的是，这样的“超大块头”挖掘机还可以在一定程度上完成精准远程驾驶，坐在办公的地方里也能开，还可以感觉到挖掘现场的环境。“重器智造”背后，是几代人智慧和心血的凝结。

  “你可能感受不到铲斗容量为75立方米的电铲（机械式电动挖掘机）有多大，我给你看个视频你就明白了。”太原重型机械集团（简称太重集团）电气主任设计师刘晓星一脸骄傲地给记者看了WK—75型矿用挖掘机现场作业的视频，视频里，在现场作业的工人还没有挖掘机最下方履带的一半高。“我们的祖国矿用挖掘机的自主研发实现了从模仿跟随到引领超越的过程，这一路走得实际上并不容易。”刘晓星说。

  由于没办法掌握核心技术，大型矿用挖掘机一直是自主研制的瓶颈，因此，这一市场一直被外国公司所垄断。面对困境，太重集团决定自主研发大型矿用挖掘机。

  电控系统是电动挖掘机的核心技术，研发团队大胆尝试，放弃当时更为成熟的直流控制管理系统，开始突破更有发展前途的交流控制管理系统。2006年，我国首台WK-20大型矿用挖掘机试制成功，结束了我国2000万吨以上体量的露天矿用挖掘机长期被国外垄断的历史。

  从2006年开始，研发团队锐意进取，不停地改进革新，一直对大型矿用挖掘机进行更新迭代。经过6年的研究，世界最大的WK-75大型矿用挖掘机终于在2012年成功下线。

  “设备的大型化并不是简单的等比例放大，这其中涉及材料、力学、控制等方面的诸多难题，从设计、研发到加工装配，上万个零件都必须精雕细琢。10立方米体量的挖掘机重500吨，如果等比例放大，70立方米的挖掘机重量就将达到3500吨，而实际产品比这一数值轻了1500吨，以最小的耗材达到了最大的载荷。”太重集团技术中心矿山所电气专业方面技术负责人范喜斌对记者说。

  而现在，大型矿用挖掘机甚至实现了远程控制，工人们坐在办公的地方里就能开电铲。记者在太重集团展览中心体验了这一过程，坐在驾驶位上操纵手柄，眼前的屏幕上，挖掘机即刻开始运作，几乎感受不到时延，模拟震动感也十分真实。在几百公里以外，国家电投内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司南露天煤矿，身着白衬衣的电铲司机长贾文涛坐在远程操控室，精准操纵着5公里之外的大型矿用电铲，不一会儿工夫，矿车就被装满了。

  “5G远程操作大型矿用挖掘机是由我们团队研发完成的。”太重集团智能采矿装备技术全国重点实验室智能化所所长岳海峰自豪地比出了大拇指。“我们的目标分为两个阶段，一是已经实现的远程操作，把人从电铲上、露天矿山这种恶劣的工作环境中解放出来，实现在办公的地方里开电铲；二是实现完全的无人操作，制造出拥有‘智慧大脑’和‘强健体魄’的电铲机器人，推动我们国家‘智慧矿山’的建设，引领露天采矿装备和我国制造业的发展。”岳海峰说。

  在远程操作控制电铲项目研发的过程中，岳海峰及其团队遇到了不少困难。矿山地形复杂，远程控制的实现需要极低的时延，如果在通信传输过程中，时延超过了300毫秒，就可能会导致设备之间的碰撞，引发生产安全风险、造成重大经济损失。其次，在实地操作驾驶过程中，驾驶员能够最终靠视觉、听觉、触觉等丰富的感知方式以获得更宽广的视野和更多的现场信息，从而作出精准判断；如果远程控制过程中，驾驶员获得的信息量不足，有几率会使操作不精准。

  “会面临难题是毋庸置疑的，但我们并不畏难，团队齐心协力，花费了两年多时间攻克一个个技术难题，最终研发出了全链路140毫秒低时延传输、近180度裸眼3D沉浸式场景呈现、人工智能辅助一键精准控制、突发故障时安全性高的智控系统。”岳海峰说。

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