王碧清

如今，在新疆廣闊無垠的棉田中，進入九月下旬的采收季后，當(dāng)?shù)胤N植戶已經(jīng)可以使用由鐵建重工新疆公司研制的智能六行采棉機進行機械化、智能化采棉。

橘紅色機身、明黃色采棉頭，長10.28米、高5.3米、凈重34噸，這樣的一臺智能六行采棉機，能夠?qū)崿F(xiàn)自主導(dǎo)航、自動采收打包、故障自診斷和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程操作等功能。一臺采棉機一天可采收500畝棉田，相當(dāng)于1500人一天的手工采摘量。

硬核的技術(shù)、鮮亮的色彩、靈活的行進軌跡，輝映著研發(fā)者的初心與使命。今年五四青年節(jié)前夕，鐵建重工新疆公司高端采棉機研發(fā)團隊被授予第27屆中國青年五四獎?wù)录w。這支62人組建的“鐵軍”，平均年齡不到35歲，一派青春昂然之姿。他們來自全國不同省市——長沙、山東、新疆等地；他們曾是地下工程裝備、汽車制造等領(lǐng)域的核心骨干，在各自領(lǐng)域嶄露頭角、貢獻青春力量；為“打造更智慧更好用的中國采棉機”，他們于祖國秀麗山河間激昂夢想，砥礪而行。

“懷著夢想，齊聚天山腳下”

中國鐵建重工集團股份有限公司（簡稱“鐵建重工”）創(chuàng)立于2007年，隸屬中國鐵建股份有限公司，在隧道掘進機、軌道系統(tǒng)、特種裝備等領(lǐng)域，掌握多項核心關(guān)鍵技術(shù)，是解決制造業(yè)“卡脖子”技術(shù)難點的重要支撐力量。2015年7月，鐵建重工新疆有限公司成立，并作出打造高端農(nóng)機產(chǎn)業(yè)創(chuàng)效板塊的戰(zhàn)略部署。

新疆是全國重要的棉花生產(chǎn)基地，棉花產(chǎn)量全國占比達90%以上。每逢新疆豐收季，棉田如雪如浪。農(nóng)業(yè)機械化也很早應(yīng)用在棉花產(chǎn)業(yè)中。然而，新疆采棉市場，常年被國外農(nóng)機巨頭壟斷。

在初期市場調(diào)研時，“進口設(shè)備貴”“維修周期長”“一機難求”“作為國家隊，做大國重器的，能不能做棉花機械”等種植戶的心聲、不易，讓不少第一次走進棉田的年輕人深受觸動。鐵建重工新疆有限公司黨委書記、高端農(nóng)機研究設(shè)計院院長伍濤回憶：“當(dāng)時，使命感油然而生。調(diào)研之后，項目組很快組建，大家懷著夢想，齊聚天山腳下，立志要打造更智慧更好用的采棉機。雖然新疆距鐵建重工集團總部長沙有些遠(yuǎn)，約有3000公里，但對于研發(fā)人員來說，在一個廣闊平臺進行技術(shù)攻關(guān)很有挑戰(zhàn)性和吸引力！”

2017年6月，60余名青年骨干從各地趕赴烏魯木齊。在踏入農(nóng)機領(lǐng)域之前，團隊成員曾在掘進設(shè)備等領(lǐng)域，參與完成多個首臺（套）產(chǎn)品，戰(zhàn)績卓著。帶著這樣的自信與底氣，團隊開啟采棉機的研制工作。

很快，大家發(fā)現(xiàn)，農(nóng)機產(chǎn)品不止功能復(fù)雜，在車橋變速箱、打包系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)和核心零部件上，嚴(yán)重受制于人。雖“心里涼了半截”，但大家很快冷靜下來，討論后，決定兵分幾路，從結(jié)構(gòu)、原材料、控制邏輯等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上展開攻關(guān)。

棉花的生長本身具有不規(guī)則性，受溫度、濕度、品種等影響較大，在采摘時，有的棉花枝干可能一碰就斷。團隊要想實現(xiàn)棉花自然狀態(tài)下的高效采摘，農(nóng)機設(shè)計過程頗為復(fù)雜。以采棉頭為例，每一個采棉頭都有數(shù)千個零部件組成，研發(fā)技術(shù)難度高。團隊通過不斷優(yōu)化采棉頭結(jié)構(gòu)和傳動系統(tǒng)，對采棉頭結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作參數(shù)進行優(yōu)化，以提高采摘效率。

團隊經(jīng)過反復(fù)試驗、調(diào)整，不斷優(yōu)化采棉頭的運動軌跡，使之與采棉機行駛時高效匹配；再考慮到棉花品種、長勢、濕度等因素，進行大量試驗，一次次回溯、分析，最終攻克了采棉頭的技術(shù)難點。

2018年9月7日，團隊成功下線第一臺高端智能六行箱式采棉機（4MZ-6）。該產(chǎn)品具有采棉、一鍵卸棉、故障監(jiān)測預(yù)警、消防噴淋、倒車影像等智能功能，打破國外品牌對該領(lǐng)域裝備技術(shù)長達數(shù)十年的壟斷。該產(chǎn)品也獲得2019年中國創(chuàng)新“好設(shè)計”金獎。

在小結(jié)會議上，團隊提出：“我們只是實現(xiàn)進口機器替代就行了嗎？”這樣的問題，大家早已有了答案。同時期，國外同行開始研究“打包一體”的采棉機。時不我待，使命在肩，團隊成員再一次一鼓作氣，乘勢而上。箱式采棉機已具備一定的智能化水平，但人工操作的強度不小，實現(xiàn)采棉全程機械化，勢在必行。

“每一個百分點，我們都會盡可能地提高”

一朵朵棉花延綿相連，從空中俯瞰，頗為壯闊，采棉機行進其中，則是另一番風(fēng)景。每一次技術(shù)升級，從想法到落地，常歷經(jīng)磨難與坎坷，難以一蹴而就，團隊的心智與決心幾經(jīng)磨礪，在數(shù)不盡的總結(jié)、復(fù)盤之中，團隊不斷窮盡個人才智、精力，只為尋求、靠近最優(yōu)解。

“汽車可以實現(xiàn)自動駕駛，采棉機能否也應(yīng)用自動駕駛技術(shù)？”為了讓用戶降低勞動強度、輕松駕駛，同時保證采收品質(zhì)，團隊決定將自動駕駛技術(shù)運用在采棉操作。

從棉田的一行駛?cè)肓硪恍?，?zhǔn)確調(diào)轉(zhuǎn)、對行，是技術(shù)難點之一。團隊通過自動導(dǎo)航RTK技術(shù)，確保精度控制在2.5厘米的誤差范圍內(nèi)，來保證采棉機準(zhǔn)確入行。

“準(zhǔn)確”還體現(xiàn)于采凈率、含雜率等關(guān)鍵指標(biāo)。僅完成采摘還不足夠，要采摘準(zhǔn)確、采摘干凈、含雜率低。機采作業(yè)一般要求采凈率大于93%、含雜率小于11%。達到基本的標(biāo)準(zhǔn)，對于研發(fā)團隊來說，只是起點。伍濤設(shè)想：也許，圖像識別技術(shù)可以應(yīng)用其中。在過去的實踐經(jīng)驗中，伍濤在自動控制、圖像識別等前沿技術(shù)已有積累。他直言感受：“我們的先進技術(shù)為什么不能用在農(nóng)機上？我們不能總是跟著別人走，對吧？”

將圖像識別技術(shù)創(chuàng)新融合到采棉機，是團隊自主創(chuàng)新的重要突破之一。通過圖像識別技術(shù)的成功應(yīng)用，可以實時對比采收前后的棉花圖像，機器隨即自動調(diào)整相應(yīng)的操作參數(shù)，采凈率高達97%、平均95%，含雜率則不高于10%。

“看似是每一個1%，我們可能會花一兩個月，甚至一兩年去不停地測試、分析、提升。”團隊深知，對于種植戶而言，每一個百分比的提高，都是農(nóng)戶的收益與生計支撐。“所以，每一個百分點，我們都會盡可能提高?！?/p>

在打包覆膜階段，難題再度出現(xiàn)。如何將松散的棉花壓縮成高密度的棉包，同時可以持續(xù)采摘？團隊成員孫奎回憶，棉花當(dāng)中因有棉花纖維、容易在擠壓中變形，因此對于打包覆膜的力度控制要求高。

在棉田里，團隊不斷填充棉花進行打包測設(shè)，終于在一個夜間成功打出一個棉包，但還來不及喜悅，孫奎發(fā)現(xiàn)，棉包兩側(cè)容易散落，并沒有達到設(shè)計預(yù)期。經(jīng)過重新調(diào)整設(shè)計，增加部件結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝粋€完美的棉花包從采棉機成功吞吐而出，現(xiàn)場的團隊成員興奮歡呼，“有想流淚的沖動”。

2020年8月，國產(chǎn)首臺自主研發(fā)的六行智能打包采棉機正式下線。團隊攻克了棉花空滿倉感應(yīng)技術(shù)、棉花預(yù)壓縮及輸送技術(shù)、棉包成型技術(shù)、包膜技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)，完成采摘系統(tǒng)、風(fēng)控系統(tǒng)、打包系統(tǒng)、附膜系統(tǒng)的高效銜接，打破一個個“不可能”，制造出先進、智慧的“鐵建紅”。

2022年7月30日，鐵建重工新疆公司研制的智能六行采棉機通過了陳學(xué)庚院士及國內(nèi)專家團隊的鑒定，獲得“成果整體達到國際先進水平，智能化應(yīng)用技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平”的評價；2022年9月27日，智能六行采棉機作為行業(yè)唯一代表，參加“奮進新時代”主題成就展。在加速實現(xiàn)六行采棉機產(chǎn)品的研發(fā)、試驗、生產(chǎn)過程中，團隊不負(fù)使命與重任，推進了國產(chǎn)化采棉機代替進口采棉機的速度，助力帶動農(nóng)機配套產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展。

4MZ-6自走式采棉機、4MZD-6采棉打包一體機、4MZD-3采棉打包機……采棉機產(chǎn)品系列，經(jīng)過團隊的創(chuàng)新研發(fā)，從廠房走進田間地頭。

孫奎說，“中國農(nóng)機看兩疆（新疆、黑龍江）”、新疆農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景，曾激勵他從山東趕赴新疆從事農(nóng)機制造，真正投身其中，研制農(nóng)機固然艱辛，但隨著與團隊成員共同奮戰(zhàn)，揮灑汗水取得一項項成果，內(nèi)心更多的是自信與豪情?！笆紫仁菨M足用戶需要，為他們服務(wù)，很有成就感。其次，我們的很多對手都來自國外的巨頭企業(yè)，而我們農(nóng)機的自動化程度其實非常高，所以，我們特別自信、特別積極地向大家推廣介紹我們的高品質(zhì)農(nóng)機，生怕大家不知道我們研制出來了高端農(nóng)機?！?h3>“我們是積極向上的，青春的，不畏困難的”

當(dāng)將一輛輛4MZD-6采棉打包機運送而出，團隊久違的愿望，落地成真。團隊成員阿依仙母·巴哈克力木從小成長于棉花種植家庭，對手工采棉的辛苦非常了解，“手工采摘，腰疼，手上也都是棉花殼割傷的印子”。2019年，她加入研發(fā)團隊，共同參與采棉機的結(jié)構(gòu)件、傳動系統(tǒng)、覆膜系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。

對于阿依仙母而言，除了技術(shù)上的挑戰(zhàn)，開展農(nóng)機研究的主要挑戰(zhàn)是直面農(nóng)戶?！八麄兪怯眯量鄵Q錢，因此對我們產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性要求很高，他們的期望也很簡單，就是在采收作業(yè)當(dāng)中，不要發(fā)生任何故障?！边@些心聲和期待，正是團隊成員對產(chǎn)品精益求精的動力。

團隊成員分為研發(fā)小組和服務(wù)小組，在棉花采收季，常常24小時待命。大家或睡在辦公室，或直接躺在棉花垛上過夜?！懊藁ú墒占揪鸵粋€多月，那都是用戶一年的心血，10月下旬以后，可能會下雪，我們一定要確保地里的設(shè)備良好運轉(zhuǎn)，那段時間，大家基本都休息得少?！睂O奎說。

2022年采棉季即將到來，從采棉機的發(fā)送到保障服務(wù)，團隊面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因疫情影響，車輛的聯(lián)系、發(fā)運、調(diào)試，都有困難。團隊成員主動來到公司，吃住在公司，確保發(fā)送的車輛調(diào)試到位。采棉時，有技術(shù)人員駐扎在田間地頭，吃睡都在服務(wù)車上。而后方的研發(fā)團隊主動放棄休假、犧牲休息時間，堅守在崗位，前方“傳來”技術(shù)難題時，研發(fā)人員及時分析故障、提出解決方案。在艱辛條件下，沒有人有怨言，大家的目標(biāo)只有一個：服務(wù)好車輛、保障采收作業(yè)順利完成。

“還有一些地方，服務(wù)團隊無法去現(xiàn)場，這個時候比的就是硬實力，要靠產(chǎn)品自身的技術(shù)，以及產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性?！蔽闈f，“之前有一個誤區(qū)，就是認(rèn)為國產(chǎn)設(shè)備需要服務(wù)人員一直跟著，實際上，打鐵還靠自身硬，只要能把質(zhì)量控制好，實際應(yīng)用中，整個設(shè)備的運轉(zhuǎn)一點不比進口設(shè)備差”。

從研發(fā)、試驗、下線，到服務(wù)用戶，團隊面臨的艱辛?xí)r刻不勝枚舉；喜悅幸福的瞬間，亦常令大家感念?！拔覀円徽淼叵虢鉀Q問題的方案、一把把地做試驗，在棉地里，灰塵很大，大家灰頭土臉的，這里的紫外線又強。扎在農(nóng)田里一身土，鉆進機子里又是油……沒有人說累，沒有人怕，可能有壓力，遇到問題，大家都在一遍遍去改進、去求證。我覺得我們整個團隊是積極向上的，青春的，不畏困難的。我們就想著把產(chǎn)品做好，得到農(nóng)戶實實在在的認(rèn)可，讓大家覺得國產(chǎn)的采棉機頂呱呱！”阿依仙母有感而發(fā)。

當(dāng)一臺臺采棉機整裝待發(fā)，當(dāng)用戶拿著錦旗送到公司，當(dāng)用戶說“你們的機器的確很不錯”……這都是團隊成員感受到鼓舞的幸福時刻。2022年6月，“鐵建紅”——智能六行采棉機，走出國門，運往烏茲別克斯坦，在當(dāng)?shù)孛尢镎宫F(xiàn)中國農(nóng)機的“智”造魅力，并被納入采購計劃中。

加速我國裝備制造業(yè)邁向高端化、智能化、綠色化發(fā)展，推進國產(chǎn)農(nóng)機高質(zhì)量發(fā)展、以科技創(chuàng)新賦能農(nóng)機產(chǎn)業(yè)，鐵建兒女弘揚“逢山鑿路、遇水架橋”鐵道兵精神，發(fā)力農(nóng)機裝備制造與研發(fā)，志存高遠(yuǎn)、步履不歇。當(dāng)下，他們繼續(xù)投身農(nóng)機技術(shù)的創(chuàng)新迭代，深入祖國廣闊腹地，開發(fā)與當(dāng)?shù)氐貏?、農(nóng)作物相宜的農(nóng)機產(chǎn)品。

鐵建重工新疆公司高端采棉機研發(fā)團隊說：“習(xí)近平總書記指出，‘青年時代，選擇吃苦也就選擇了收獲，選擇奉獻也就選擇了高尚。作為新時代青年，國家需要我們做什么，我們就要敢于迎難而上！”

責(zé)任編輯 張惠清