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  • 军民融合深度发展 助推企业跑赢市场——四四一厂智能导向定位系统研制创新增效谋发展

    2022-5-18

      军民融合发展作为一项国家战略,既是兴国之举,又是强军之策。公司作为军民融合型混合所有制企业,在完成所承担的国防装备军工生产任务的同时,还必须拓展企业经营领域,在民用市场争得一席之地,为实现企业跨越发展奠定强有力的经济基础。2021年,公司掘进机智能导向定位系统研制成功并走向市场,为公司带来新的民品经济增长点。这无疑是公司积极响应国家军民融合发展战略,转变固有思维模式,锐意进取,创新增效,将军用技术和民用技术深度融合结出的硕果。

      掘进机智能导向定位系统项目,是公司近年来响应国家智能制造发展战略和军民融合战略,自主开发研制的军民两用项目。该系统可广泛应用于隧道挖掘、煤矿采煤等领域。2020年,公司与国内工程机械龙头企业某集团达成了战略合作协议,签订批量供货协议,截止目前已交付近百套,形成批量供货。现同时又与某煤机研究所合作研制用于采煤机的定位定向导航装置,也具有十分广阔的应用前景。

      掘进机智能导向定位系统是一款军转民用高性价比的惯性测量产品。安装在掘进机、盾构机上后,能迅速启动并准确指示当地地理坐标系下的航向和纵横摇信息,为设备导航、操纵控制以及其他载体设备提供连续姿态信息。该产品采用高性价比的光学陀螺和石英挠性加速度计,并通过高精度的误差标定和补偿技术可长时间自主保持精度工作。电磁屏蔽设计、热平衡设计、振动模态设计、密封设计和严格的制造工艺保证了系统优良的环境适应性。 

      作为专业生产舰船导航设备的厂家,到2012年时,公司生产的各型军用机电陀螺罗经仍在部队服役的有2000余套,产品覆盖了所有的QT和部分水面JT及陆用ZC,产品以可靠性高、维修性好、使用寿命长的特点,深受部队的欢迎。四四一生产的罗经创造了海军的多个航海记录。如HQT90天的潜航记录,海军JT编队第一次出访美国、和平方舟号远航、索马里护航、HM首J辽宁J等等。

      然而,随着科技不断进步,尤其是随着光学技术、电子技术的飞跃发展,公司领导层清楚地意识到以液浮陀螺为器件的机电陀螺罗经会退出主流惯性导航市场,新一代光纤罗经、激光罗经必然会替代机电罗经。为了更好地满足一线部队的实战需求,提升原配套罗经的快速稳定性精度,公司未雨绸缪,从2009年开始,就组织了7人光学罗经研发小组,投入了近千万元开始研制新品激光陀螺罗经。同时与国防科大光电学院建立了激光陀螺生产协作关系,克服重重困难完成样机制造。2013年参与了昆船公司的XXL罗经换装比武,取得了技术比武第一名的好成绩,但因种种原因,光学罗经的研制一直未能实现真正的突破。

      2015年,习总书记首次把军民融合发展上升为国家发展战略,这为四四一带来新的发展契机。为响应国家军民融合发展战略,在更好地服务于国防现代化建设的同时,也为国民经济做出贡献,公司高层适时改变思维模式,一方面以提高科技开发和自主创新水平为基点,加强科技研发资源整合,培养和引进一批科研学术带头人,增强科技开发实力和产品开发能力,实现技术能力的有效提升;另一方面拓宽研发渠道,加强各种形式的技术合作和“产、学、研”融合,加快产品研发进程,促进科技成果向现实生产力转化。通过与国防科大、海军工程大学、浙江工业大学、中科院等高等院校及科研院所合作开发技术含量高的重点项目新品,并取得了多项成果。其中,以激光导航智能制造装备为代表的掘进机智能导向定位系统项目就是其中之一。

      十年磨一剑。前期的困难和磨练都成为后期成功的宝贵经验,而思维方式的转变往往会带来质的变化。从2019年开始,公司激光陀螺罗经的研制迎来了曙光。2020年2月,公司研发的以激光陀螺罗经为核心部件的掘进机智能导向定位系统成功打入民品市场,成为世界品牌500强企业某集团工程机械有限公司的供货商。同一年的8月份,通过努力争取到了海军某型JT的改换装任务,为某型JT配套光学陀螺罗经产品。截止目前,已经交付了两批12套,第三批12套正在生产中。

      对于掘进机智能导向定位系统的研制,项目课题组负责人高嘉莹高工深有感触。他介绍:这个系统就是以四四一厂用于海军光学陀螺罗经竞优项目的IMU(惯性测量单元)作为主体,其中部分技术继承原用于特X雷的激光陀螺罗经技术成果,根据用户的需求以及民品的特点,在设备的软件和电路上做了重新研发,接口方面做了更适合用户的改进。他认为:产品能够研制成功,是因为转变了思维模式,跳出之前激光陀螺罗经研制的窠臼,更改了技术体系,将军用技术与民用技术彼此融合,同时与该领域的国内翘楚院所合作,以及得到了中南大学顶尖专家的技术支撑。

      推进激光罗经市场化,是公司开辟的另一个战场。在董事长马忠烈的谋划和推动下,销售公司总经理胡建杰带领梁浩坤、岳明等销售精英频繁往返于国内部分大型工程机械厂家,足迹遍布了国内生产工程机械的90%的单位。由最初的跨不进门槛,到后来能深入到各单位研发部门,倾听客户最真实的声音,了解客户的实际需求,其中的艰辛和付出不言而喻。功夫不负有心人,经过不懈努力,公司终于与多家单位建立了良好的联系,为后续技术交流扫平了障碍。2019年,在公司销售团队的大力协作下,掘进机导航系统项目组和多家用户开展了技术交流。机会从来都是青睐那些时刻准备好的人。项目组研制的掘进机智能导向定位系统,正好契合用户的工程机械智能化改造需求,双方的理念和需求一拍即合,达成了共识,签署了合作协议。

      在接到项目需求后,项目组负责人高嘉莹立下“军令状”:半年内一定拿下这项目!随即,公司掘进机导航系统项目组马不停蹄来到用户单位进行深度技术沟通,了解用户的使命任务,挖掘用户的“痛点”,与用户讨论技术方案,深入施工现场进行数据采集,进行现场试验测试,测试成功后双方于2020年1月正式签下EBZ系列掘进机用激光陀螺罗经《技术协议书》,项目组迅速进入紧张的设计阶段。

      这是一场攻坚战,是四四一厂从没有涉入过的领域。用户设备装备于井下,振动大,使用环境极其恶劣,设备掘进过程中常会遇到硬岩层,受到极大的冲击。用户既要求导航设备在井下保持长时间的导航,几十个小时甚至几天时间内连续不断地输出精确的方位信息,又要避免恶劣环境下的振动和冲击,再加上是在井下作业,各种辅助手段都无法使用。一个个难题似一只只拦路虎,让项目进展举步维艰。但越是困难越要迎难而上,项目组沉下心,铆足劲,日以继夜,反复模拟井下环境。进行了无数次设备测试和数据仿真,攻克了一个又一个的难题,终于在两个月后提前完成设计任务。

      从2020年1月签署技术协议,到2月完成方案设计、通过设计评审,再到3月出样机,5月出成品,公司掘进机导航系统项目组实现了半年之内拿下项目的承诺,向用户、向公司交出了一份圆满的答卷。2021年,该产品交付近百套,全年累计销售额超过2000多万元。随后,项目组根据用户需求进行了民用适应性改进,开发了功能更为完善的智能导向定位系统,具备了高精度定位功能,目前在制产品20多套,成为了公司民品又一新的经济增长点。


    专家点评:

      目前,以光学陀螺(激光陀螺、光纤陀螺)为核心部件生产的各型定位/定向设备已在我国进入了成熟的工程应用阶段。相比于传统的机械陀螺为核心部件的惯性导航设备而言,以光学陀螺为核心部件的惯性导航设备具有快速稳定、高动态响应和较高的分辨率、高精度等技术优势,在复杂、恶劣的环境条件下具有较强的应用优势。


      四四一厂生产的JLJ/XX系列光学陀螺惯性导航设备,继承了前期型号预研的技术基础,针对不同的市场需求,经过各种不同的适应性改进设计,可满足不同复杂应用条件下的使用需求,特别是在长时间无法正常接收卫星及外界导航信号的领域有着广泛的应用背景。设备可实现、达到的技术指标,已优于一般导航设备的技术要求,完全可实现军、民两用。

      在国家大力推进“智能制造”的背景下,工程机械设备也在向自动化、智能化方向发展,旨在提升工程效率。JLJ/XX系列光学陀螺惯性导航设备也正好契合了这一发展趋势。经过前期的市场开拓,产品目前已在掘进机、采掘机等工程设备和海军装备中得到了应用,企业也获得了一定的经济效益,为在该技术领域的进一步发展打下了坚实的技术基础。

      通过这种相互融通、军民融合的技术发展途径,企业可在市场、技术两方面相互促进,实现产品技术的不断进步,提供更好的设备为国防建设和国民经济的发展服务。
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