從一腔熱火到創新不停。
文 | 華商韜略 東木褚
“為什么中國不會發生大規模停電?盾構機全速通過長江江底的隧道是什么感覺?AI能上天入地嗎?”
2025年是國企改革深化提升行動的收官之年,跟隨“走進新國企·科技創新主力軍”融媒體訪問團的腳步,華商韜略走進了“國網電科院、江蘇方天電力、中鐵隧道局、中國電信人工智能研究院”等幾家大型國企,探究“國家隊”在電網安全、隧道盾構、AI基建上的創新與突破。
【電網向“新”】
今年以來,世界范圍內發生了多起大停電事故。
2月,地處南美洲的智利發生大停電,影響了全國八成民眾的生活,多個城市的十字路口陷入混亂,有人被困地鐵,有人被困電梯,醫院里依賴電力設備的病人因此死亡,整個國家陷入緊急狀態……
4月,歐洲的西班牙和葡萄牙突發大范圍停電,“5秒鐘之內60%的電力全沒了”,波及逾5000萬民眾,不僅是西葡兩國歷史上最嚴重的停電,也是全球受影響人數最多的15次停電之一。
事故發生后,找到停電原因是當地政府最關心的事,遠在中國,也有一群人在積極尋找著故障原因,他們就是國網電科院(南瑞集團)的工程師們。
南瑞集團是國家電網公司直屬產業單位,由1973年成立的電力部南京自動化研究所發展而來,是我國能源電力及工業控制領域的領軍企業。
說起全球最近幾十年的大停電,南瑞人如數家珍——
2003北美大停電(過載跳閘)、2009巴西大停電(極端天氣)、2012印度大停電(調度混亂)、2019阿根廷大停電(設計缺陷)……
正如從業40多年的國家電網首席科學家鄭玉平所說:“我們對國外大停電的了解程度,可能比當事國都深刻。”
本世紀以來,中國從未發生過大規模停電,其中一個重要原因就在于南瑞對全世界停電事故的研究,基于這些研究創新提出獨創的守護中國電網的“三道防線”理論:
故障隔離、緊急控制、校正控制,以及圍繞“三道防線”的長期技術研發和設備保障。
其中,繼電保護是第一道防線的關鍵技術,它能在最短時間阻止故障的蔓延和擴大。
“繼電保護”四個字曾讓幾代南瑞人魂牽夢縈,1980年代,我國開始建設超高壓電網,但主設備的保護裝置主要依賴從國外購買。
1992年,中國工程院院士、南瑞集團所屬南瑞繼保董事長沈國榮提出了工頻變化量保護原理,“國外繼電保護的研究方向錯了,我們要另辟蹊徑。”
從那時起,南瑞人對繼電保護的技術和理論發起攻堅,自主研制了國際領先的超高壓線路微機繼電保護裝置,打破了國外企業的壟斷,由此帶動的科技創新也取得了豐碩成果——
150項技術成果獲得省部級以上科技獎勵;新發布3項IEC國際標準;31項成果通過權威鑒定……
當前,有相當比例的新能源接入電力系統,顛覆了傳統繼電保護的理論基礎,西班牙大停電就有可能是新能源接入電網所致。
影響電網安全的新因素,就是南瑞人要攻克的新課題。
▲南瑞電磁兼容實驗室
經過8年研發,南瑞人掌握了故障發生前的各項物理變量,初步構建了繼電保護新的技術體系,能在故障擊穿前100毫秒實現保護動作,面對新能源給電網安全提出的新課題,南瑞集團也再次用科研創新交出了讓國人安心的答卷。
說到電網,很多人都看過百米高空上,輸電工人檢修高壓線路的場景。
這是一份極其艱辛的工作,甚至可以說是在生命線上行走,輸電工人曾如此形容其作業:“即使有金屬屏蔽服的保護,特高壓電磁場的感應仍然特別強烈,臉上猶如無數根小針在扎,頭發好像被人用勁在拔,耳朵里嗡嗡作響”,并且有著一個曾經被認為不可能實現的夢想:
“有朝一日,人坐在辦公室里,就把活兒給干了。”
而如今,在國家電網江蘇電力方天公司的無人機巡檢智慧管控中心,我們看到的“無人機固定機場”智能巡檢系統,已將輸電工人的夢想變成現實。
過往“人工+無人機”的電網巡檢模式存在著“識別難”等問題,方天公司針對不同的應用場景研發了多套人工智能識別算法,直接部署在無人機上,總體識別率達到85%,重點缺陷和隱患識別率超過90%。
傳統的無人機巡檢只是解放了雙手,人還是要到巡檢現場,而“無人機固定機場”智能巡檢系統則真正實現了在辦公室點擊鼠標確定任務、遠程發出巡檢指令、無人機啟動自主巡檢工作,全程無需人為干預。
依托于這一硬核創新,目前,江蘇電網基本實現架空線路無人機巡檢全覆蓋,其中35千伏及以上輸電線路精細化巡檢100%由無人機自主完成,極大地解放了人力。
【長江之下】
告別百米高空的電網無人機,訪問團來到上海崇明島,深入長江江底,探訪中國中鐵隧道局承建的崇太長江隧道項目。
這條隧道全長14.25千米,采用單洞雙線設計,設計時速350公里,建成通車后,將結束崇明島不通高鐵的歷史,成為全球首條實現高鐵“過江不減速”的隧道,崇明經太倉到上海的時間從兩個半小時縮短到只需17分鐘。
在長江江底60多米的崇太長江隧道,世界最大直徑高鐵盾構機“領航號”正在全速掘進。
重達4000噸的“領航號”盾構機由中國中鐵自主研制,其中有一段從落后到趕超的曲折歷史。
盾構機是隧道掘進的專用工程機械,因集成了多種尖端技術被稱為“工程機械之王”,是衡量一國制造業水平的重要標志。
1997年,建設西康鐵路秦嶺隧道時,我國花費7億元首次從國外采購了兩臺硬巖掘進機。
據中鐵高級專家李建斌回憶,當時外方不僅在機器維修保養時拉著警戒線,不許中方參加,連維修進度中方說了也不算,我們不掌握核心技術,只能受窩囊氣。
決心不再受制于人的中鐵隧道人也于此開始了盾構機從零到一的研發,參與攻堅的李建斌說,“照葫蘆畫瓢不是難事,但我們的出發點是掌握核心技術,做自主研發工作。”
一臺盾構機零部件超過兩萬個,單是控制系統就有2000多個控制點,研發人員深入隧道現場,一根根管子排查,一個個元器件核對,比較參數、核實數據、查閱資料,奮戰到凌晨是家常便飯。
2008年,中國第一臺自主研發的盾構機——“中國中鐵1號”成功下線,并在天津地鐵三號線施工項目成功應用,很多人直到完工才知道用的是國產盾構機,就此打破了國外盾構機的壟斷。
盾構機的研發之難,是不能簡單模組化,必須根據所要開挖的隧道定制,而我國地域廣闊,地質結構千變萬化,有的隧道堅硬如鐵,有的則是切豆腐,區別很大。
首臺國產之后,李建斌帶領團隊,針對硬巖、黃土、沙土等不同地質條件持續研發,逐步攻克了超大直徑、超小直徑、極限工況下的技術特點,成功研制出一大批適應不同地質條件的世界首臺、國內首臺的開創性產品。
2020年9月,中鐵裝備集團自主研制的第1000臺盾構機下線,成為國內第一家下線隧道掘進機突破1000臺的盾構領軍企業。
如今工作于崇太長江隧道的智能盾構機“領航號”,則把隧道建造帶入了智能時代——
隧道所用管片均出自國內首條全數字化生產線,實現鋼筋加工、自動收面、管片蒸養等全過程自動化,并由弧形件智能拼裝機器人一鍵拼裝;
▲管片生產工廠
而在“領航號”內部,有一個融合云計算、大數據、數字孿生與仿真等先進技術的智能大腦,能根據實時數據自主掘進,從前靠經驗決定每天挖多少,現在由人工智能來決定。
據李建斌介紹,目前,中國盾構機已經成為中國高端制造的亮麗名片,出口至德國、新加坡、澳大利亞、巴西等33個國家和地區,安全掘進總里程超5000公里。
“我們在海外不拼價格,拼的是技術積累和對當地地質的研究,我們有能力面對國外任何復雜的場景,這是其他團隊比不了的。”他說。
【突破AI邊界】
走進中國電信人工智能研究院(TeleAI),一款人形機器人吸引了我們的目光,它無需視覺雷達就能在復雜地形上行走,還能用“手”接住記者送上的鮮花,即使被突然推搡也能迅速調整姿態,穩立不倒。
▲TeleAI機器人應對復雜地形
TeleAI于2024年7月揭牌,由中國電信首席科學家李學龍教授牽頭組建,他們研究人工智能前沿理論的目的,一是面向國家重大需求,還有就是面向民生,打造服務老百姓的創新應用。
目前,TeleAI正在加速智傳網(AI Flow)的研究工作,通過集結智能、通信、網絡三項關鍵技術,讓AI突破物理和技術的邊界,既能在天上大展拳腳,也可潛到海面以下1000米探索未知。
據介紹,未來智傳網的應用場景非常廣闊:
在航空領域,能讓“人駕駛飛機”轉變到“飛機駕駛系統”,助力航空產業智能升級;
在礦山行業,能通過數字網聯、無人操作、智能巡視、遠程干預,保障人員安全的同時提升開采效率;
進入制造業,則把工業場景中的機器人整合起來,實現家族式設備協同,比如前面提到的機器人,就有可能改變應急救援、工業巡檢等復雜環境下的作業模式。
智傳網在民生領域的應用空間也讓人憧憬,參訪現場播放的一個演示視頻就讓人印象深刻:
當工作人員說“我餓了,你們去拿點吃的”時,一只機器狗應聲頂開了實驗室的門,但去取食物的并不是它,而是三架小型無人機在屋內升空,下方掛著一個小籃子,飛過走廊降落在廚房操作臺,當臺上的機械臂把零食精準地放入籃中,無人機再次升空,滿載著零食返回實驗室。
這一科幻般的場景蘊含著了智傳網對未來的想象,TeleAI的科研負責人表示,“智傳網的服務模式,不僅是我們常見的文生圖、文生視頻等,當前我們與AI的交互還停留在手機APP等賽博空間,而智傳網要深入到人們生產和生活的主戰場,發揮更大的價值。”
【科技之源】
探訪新國企之旅,讓人記憶最深的,就是科研人員對技術創新的未雨綢繆與堅持到底,這種執著源于曾經的落后:
鄭玉平記得,在1970-1980年代,由于中國的繼電保護技術落后,電網發生了210次停電事故,平均每年19次,其中一半由線路故障引起,這種刻骨的記憶讓電網人時刻關注國外的大停電,鉆研事故原因,然后創新鉆研,以技術創新守護我們的用電安全。
李建斌也在座談會上回顧了中國盾構機的尷尬時刻,“都說買家是上帝,可我們在國外買盾構機時,根本沒有選擇,價格都是人家說了算,你想壓價,對方的談判代表直接就走了。”
以往,面對電網、高鐵、盾構機這種投資超大、回報緩慢,事關經濟和民生的硬核任務時,集中人才資源的國企憑的是肩上的使命擔當和一腔報國熱情。
現在,國企已經從“任務執行者”轉變為“創新策源地”,背后是國家從政策到制度的支持。
在政策上,國務院國資委修訂了企業負責人的業績考核辦法,鼓勵企業加大研發投入,將研發投入視同利潤。
部分地方政府還出臺了《國有企業容錯免責事項清單》,因為科技創新存在較大的不確定性,風險很高,需要匹配更加包容試錯的機制,給創新以更包容的土壤。
在人才激勵上,近年來國企不斷強調人才是第一資源,將激勵資源向稀缺、關鍵崗位和作出突出貢獻的科研人員傾斜。
據中國電信人工智能研究院領導介紹,論薪酬他們比不過大廠,但還是吸引到了優秀人才,靠的是給人才以能干成事的資源和承諾,就像國資委提出的,對創新的激勵政策“能給盡給、應給盡給”。
在資源整合上,國企繼續發揮集中力量干大事的優勢,并在此基礎上向市場學習,縮短實驗成果商用化的過程,比如國網電科院打破了專業界限,組建“任務共同體”,把產業落地作為任務的一環,實現了科研成果的高效落地。
2024年,國電南瑞的研發投入突破40億元,帶動營收和凈利潤取得雙位數增長,獲評2023年度國務院國資委“科改企業”標桿,在央企349戶“科改企業”排名第七位,在國家電網公司系統10戶“科改企業”中位列第一。
而穿山越海的中鐵隧道局,在國際隧協評選的“過去50年具有全球影響力的50個隧道工程”中,參與了中國大陸入圍8個項目的7個,以科創之力霸榜全球。
作為AI國家隊,中國電信TeleAI成立還不到一年,就組建起一支近600人的研發團隊,其中一位青年專家僅用不到4個月時間,就帶領團隊做出了對標Sora的視頻生成大模型,并在權威榜單VBench上,位列綜合得分第一。
當前,世界進入的動蕩變革期,不確定的因素與日俱增,國企體量大、責任重,但沒有守成不前,帶頭攻堅的動力前所未有地強勁,這是我們實地探訪、親眼所見的,那一雙雙堅定自信的眼睛,一座座燈火通明的實驗樓就是中國科創最大的主力軍。
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