期刊-2025-06

黄虹溥:数转智改 释放柳工挖掘机创新潜能

文/本刊记者 冯昭

2025年06月27日

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近年来,越来越多的80后科技工作者开始崭露头角,在各行业细分领域展现出卓越的科研才能,为推动技术进步、经济高质量发展贡献着青春和智慧。广西“十百千”企业知识产权中青年专家、广西柳工机械股份有限公司挖掘机研究院副院长黄虹溥就是其中之一。

入职柳工以来,他始终冲锋在前沿技术战场,从振动噪声控制的基础研究,到仿真软件生态体系建设,再到智能挖机系统迭代,既是破局者更是领航员,带领团队破解多项技术难题,终成为工程机械科研领域的青年代表。


积蓄经验 实战归来再读书


1986年,黄虹溥出生于湖南永州。湘南地区的灵山秀水,不仅让柳宗元创作出许多脍炙人口的游记散文,也浸润滋养了黄虹溥的聪明好学和创新睿思。

2011年重庆大学硕士毕业后,黄虹溥加入广西柳工机械股份有限公司。履职期间,他以高效作风推进项目实施,用实际行动诠释共产党员的先锋模范作用,矢志为企业高质量发展的宏伟蓝图贡献智慧力量。

 当时,柳工生产的装载机已经卖到了欧洲,但由于辐射噪声对施工环境产生影响,用户体验欠佳,公司不得不专门成立技术组解决相关问题,毕业不久的黄虹溥也参与到该项目的技术攻关当中。

考虑到国内企业对机械噪声研究较少,柳工决定面向包括装载机、挖掘机、推土机在内的各种柳工产品,提出全面减振降噪。面对不同种类、不同机型的工程机械,技术组首先需要分析出哪些是产生噪声的共性原因、哪些是特殊原因,再根据不同机种开发识别技术,通过测试把噪声源分离出来。

为此,技术组根据消声器排气声浪的噪声频率,分别制定解决方案,保证消声器在不同转速下使排气声浪得到良好的控制。“欧洲市场对辐射噪声的要求是不高于80分贝。经过我们的技术处理,装载机发出的声音降到了72分贝以下。”黄虹溥表示,噪声振动的指标越低,意味着产品的整体舒适性能、质量越高。减振降噪技术及应用不仅先后获得中国机械工业科技进步奖一等奖、广西科技进步奖二等奖,也为他后来的研发工作积累了丰富的实战经验。时至今日,柳工自主研发的装载机、推土机、挖掘机减振降噪技术,依然是商务部、科技部明令“禁止出口限制出口”的技术之一。

此后几年,柳工持续深化与高校的产学研合作,通过联合技术攻关、人才交流培养等形式,有效整合前沿科研资源,形成了以市场为导向的协同创新机制。2014年,黄虹溥到哈尔滨工程大学攻读动力工程及工程热物理专业博士学位 ,主要研究发动机在高温、高速流体下如何控制噪声。在哈尔滨工程大学,黄虹溥一读就是六年。他一边读书一边参与科研攻关,在此期间先后参与了“面向土方机械动力总成全生命周期设计关键技术”“基于三维时域CFD方法的穿孔元件声阻抗提取与特性分析”等柳工承担的国家科研项目。

“毕业的时候刚好赶上新冠疫情,答辩是在线上进行的。”黄虹溥回忆。


数字革新 重构研发竞争力


21世纪初,柳工生产的工程机械往往需要样机下线后才能评估设备性能。然而近年来,面对新形势下更复杂的产品、更极限的工况、受限的产品开发资源以及更加激烈的市场竞争,传统的串行“设计-仿真-试验”研发模式已经严重制约了产品上市时间、成本、质量目标和预期收入的达成。

“我们必须通过数字化转型优化资源配置和提高效率,构建企业新型竞争优势。”黄虹溥说,为缩短工程机械开发周期,他在哈尔滨工程大学攻读博士期间就开始探索研发数字样机,在电脑上预测产品性能,并在理论研究成熟后,组织团队开展了“数字化仿真助力研发快速高质量发展”项目,提出“理念上实现人人皆可仿真;技术上固化专家经验,简化仿真流程;基于软件运营服务(SAAS)开发模式搭建仿真云平台,实现多学科、多部门网络共生”三大创新点。

“做仿真的科技工作者少、缺乏高水平人才,是机械制造行业面临的一个痛点。”黄虹溥举例,大型汽车企业往往会有几百人做仿真,而在机械制造领域,仿真人员只占工程师人数的几十分之一。同时,随着产品开发需求的提高,对仿真的要求也越来越高,柳工甚至要求推出的每个产品都必须进行仿真。为解决人不够、需求大、要求高的难题,黄虹溥团队通过分析哪些必须人工完成、哪些可以用代码代替人工,在网页上开发出多款仿真APP。

“过去,我们培养一个仿真人员至少需要一年,现在有了仿真APP,工作人员一周之内就可以把数字模型转换成仿真需要的网格模型,在网页上进行提交计算。”黄虹溥说,“如此一来,需要人工操作的仿真技术工序由原来的90%减少至20%。”

此后,黄虹溥团队又陆续开发出包括结构件、薄板件、振动噪声、液压效率在内的50多款仿真APP,并将其应用到柳工 15条产品线。黄虹溥说:“我们的专业团队还可以提供定制化服务,未来将面向广西乃至全国的中小企业,建设一个具有企业背景、丰富工程经验,多学科、定制化服务的仿真云平台,从而带动地方经济共同发展。”

2020年,黄虹溥领衔主导的“面向工程机械数字化开发关键技术的仿真平台建设及应用”项目,获得柳州市青年创新创业大赛一等奖。截至目前,柳工使用该平台的新产品销售收入超过90亿元,实现利税27.6亿元。


智能转型 一杯红酒测精准


智能化转型,是包括工程机械在内的制造业面临的重要课题,柳工也不例外。

2021年,黄虹溥调到挖掘机研究院,先后担任研发总监、副院长。两年后,挖掘机智慧工厂首台产品下线,成为柳工智慧化转型的重要标志。“我们会根据市场需求,提出产品需要智慧工厂实现哪些功能,以及产品下线要测试哪些项目、哪些数据要上传到云端。”谈到对智慧工厂应用,黄虹溥说。

随着人力成本上升,在一些复杂工况,尤其一些危险工况场景下,操作司机越来越难请,是机械工业面临的一个现实问题。针对这种情况,黄虹溥带领柳工挖掘机研究团队开发了一系列远程遥控和辅助施工产品。“例如,操作人员只需点击控制面板,就可以让两个铲斗保持在同一水平线上。”黄虹溥说,“我们还根据客户需求进行了技术突破,以适应无人驾驶作业场景。”

为了快速实现智能化施工商业化,研发团队曾专程到日本调研智能化施工场景,回来后一方面整合内部团队,另一方面与高校进行合作,把底层的关键技术点识别出来。经过迭代升级,“一键平地”功能精准度得到了显著提升,但与国际行业标杆还是存在差距。

此后,在黄虹溥团队不断努力钻研下,该功能的精准度和速度都得到显著提升。“去年,我们给客户演示,在酒杯里倒满红酒放在铲斗上,按下启动键,不是洒不洒的问题,酒杯连水面都是平的。”黄虹溥说,“此外,我们还与行业内的长江学者进行交流,他们提出的非线性控制理论,也在持续提升我们的技术。”

2025年初,黄虹溥参与了国家重点研发计划智能机器人专项“移动重载智能高空作业机器人系统”研究。该项目执行期限为三年,围绕港口散货物资装卸场景中人力依赖度高、作业条件复杂等行业痛点,攻关新一代高空自动化作业系统的研发与应用。通过集成创新技术替代传统人工清舱模式,显著提升作业安全性及生产效率。

“目前,该项目已经完成实施方案论证,正在开展整机三维设计,涉及七自由度机械臂、电池动力系统、伺服液压系统、冷却系统和底盘结构。”黄虹溥透露。  


引进理念 研发迈向世界级


黄虹溥认为,创新是引领社会发展的第一动力,做好创新工作,不断提高科技创新能力,推动公司科技创新实现突破,是每一个柳工人的责任和义务。基于15年工程机械科研经验,他总结出“三步走”的创新原则和方法。

第一步,年轻的时候要多学,不管基于学校思维还是基于工程思维,都要多学、多问。第二步是基于科学的流程进行系统性学习。他认为,一项技术能够在市场上落地,产品开发流程一定是基于市场导向的,所以要基于客户需求发现痛点,精准识别之后再去整合资源,或者了解整个价值链在应用这项技术的过程中到底有哪些痛点,并把这些痛点解决掉。“最后,不能只基于自己的视角看问题,还应该知道其他专家有哪些看法,把‘宝藏’挖掘出来。”黄虹溥说,“只有跟别人交流,才会碰撞出更好的突破口或者切入点。”

“柳工的目标,是打造具有全球竞争力的世界级装备制造企业,因此,研发能力也要达到世界级。”黄虹溥认为,这需要引入科学的研发组织管理方法,随着产品开发周期越来越短、需求越来越多,只有向国外大型研发组织学习先进理念,把方法论拿过来,通过数字化、智慧化处理,才有可能补齐研发流程存在的短板。

“‘十五五’期间,我们会加强对标国际先进研发组织的一些指标,并在执行过程中不断修订,使创新方法得到实质性提升。”黄虹溥举例说,面向海外市场,对电动化技术进一步突破,使产品型谱进一步完善;面向国内市场,依据非道路移动机械第五阶段排放标准,在未来会进行产品更新迭代,都是柳工挖掘机研究团队下一步工作的重要任务。