盾构机被称作“工程机械之王”，又称“钢铁穿山甲”，是开挖隧道的利器，是衡量一个国家制造业水平的重要标志。在科技创新新型举国体制的推动下，我国企业通过持续自主创新，仅仅用了十余年时间，不仅打破了盾构机的国外垄断，还成为了全球行业的领跑者。如今，全球每10台盾构机就有7台来自中国。

　　“实现高水平科技自立自强，就必须开展更多的创新性研究，突破关键性技术难题，解决‘卡脖子’问题。”全国人大代表、中国铁建重工集团股份有限公司首席科学家刘飞香说，中国盾构机产业不仅要做到整机技术全球领先、市场份额全球最大，还要实现关键系统自主可控。

　　刘飞香介绍，近年来，铁建重工充分发挥新型举国体制优势，加强政产学研用协同创新，针对重载大型轴承、控制系统、减速机、液压泵马达等盾构机关键零部件开展自主攻关，实现了关键零部件完全自主可控。

　　主轴承是盾构机的“心脏”部件，是盾构机在服役期间唯一不能更换的部件，需要直面盾构机超重载、大偏载、频变载等极端恶劣工况考验，一构造体成型。一旦损坏，动辄上亿元的盾构机就面临报废的危险，整个工程的成本也将成倍增长。

　　盾构机主轴承属于精密制造，曾被列入制约我国工业发展的35项“卡脖子”关键技术。“它的服役寿命受可靠性、材料、设计、制造和试验等多种关键因素制约，研制难度随着尺寸增加而倍增。”说到产业的这个薄弱环节，刘飞香感触很深：“过去国外企业不仅在技术上卡我们，而且逐年提出涨价比例。”

　　主轴承研制到底有多难？刘飞香说，需要突破“材料难、设计难、制造难、试验难”四大难点。以超大直径主轴承为例，在直径数米长的滚道内，平面度要小于20微米，相当于一张A4纸厚度1/5，直线度要小于8微米，只有头发丝的1/10，加工制造无异于“在头发上刻字，在米粒上雕花”。

　　如何打通“最后一公里”？2019年7月，刘飞香牵头成立研发攻关团队，联合上下游企业、高等院校协同攻关，尝试了上百种材料和工艺，并进行实地实验，对上万组数据进行分析。2023年10月，团队成功研制直径8.61米盾构机主轴承，标志着我国彻底攻克并自主掌握了盾构机主轴承从设计、材料到制造、试验全过程关键核心技术，使国产盾构机有了全系列的“中国心”。

　　“摆脱了‘卡脖子’障碍，企业进一步向‘数智化’高地迈进，依托科技创新培育形成新质生产力。”刘飞香介绍，近年来，铁建重工加速数字化转型，企业通过数字化赋能，创新打造了一套盾构机数字孪生系统，让“大国重器”迸发“数智”力量。

　　“这套系统通过实时搜集工程施工数据，比如盾构机各种零部件的运行数据、地下环境数据等，经过系统分析后，远程在线实时帮助技术人员针对现役机型做出操作决策，并对下一代产品优化升级提供大数据支撑。”在刘飞香看来，数字孪生打破了虚实界限，避免以往现场人工勘察、经验判断而出现误差的情况，实现风险关口前移，还创造出产品开发更多维度。

　　如今，铁建重工的地下工程装备数字孪生系统已向盾构机、钻爆法装备和煤矿装备领域延伸，广泛应用于国内外铁路、公路、矿山、水利等大型工程建设。

　　“我们把做强高端产业作为高质量发展的基石，通过攻克‘卡脖子’技术，让产业短板不短；依托攻关智能化技术，让产业长板更长，用高质量产业托举经济高质量发展。”刘飞香说。