- 未來工程機械行業(yè)的十大發(fā)展趨勢
- 發(fā)布時間: 2018-5-18 點擊次數(shù):26497
從20世紀80年代到本世紀初,國內外工程機械產品技術已從一個成熟期走到了現(xiàn)代化時期。伴隨著一場新的技術革命,工程機械產品的綜合技術水平躍上了一個新的臺階。電子技術、微電腦、傳感器、電液伺服與控制系統(tǒng)集成化改造了傳統(tǒng)的工程機械產品,計算機輔助設計、輔助制造及輔助管理裝備了工程機械制造業(yè),IT網絡技術也裝備了工程機械的銷售與信息傳遞系統(tǒng),從而讓人們看到了一個全新的工程機械行業(yè)。新的工程機械產品在工作效率、作業(yè)質量、環(huán)境保護、操作性能及自動化程度諸方面都是以往所不可比擬的,并且在向著進一步的智能化和機器人化方向邁進。未來工程機械行業(yè)又將走向何方,哪種產品又會被用戶所接受,小編認為,只要從以下幾點出發(fā),在不斷前進的同時調整自己的步伐,重拾輝煌僅一步之遙。
第一,節(jié)能環(huán)保
據環(huán)保部發(fā)布的數(shù)據顯示,2014年2月,京津冀、長三角、珠三角區(qū)域及直轄市、省會城市和計劃單列市等74個城市空氣質量平均超標天數(shù)比例為39.7%。其中京津冀地區(qū)城市超標天數(shù)比例最高,達68.5%,我國環(huán)境問題日益嚴峻已成為不爭的事實。而我國工程機械設備行業(yè)的污染比重較大。中國工程機械工業(yè)協(xié)會會長祁俊此前表示,我國是“世界上****的建設工地”,工程建設帶動著工程機械行業(yè)飛速發(fā)展。然而,我國有關工程機械產品排放的要求一直比較寬松,這使得市場上充斥著大量高排放產品,已經成為了環(huán)境的沉重負擔。
因此,業(yè)內呼吁國內工程機械行業(yè)走節(jié)能環(huán)保之路。前不久國家頒布的《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃》,據了解,規(guī)劃的投資重點包括完善城市基礎、推進新型城鎮(zhèn)化發(fā)展,大力發(fā)展社會事業(yè),著力保障和改善民生,實施創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略、推動產業(yè)轉型升級,強力推進節(jié)能減排,加快生態(tài)文明建設,加快培育新的經濟支撐帶等。這是在今后一個時期內指導全國城鎮(zhèn)化健康發(fā)展的宏觀性、戰(zhàn)略性、基礎性的規(guī)劃,也是中央頒布實施的第一個城鎮(zhèn)化規(guī)劃。在這部《規(guī)劃》的指導下,中國各地基礎設施建設步伐的不斷推進,中國工程機械勢必將再次迎來發(fā)展的高潮。同時,《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》也顯示了工業(yè)節(jié)能的總體目標:到2015年,規(guī)模以上工業(yè)增加值能耗比2010年下降21%左右。國家提出的嚴格要求也使得工程機械企業(yè)不得不將節(jié)能環(huán)保放到其發(fā)展戰(zhàn)略中的重要位置。
無論是從減輕環(huán)境負擔,還是打破對外貿易壁壘等方面考慮,節(jié)能環(huán)保之路都將成為工程機械發(fā)展的主流趨勢。今后中國工程機械產業(yè)的發(fā)展將更加注重轉型升級,而在具體的實施策略中,節(jié)能環(huán)保將成為主要的發(fā)展方向。目前,工程機械各家廠商都在其新產品上融入更多的節(jié)能環(huán)保的元素。在剛剛結束的兩年一度的上海寶馬展上,無論小松、現(xiàn)代、沃爾沃建筑設備等國際工程機械知名企業(yè),還是三一、徐工、中聯(lián)、柳工等中國本土的工程機械巨頭,都紛紛展示了它們最新的機械設備,這些設備無不是有了更好的節(jié)能環(huán)保性能。由此可見,工程機械的未來走向,必將是節(jié)能環(huán)保大勢當?shù)。廣大工程機械企業(yè)必須依靠自己走上讓產品工作效率更高效、節(jié)能降耗性能更出色的正確道路上。
第二,模塊化設計
未來隨著我國工程機械行業(yè)的發(fā)展,為用戶提供高性能、高可靠性、高機動性、良好的維修性和經濟性的設備逐漸成為廠商追逐的目標。因此為了滿足用戶的個性化需求,廠商生產應該采取多品種、小批量的生產方式,以最快速度開發(fā)出質優(yōu)價廉的新產品。想要綜合實現(xiàn)上述要求的最有效的途徑,就是采用模塊化設計原理、方法和技術。
模塊化設計技術是在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產品進行功能分析的基礎上,劃分并設計出一系列功能模塊,通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品,以滿足市場的不同需求的設計方法,其最終原則即是力求以少數(shù)模塊組成盡可能多的產品,并在滿足要求的基礎上使產品精度高、性能穩(wěn)定、結構簡單、成本低廉,且模塊結構應盡量簡單、規(guī)范,模塊間的聯(lián)系盡可能簡單。
和傳統(tǒng)的設計方法相比,模塊化設計****的特點就是應用了電子計算機。以往一種新機型需要多次反復試制、試驗和修改才能定型,一般需要幾年的時間。在計算機上,新產品設計可采用三維數(shù)字化建模,利用專業(yè)軟件進行基礎零部件優(yōu)化選擇與分析計算,直到生成工程圖和進行三維虛擬裝配及模擬試驗。隨著裝備制造業(yè)的飛速發(fā)展,產品種類急劇增多且結構日趨復雜,只有產品設計周期不斷縮短,才能夠滿足企業(yè)激烈競爭的需要。模塊化機械設計理念符合機械產品快速設計的理念,符合裝備制造業(yè)的發(fā)展需要,是機械設計的發(fā)展方向之一,有較高的實用價值和經濟價值。
第三,智能化
當前,工程機械智能化已露端倪。工程機械行業(yè)是為國家基礎建設提供技術裝備的戰(zhàn)略性產業(yè),同時也是裝備制造業(yè)中最重要的子行業(yè),屬于國家重點鼓勵發(fā)展的領域之一。隨著國家經濟的繼續(xù)發(fā)展,必然會對工程機械行業(yè)的發(fā)展提出更多要求。對于中國工程機械企業(yè)來說,市場競爭的激烈和工程以及礦山行業(yè)的施工開采難度加大,配套件的核心技術相比國外,仍有很大的差距,因此要突破行業(yè)發(fā)展瓶頸,追趕上國際化步伐,國內廠商不僅僅是擴大海外市場,更是要獲得更高端的技術,才能屹立在世界工程機械之林。而智能化無疑成為工程機械制造廠商的****選擇。
針對工程機械這個典型行業(yè)在面對國內市場國際化競爭的殘酷局面和新技術、新工藝的挑戰(zhàn)中求得生存與發(fā)展,必須解決TQCS難題,即以最快的上市速度(T),最好的質量(Q),最低的成本(C),最優(yōu)的服務(S),來滿足不同顧客的需求。而解決這一難題的最有效手段—智能化制造,智能制造是“中國工程機械制造”努力的目標。從目前來看,我國“十二五”規(guī)劃對工程機械行業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求,柔性化生產、自動化、數(shù)字化等為基礎的智能化制造將成為行業(yè)的新標準。預計,2015年我國工程機械行業(yè)固定資產投資達1000億元,其中對智能化制造方面的投入將高達300億元。這將使國內工程機械行業(yè)的整體智能化制造水平在十二五末邁上一個新臺階。
隨著科學技術的發(fā)展,智能化將逐漸成為工程機械發(fā)展的主流趨勢,不僅可有效提高工作效率,還可大幅度降低生產成本。面對全球激烈的競爭,我國工程機械行業(yè)走智能化之路迫在眉睫。
第四,以人為本實現(xiàn)人機交互
人機交互是人通過操作界面對機器進行交互的操作方式,即用戶與機器相互傳遞信息的媒介,其中包括信息的輸入和輸出。好的人機界面美觀易懂、操作簡單且具有引導功能,使用戶感覺舒適、愉悅,從而提高使用效率。當機械大工業(yè)發(fā)展起來的時候,如何有效操縱和控制產品導致了人機工程學的誕生。
早在20世紀80年代以來,世界上許多大的工程機械制造公司都投入很大的人力和資金促進現(xiàn)代設計方法學的研究和應用,即人機工程學?傮w來說,“以人為本”的設計思想關鍵在于注重機器與人的相互協(xié)調,提高人機安全性、駕駛舒適性,方便于司機操作和技術保養(yǎng),這樣既改善了司機的工作條件,又提高了生產效率,有的國家對工程機械的振動、噪聲、廢氣排放和防翻滾與落物制定了新的標準,甚至付諸法律,F(xiàn)在各類工程機械都設計有防翻滾和落物保護裝置,以保護司機的人身安全,并且都是與駕駛室分別設計和安裝。駕駛室內有足夠的人體活動空間和開闊的視野,并采取必要的密封、減振、降噪和控溫措施。
未來電子技術在工程機械上的應用,將大大簡化司機的操作程序和提高機器的技術性能,從而真正實現(xiàn)“人機交互”效應。
第五,機器人在機械制造中的應用
工程機械在工程建設領域代替了人的體力勞動,擴展了人的手腳功能,但傳統(tǒng)機械還未能解決好人的體力和生理負擔問題,更不要說解脫人的精神和心理負擔了。現(xiàn)代化工程機械應該是賦予其靈性,有靈性的工程機械是有思維頭腦(微電腦)、感覺器官(傳感器)、神經網絡(電子傳輸),五臟六腑(動力與傳動)及手足骨骼(工作機構與行走裝置)的機電信一體化系統(tǒng)。
機電信一體化并非機電與信息技術的簡單結合,它所構成的系統(tǒng)必須具備5項功能:具有檢測和識別工作對象與工作條件的功能,具有根據工作目標自行作出決策的功能,具有響應決策、執(zhí)行動作的伺服功能,具有自動監(jiān)測工作過程與自我修正的功能,具有自z身安全保護和故障排除功能。這也就是工程機械智能化的一些具體目標。未來工程機械將從局部自動化過渡到全面自動化,并且向著遠距離操縱和無人駕駛的趨勢發(fā)展。隨著人工智能的介入,工程機械將加快其現(xiàn)代化進程,使逐步過渡到完全智能化的作業(yè)機器人目標。到那時,一些新的機器人化作業(yè)程序就會應運而生。
第六,信息化制造
近年來,隨著信息化與制造業(yè)不斷深度融合,一種以智能制造為主導的新工業(yè)革命——工業(yè)4.0正在到來,也就是我們說的信息化制造。在未來的智能工廠中,工廠里所有的加工設備、原材料、運輸車輛、裝料機器人都裝有前文提到的那個CPS,都是“能說話,會思考”的。
控制這些智能工廠的企業(yè),其業(yè)務流程和組織將會重組再造,產品研發(fā)、設計、計劃、工藝到生產、服務的全生命周期數(shù)據信息將實現(xiàn)無縫鏈接。由此產生海量數(shù)據及其分析運用,將催生率先滿足動態(tài)的商業(yè)網絡、異地協(xié)同設計、大規(guī)模個性化定制、精準供應鏈管理等新型商業(yè)模式的興起。對于整個制造業(yè)產業(yè)體系來說,諸如全生命周期管理、總集成總承包、互聯(lián)網金融、電子商務等產業(yè)新價值鏈也將會出現(xiàn),由此產生的生產力是極為巨大的。根據美國通用電氣公司預測,這種變革將至少會為全球GDP 增加10萬億—15萬億美元——相當于再創(chuàng)一個美國經濟。
有數(shù)據顯示,我國沿海地區(qū)勞動力綜合成本已經與美國本土部分地區(qū)接近。隨著人口紅利的消失,制造業(yè)人工成本上升和新一代勞動力就業(yè)意愿的下降,我國制造業(yè)的國際競爭力將面臨重大危機。推進“工業(yè)化和信息化”融合,搶先進入工業(yè)4.0時代,保持住我國制造業(yè)的競爭力,已經是必須選擇的命題。盡管前路漫漫,作為“世界工廠”,我們也擁有很多機遇,比如良好的政策環(huán)境、互聯(lián)網時代眾多的弄潮兒、足夠堅實的創(chuàng)新底蘊等。在這個狹路相逢勇者勝的大時代,我們相信,只要腳踏實地,勇于開拓,命運就永遠操控在自己手里。
第七,兩極化發(fā)展
一方面隨著我國在能源、風電以及核電等新領域開發(fā)的不斷深入,大型化的工程機械設備收到熱捧,從2014年上海寶馬展各家推出的新款設備我們似乎也有所察覺,從履帶起重機到礦山挖掘機等,不僅充分證明了我國國內工程機械企業(yè)先進的技術水平和制造能力外,還進一步增強了我國在國際市場大型化產品的市場競爭力。
另一方面,在國外比如美歐日等發(fā)達國家基礎設備比較完善,大規(guī)模基礎設施建設工程在日益減少,而修繕保護及城市小型工程項目卻在增多,為了節(jié)省較高的人力費用,提高工作效率,各種小型、微型工程機械大受歡迎,這些機械設備將在狹窄地段進行施工作業(yè),或在家庭住宅及小型工程項目中得到更廣發(fā)的應用。在國內,我國新型城鎮(zhèn)化建設項目日益深入,對于小型的工程機械設備需求也將呈現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定增長。
第八,一機多用
一機多用,作業(yè)功能多元化是近年來工程機械裝備出現(xiàn)的一個新技術特點,也將是未來工程機械裝備制造發(fā)展的一個大趨勢。多功能作業(yè)裝置改變了單一作業(yè)功能,推動這一發(fā)展的因素首先源于液壓技術的發(fā)展,通過對液壓系統(tǒng)的合理設計,使得工程裝置能夠完成多種作業(yè)功能。其次快速可更換鏈接裝置的誕生,安裝在工作裝置上的液壓快速可更換連機器,能在作業(yè)現(xiàn)場完成各種附屬作業(yè)裝置的快速裝卸及液壓軟管的自動鏈接,使得更換附屬作業(yè)裝置的工作在司機室通過操縱手柄即可快速完成。
為完成更多的作業(yè)功能,工程機械主機作業(yè)功能將盡可能擴大,單一功能將向多功能轉化,擴大了工程機械的應用領域,如液壓挖掘機作業(yè)機具的多樣化,同一主機可完成挖掘、裝載、破碎、剪切和壓實等作業(yè)。對于高速公路的施工和養(yǎng)護,多功能作業(yè)更為重要,具有清掃、除雪、挖掘、破碎及壓實功能的養(yǎng)護機械依然是工程機械行業(yè)關注的熱點課題之一。
第九,向機電一體化發(fā)展
80 年代以微電子技術為核心的高新技術的興起,推動了工程機械制造技術的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計算機及微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術等的發(fā)展及其在工程機械上的應用,從根本上改變了工程機械的面貌,極大促進了產品性能的提高,使工程機械進入了一個全新的發(fā)展階段。以微機或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)目前在國外工程機械上的應用已相當普及,并已成高性能工程機械不可缺少的組成部分。
現(xiàn)代工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代引入機電一體化技術,使機械、液壓技術和電子控制技術等有機的結合,可以極大地提高了工程機械的各種性能,如動力性、燃油經濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。目前以微機或微處理器為核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機械中的應用已相當普及,電子控制技術已深入到工程機械的許多領域,如攤鋪機和平地機的自動找平、攤鋪機的自動供料、挖掘機的電子功率優(yōu)化、柴油機的電子調速、裝載機、鏟運機變速箱的自動控制、工程機械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。
隨著科學技術的不斷發(fā)展,對工程機械的性能要求不斷提高,電子控制裝置在工程機械上的應用將更加廣泛,結構將更加復雜。特別是隨著我國進口及國產工程機械保有量的逐年增加,如何用好、管好這些價格昂貴的工程機械,使其發(fā)揮****的效率,機電一體化無疑是現(xiàn)在也是將來工程機械發(fā)展的方向。
第十,更加注重零部件的開發(fā)與選擇
工程機械關鍵零部件是工程機械產品發(fā)展的基礎、支撐和制約瓶頸,當工程機械發(fā)展到一定階段后,行業(yè)高技術的研究主要聚集在發(fā)動機、液壓、傳動和控制技術等關鍵零部件上。掌握工程機械領域,只有解決了關鍵零部件的生產,企業(yè)才會擁有核心競爭力。
欲在未來的市場競爭中獲得更大的競爭優(yōu)勢,工程機械的設計中將更加注重選用質地好的零部件,更注重零部件的通用化、標準化和集成化,而相配套的零部件企業(yè)更加注重系統(tǒng)化地與主機配套,入傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機電一體化控制系統(tǒng),大大的縮短了主機產品開發(fā)周期。而且零部件的標準化和通用化進一步提高,****限度的簡化維修,是國外先進技術發(fā)展的一個重要標志。例如駕駛室中的操作手柄、按鈕開關、儀表盤、螺栓螺帽都已經完全標注化、通用化、成組安裝,大大降低了駕駛室的制作成本。
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