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未来中国工程机械行业的十大发展趋势
发布者:管理员  发布时间:2015-4-22  阅读:5194

前言
        从20世纪80年代到本世纪初,国内外工程机械产品技术已从一个成熟期走到了现代化时期。伴随着一场新的技术革命,工程机械产品的综合技术水平跃上了一个新的台阶。电子技术、微电脑、传感器、电液伺服与控制系统集成化改造了传统的工程机械产品,计算机辅助设计、辅助制造及辅助管理装备了工程机械制造业,IT网络技术也装备了工程机械的销售与信息传递系统,从而让人们看到了一个全新的工程机械行业。新的工程机械产品在工作效率、作业质量、环境保护、操作性能及自动化程度诸方面都是以往所不可比拟的,并且在向着进一步的智能化和机器人化方向迈进。未来工程机械行业又将走向何方,哪种产品又会被用户所接受,小编认为,只要从以下几点出发,在不断前进的同时调整自己的步伐,重拾辉煌仅一步之遥!

第一,节能环保
        据环保部发布的数据显示,2014年2月,京津冀、长三角、珠三角区域及直辖市、省会城市和计划单列市等74个城市空气质量平均超标天数比例为39.7%。其中京津冀地区城市超标天数比例最高,达68.5%,我国环境问题日益严峻已成为不争的事实。而我国工程机械设备行业的污染比重较大。中国工程机械工业协会会长祁俊此前表示,我国是“世界上最大的建设工地”,工程建设带动着工程机械行业飞速发展。然而,我国有关工程机械产品排放的要求一直比较宽松,这使得市场上充斥着大量高排放产品,已经成为了环境的沉重负担。

第二,模块化设计
        未来随着我国工程机械行业的发展,为用户提供高性能、高可靠性、高机动性、良好的维修性和经济性的设备逐渐成为厂商追逐的目标。因此为了满足用户的个性化需求,厂商生产应该采取多品种、小批量的生产方式,以最快速度开发出质优价廉的新产品。想要综合实现上述要求的最有效的途径,就是采用模块化设计原理、方法和技术。

        模块化设计技术是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合可以构成不同的产品,以满足市场的不同需求的设计方法,其最终原则即是力求以少数模块组成尽可能多的产品,并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉,且模块结构应尽量简单、规范,模块间的联系尽可能简单。
        和传统的设计方法相比,模块化设计最大的特点就是应用了电子计算机。以往一种新机型需要多次反复试制、试验和修改才能定型,一般需要几年的时间。在计算机上,新产品设计可采用三维数字化建模,利用专业软件进行基础零部件优化选择与分析计算,直到生成工程图和进行三维虚拟装配及模拟试验。随着装备制造业的飞速发展,产品种类急剧增多且结构日趋复杂,只有产品设计周期不断缩短,才能够满足企业激烈竞争的需要。模块化机械设计理念符合机械产品快速设计的理念,符合装备制造业的发展需要,是机械设计的发展方向之一,有较高的实用价值和经济价值。

第三,智能化
        当前,工程机械智能化已露端倪。工程机械行业是为国家基础建设提供技术装备的战略性产业,同时也是装备制造业中最重要的子行业,属于国家重点鼓励发展的领域之一。随着国家经济的继续发展,必然会对工程机械行业的发展提出更多要求。对于中国工程机械企业来说,市场竞争的激烈和工程以及矿山行业的施工开采难度加大,配套件的核心技术相比国外,仍有很大的差距,因此要突破行业发展瓶颈,追赶上国际化步伐,国内厂商不仅仅是扩大海外市场,更是要获得更高端的技术,才能屹立在世界工程机械之林。而智能化无疑成为工程机械制造厂商的最佳选择。

        针对工程机械这个典型行业在面对国内市场国际化竞争的残酷局面和新技术、新工艺的挑战中求得生存与发展,必须解决TQCS难题,即以最快的上市速度(T),最好的质量(Q),最低的成本(C),最优的服务(S),来满足不同顾客的需求。而解决这一难题的最有效手段—智能化制造,智能制造是“中国工程机械制造”努力的目标。从目前来看,我国“十二五”规划对工程机械行业的发展提出了更高的要求,柔性化生产、自动化、数字化等为基础的智能化制造将成为行业的新标准。预计,2015年我国工程机械行业固定资产投资达1000亿元,其中对智能化制造方面的投入将高达300亿元。这将使国内工程机械行业的整体智能化制造水平在十二五末迈上一个新台阶。
        随着科学技术的发展,智能化将逐渐成为工程机械发展的主流趋势,不仅可有效提高工作效率,还可大幅度降低生产成本。面对全球激烈的竞争,我国工程机械行业走智能化之路迫在眉睫。

第四,以人为本实现人机交互
        人机交互是人通过操作界面对机器进行交互的操作方式,即用户与机器相互传递信息的媒介,其中包括信息的输入和输出。好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能,使用户感觉舒适、愉悦,从而提高使用效率。当机械大工业发展起来的时候,如何有效操纵和控制产品导致了人机工程学的诞生。
        早在20世纪80年代以来,世界上许多大的工程机械制造公司都投入很大的人力和资金促进现代设计方法学的研究和应用,即人机工程学。总体来说,“以人为本”的设计思想关键在于注重机器与人的相互协调,提高人机安全性、驾驶舒适性,方便于司机操作和技术保养,这样既改善了司机的工作条件,又提高了生产效率,有的国家对工程机械的振动、噪声、废气排放和防翻滚与落物制定了新的标准,甚至付诸法律。现在各类工程机械都设计有防翻滚和落物保护装置,以保护司机的人身安全,并且都是与驾驶室分别设计和安装。驾驶室内有足够的人体活动空间和开阔的视野,并采取必要的密封、减振、降噪和控温措施。
        未来电子技术在工程机械上的应用,将大大简化司机的操作程序和提高机器的技术性能,从而真正实现“人机交互”效应。

第五,机器人在机械制造中的应用
        工程机械在工程建设领域代替了人的体力劳动,扩展了人的手脚功能,但传统机械还未能解决好人的体力和生理负担问题,更不要说解脱人的精神和心理负担了。现代化工程机械应该是赋予其灵性,有灵性的工程机械是有思维头脑(微电脑)、感觉器官(传感器)、神经网络(电子传输),五脏六腑(动力与传动)及手足骨骼(工作机构与行走装置)的机电信一体化系统。

        机电信一体化并非机电与信息技术的简单结合,它所构成的系统必须具备5项功能:具有检测和识别工作对象与工作条件的功能,具有根据工作目标自行作出决策的功能,具有响应决策、执行动作的伺服功能,具有自动监测工作过程与自我修正的功能,具有自z身安全保护和故障排除功能。这也就是工程机械智能化的一些具体目标。未来工程机械将从局部自动化过渡到全面自动化,并且向着远距离操纵和无人驾驶的趋势发展。随着人工智能的介入,工程机械将加快其现代化进程,使逐步过渡到完全智能化的作业机器人目标。到那时,一些新的机器人化作业程序就会应运而生。

第六,信息化制造
        近年来,随着信息化与制造业不断深度融合,一种以智能制造为主导的新工业革命——工业4.0正在到来,也就是我们说的信息化制造。在未来的智能工厂中,工厂里所有的加工设备、原材料、运输车辆、装料机器人都装有前文提到的那个CPS,都是“能说话,会思考”的。

        控制这些智能工厂的企业,其业务流程和组织将会重组再造,产品研发、设计、计划、工艺到生产、服务的全生命周期数据信息将实现无缝链接。由此产生海量数据及其分析运用,将催生率先满足动态的商业网络、异地协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理等新型商业模式的兴起。对于整个制造业产业体系来说,诸如全生命周期管理、总集成总承包、互联网金融、电子商务等产业新价值链也将会出现,由此产生的生产力是极为巨大的。根据美国通用电气公司预测,这种变革将至少会为全球GDP 增加10万亿—15万亿美元——相当于再创一个美国经济。
        有数据显示,我国沿海地区劳动力综合成本已经与美国本土部分地区接近。随着人口红利的消失,制造业人工成本上升和新一代劳动力就业意愿的下降,我国制造业的国际竞争力将面临重大危机。推进“工业化和信息化”融合,抢先进入工业4.0时代,保持住我国制造业的竞争力,已经是必须选择的命题。尽管前路漫漫,作为“世界工厂”,我们也拥有很多机遇,比如良好的政策环境、互联网时代众多的弄潮儿、足够坚实的创新底蕴等。在这个狭路相逢勇者胜的大时代,我们相信,只要脚踏实地,勇于开拓,命运就永远操控在自己手里。

第七,两极化发展
        一方面随着我国在能源、风电以及核电等新领域开发的不断深入,大型化的工程机械设备收到热捧,从2014年上海宝马展各家推出的新款设备我们似乎也有所察觉,从履带起重机到矿山挖掘机等,不仅充分证明了我国国内工程机械企业先进的技术水平和制造能力外,还进一步增强了我国在国际市场大型化产品的市场竞争力。

        另一方面,在国外比如美欧日等发达国家基础设备比较完善,大规模基础设施建设工程在日益减少,而修缮保护及城市小型工程项目却在增多,为了节省较高的人力费用,提高工作效率,各种小型、微型工程机械大受欢迎,这些机械设备将在狭窄地段进行施工作业,或在家庭住宅及小型工程项目中得到更广发的应用。在国内,我国新型城镇化建设项目日益深入,对于小型的工程机械设备需求也将呈现持续稳定增长。

第八,一机多用
        一机多用,作业功能多元化是近年来工程机械装备出现的一个新技术特点,也将是未来工程机械装备制造发展的一个大趋势。多功能作业装置改变了单一作业功能,推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展,通过对液压系统的合理设计,使得工程装置能够完成多种作业功能。其次快速可更换链接装置的诞生,安装在工作装置上的液压快速可更换连机器,能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动链接,使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。

        为完成更多的作业功能,工程机械主机作业功能将尽可能扩大,单一功能将向多功能转化,扩大了工程机械的应用领域,如液压挖掘机作业机具的多样化,同一主机可完成挖掘、装载、破碎、剪切和压实等作业。对于高速公路的施工和养护,多功能作业更为重要,具有清扫、除雪、挖掘、破碎及压实功能的养护机械依然是工程机械行业关注的热点课题之一。

第九,向机电一体化发展
        80 年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,推动了工程机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在工程机械上的应用,从根本上改变了工程机械的面貌,极大促进了产品性能的提高,使工程机械进入了一个全新的发展阶段。以微机或微处理器为核心的电子控制系统目前在国外工程机械上的应用已相当普及,并已成高性能工程机械不可缺少的组成部分。

        现代工程机械正处在一个机电一体化的发展时代引入机电一体化技术,使机械、液压技术和电子控制技术等有机的结合,可以极大地提高了工程机械的各种性能,如动力性、燃油经济性、可靠性、安全性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命等。目前以微机或微处理器为核心的电子控制装置在现代工程机械中的应用已相当普及,电子控制技术已深入到工程机械的许多领域,如摊铺机和平地机的自动找平、摊铺机的自动供料、挖掘机的电子功率优化、柴油机的电子调速、装载机、铲运机变速箱的自动控制、工程机械的状态监控与故障自诊等。
        随着科学技术的不断发展,对工程机械的性能要求不断提高,电子控制装置在工程机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂。特别是随着我国进口及国产工程机械保有量的逐年增加,如何用好、管好这些价格昂贵的工程机械,使其发挥最大的效率,机电一体化无疑是现在也是将来工程机械发展的方向。

第十,更加注重零部件的开发与选择
        工程机械关键零部件是工程机械产品发展的基础、支撑和制约瓶颈,当工程机械发展到一定阶段后,行业高技术的研究主要聚集在发动机、液压、传动和控制技术等关键零部件上。掌握工程机械领域,只有解决了关键零部件的生产,企业才会拥有核心竞争力。

        欲在未来的市场竞争中获得更大的竞争优势,工程机械的设计中将更加注重选用质地好的零部件,更注重零部件的通用化、标准化和集成化,而相配套的零部件企业更加注重系统化地与主机配套,入传动系统、液压系统、机电一体化控制系统,大大的缩短了主机产品开发周期。而且零部件的标准化和通用化进一步提高,最大限度的简化维修,是国外先进技术发展的一个重要标志。例如驾驶室中的操作手柄、按钮开关、仪表盘、螺栓螺帽都已经完全标注化、通用化、成组安装,大大降低了驾驶室的制作成本。
        只有做好了零配件,让自己的机器维修保养更方便,让机器更保值,才能让客户信任你的机器,信任你的品牌。

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