“作為投資拉動(dòng)型的行業(yè)，工程機(jī)械企業(yè)也必將面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的巨大壓力。國(guó)家大力提倡工程機(jī)械要向智能化方向邁進(jìn)，而技術(shù)創(chuàng)新則成為企業(yè)提升智能化水平的核心競(jìng)爭(zhēng)力。”中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)王金星對(duì)行業(yè)未來的發(fā)展指明了方向。

技術(shù)創(chuàng)新結(jié)碩果

他指出，近年來，工程機(jī)械行業(yè)企業(yè)采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料解決了大型工程機(jī)械的技術(shù)難題，促進(jìn)了新產(chǎn)品新技術(shù)的發(fā)展。以徐工、中聯(lián)重科、三一、撫挖等為代表的生產(chǎn)企業(yè)為例，其依靠強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，超強(qiáng)的創(chuàng)新能力以及幾十年的起重機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)履帶起重機(jī)系列核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)研究，突破了設(shè)計(jì)方法、控制技術(shù)、安全技術(shù)、制造技術(shù)等履帶起重機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，完成了系列履帶起重機(jī)核心技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化，取得了包括：超高強(qiáng)鋼臂架設(shè)計(jì)及制造基礎(chǔ)共性關(guān)鍵技術(shù)、大型結(jié)構(gòu)件焊接精加工技術(shù)、高強(qiáng)管材焊接工藝方法、超大結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)及優(yōu)化、力矩限制器精度研究、整機(jī)安全控制系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)等一系列研究成果。

同時(shí)，還攻克了U形臂成型工藝、橢圓形吊臂成型工藝、單缸自動(dòng)伸縮插銷技術(shù)以及焊接加工工藝等難題，大幅提升了我國(guó)汽車起重機(jī)行業(yè)的整體技術(shù)水平，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，增強(qiáng)了在全球的競(jìng)爭(zhēng)力，打破了歐美對(duì)我國(guó)起重機(jī)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和市場(chǎng)壟斷。目前，國(guó)內(nèi)起重機(jī)市場(chǎng)從百噸級(jí)到千噸級(jí)可全部取代進(jìn)口。

中聯(lián)重科在新技術(shù)、新材料的應(yīng)用上獲得重大突破，制造出101米混凝土泵車，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。首創(chuàng)了碳纖維復(fù)合材料臂架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型制造和驗(yàn)證方法，創(chuàng)立了碳纖維臂架從設(shè)計(jì)、制造到驗(yàn)證的一整套指導(dǎo)流程。批量制造出可在復(fù)雜應(yīng)力工況下可靠工作的大尺寸碳纖維復(fù)合材料臂架，在剛度容許范圍內(nèi)臂架減重約40%。該產(chǎn)品不僅節(jié)材降耗，還降低了產(chǎn)品成本。

安徽合力近幾年經(jīng)過技術(shù)升級(jí)改造，解決了國(guó)內(nèi)外消失模鑄造都存在的碳夾雜缺陷、澆注反噴等技術(shù)難題和消失模黑色金屬鑄造生產(chǎn)線普遍存在的循環(huán)熱砂降溫冷卻效果問題，開發(fā)了一次性涂掛使用消失模涂料。利用消失模技術(shù)能夠制造出復(fù)雜箱體類鑄件，具有節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，提升了工程機(jī)械變速箱箱體等復(fù)雜基礎(chǔ)零部件的研發(fā)、制造、配套水平。

國(guó)際市場(chǎng)履帶推土機(jī)行走部件多采用潤(rùn)滑履帶結(jié)構(gòu)，由于潤(rùn)滑履帶特殊的密封潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，潤(rùn)滑履帶首尾必須由剖分式主節(jié)（主鏈軌節(jié)）進(jìn)行連接。潤(rùn)滑履帶開發(fā)的主要難點(diǎn)在主節(jié)上，主節(jié)的特殊齒形嚙合結(jié)構(gòu)給設(shè)計(jì)和制造工藝增加了難度。山推經(jīng)過多年研究，突破了主節(jié)自動(dòng)生產(chǎn)線上鍛造毛坯工藝、機(jī)械加工工藝、鏈軌節(jié)踏面專用感應(yīng)器熱處理工藝、抽真空注油工藝等多項(xiàng)技術(shù)難題，制造出達(dá)到世界先進(jìn)水平的潤(rùn)滑履帶，給小松、卡特等國(guó)際主流推土機(jī)制造企業(yè)配套。

混合動(dòng)力技術(shù)是近幾年應(yīng)用到工程機(jī)械行業(yè)的新技術(shù)，以柳工、中聯(lián)、三一等為代表的企業(yè)在挖掘機(jī)產(chǎn)品上采用混合動(dòng)力技術(shù)，主要特點(diǎn)是工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電儲(chǔ)存為電能，回轉(zhuǎn)時(shí)采用電能驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)，節(jié)油達(dá)20%左右，降低排放效果明顯。但該技術(shù)目前面臨整機(jī)成本明顯增加，市場(chǎng)接受度不高。

超起裝置技術(shù)解決了大型全地面起重機(jī)起重性能隨臂長(zhǎng)增加衰減過快的難題，改善了起重臂受力狀況，減少伸臂變形量，提高起重性能，并實(shí)現(xiàn)了與吊臂伸縮的同步控制。此外，大型履帶起重機(jī)超起裝置采用拖車式超起裝置和懸浮式超起裝置，徐工、中聯(lián)、三一在技術(shù)上取得了突破，4000噸級(jí)世界最大履帶起重機(jī)也已面世。

“這些企業(yè)在某些技術(shù)上已經(jīng)有了很大突破，從這個(gè)層面上來說，其對(duì)推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步起到了積極的作用。”王金星說。

未來十年技術(shù)突破重點(diǎn)

工程機(jī)械行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)取得了相當(dāng)成就，更近一步的技術(shù)創(chuàng)新該如何實(shí)現(xiàn)？

“安全、環(huán)保、智能化是工程機(jī)械行業(yè)下一步技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)。在我國(guó)制定的工業(yè)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略中，強(qiáng)調(diào)裝備制造業(yè)要向智能化發(fā)展。”王金星說，“我認(rèn)為，工程機(jī)械要真正實(shí)現(xiàn)智能化，至少需要10年?，F(xiàn)在已經(jīng)在起重機(jī)、泵車上安裝了GPS，這些都是智能化的一個(gè)部分。現(xiàn)在智能化比較零散，都處在摸索階段。在國(guó)外，機(jī)器人技術(shù)相對(duì)成熟，也是智能化的代表，但應(yīng)用到工程機(jī)械產(chǎn)品上，仍需要長(zhǎng)時(shí)間的探索、實(shí)踐才能實(shí)現(xiàn)。”

他指出，工程機(jī)械智能化大體可分為四個(gè)階段：第一個(gè)階段是控制數(shù)字化，液壓和機(jī)械控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為CAN總線控制技術(shù)（CAN-Bus），純液壓系統(tǒng)可以在必要的工作組擴(kuò)大其應(yīng)用。事實(shí)上，目前大部分工程機(jī)械產(chǎn)品都已經(jīng)接入了，但基本上都是比較簡(jiǎn)單的智能化。比如說，發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)警、變速箱報(bào)警等一些基本的智能化功能都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。第一階段實(shí)際上就是智能化最基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。

第二階段，添加內(nèi)置傳感器，形成控制輔助系統(tǒng)。不光是發(fā)動(dòng)機(jī)的油壓、轉(zhuǎn)速這幾個(gè)數(shù)字，包括溫度、每個(gè)油缸的工作情況等數(shù)字都要采集出來。包括變速箱、變速器、油缸、油壓等各結(jié)構(gòu)、各個(gè)節(jié)點(diǎn)，都需要安裝傳感器。

第三個(gè)階段，從可視或者是遙控的階段實(shí)現(xiàn)智能化。

第四個(gè)階段，在不可視的情況下，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。

智能化的特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵

王金星說，未來，工程機(jī)械智能化制造將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：一是智能化制造技術(shù)更加重視制造過程組成和管理的合理化和革新，它是硬件、軟件、智能(人)與組織的系統(tǒng)集成；二是智能化制造技術(shù)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高產(chǎn)品對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)；三是智能化制造技術(shù)不局限于制造工藝，而是覆蓋了市場(chǎng)分析、生產(chǎn)管理、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù)，以及回收再生的全過程；四是智能化制造強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人、管理和信息的四維集成，不僅涉及到物質(zhì)流和能量流，還涉及到信息流和知識(shí)流，即四維集成和四流交匯是智能化制造技術(shù)的重要特點(diǎn)。

王金星認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)智能化制造的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)主要有：基于網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線的設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)與設(shè)備的數(shù)據(jù)通信與狀態(tài)采集；實(shí)時(shí)采集工業(yè)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳遞給業(yè)務(wù)系統(tǒng)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并處置；物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備和物料的自動(dòng)識(shí)別和通信，建立基于業(yè)務(wù)需求的業(yè)務(wù)邏輯機(jī)制；業(yè)務(wù)數(shù)字化：為企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)建立數(shù)字化模型，按相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)則建立對(duì)應(yīng)的信息系統(tǒng)。這是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)。

在今后的發(fā)展中，工程機(jī)械在使用上將達(dá)到人機(jī)合一，讓設(shè)備適應(yīng)人，而不是人去適應(yīng)設(shè)備，根據(jù)用戶的不同需求，真正實(shí)現(xiàn)私人定制。也就是說，智能化產(chǎn)品會(huì)根據(jù)個(gè)人的操作習(xí)慣進(jìn)行評(píng)價(jià)。比方說，一個(gè)生手通過幾輪挖裝動(dòng)作之后，就能對(duì)他的操作作出評(píng)價(jià)，最后給出一個(gè)安全、節(jié)油等綜合性的建議。

王金星說到，工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)首席顧問韓學(xué)松曾提出過工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)智能化的最起碼要求。他以壓路機(jī)為例，認(rèn)為在機(jī)器的壓路過程中，它的壓力、濕度等要實(shí)現(xiàn)同時(shí)反饋，同時(shí)采集、探測(cè)，并同時(shí)對(duì)不符合要求的壓力或濕度適時(shí)進(jìn)行調(diào)整。這是一個(gè)最能簡(jiǎn)單表達(dá)出智能化這個(gè)概念的例子。