從20世紀80年代到本世紀初，國內(nèi)外工程機械產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)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(chǎn)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(chǎn)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(jù)環(huán)保部發(fā)布的數(shù)據(jù)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“世界上最大的建設工地”，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(chǎn)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(chǎn)品，已經(jīng)成為了環(huán)境的沉重負擔。
因此，業(yè)內(nèi)呼吁國內(nèi)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(jù)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(chǎn)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(jīng)濟支撐帶等。這是在今后一個時期內(nèi)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(mào)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)應該采取多品種、小批量的生產(chǎn)方式，以最快速度開發(fā)出質優(yōu)價廉的新產(chǎn)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(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品，并在滿足要求的基礎上使產(chǎn)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，模塊化設計最大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(chǎn)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(chǎn)品種類急劇增多且結構日趨復雜，只有產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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(jīng)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(nèi)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最佳選擇。
針對工程機械這個典型行業(yè)在面對國內(nèi)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，最好的質量，最低的成本，最優(yōu)的服務，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(chǎn)、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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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。現(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(nèi)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?，F(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(jīng)網(wǎng)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(jù)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(chǎn)品研發(fā)、設計、計劃、工藝到生產(chǎn)、服務的全生命周期數(shù)據(jù)信息將實現(xiàn)無縫鏈接。由此產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)及其分析運用，將催生率先滿足動態(tài)的商業(yè)網(wǎng)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(chǎn)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(wǎng)金融、電子商務等產(chǎn)業(yè)新價值鏈也將會出現(xiàn)，由此產(chǎn)生的生產(chǎn)力是極為巨大的。根據(jù)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(jīng)濟。
有數(shù)據(jù)顯示，我國沿海地區(qū)勞動力綜合成本已經(jīng)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(jīng)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(wǎng)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(nèi)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(chǎn)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)?；A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(nèi)，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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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)揮最大的效率，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(chǎn)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(chǎn)，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(chǎn)品開發(fā)周期。而且零部件的標準化和通用化進一步提高，最大限度的簡化維修，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(jīng)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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