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徐工副总裁分析工程机械数字化、智能化、绿色化发展

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2013-12-07 09:14:00【

一、未来工程机械市场

数字化、智能化、绿色化是工程机械发展的方向,我们设想一下未来的工程机械市场。大家都知道,工程机械主要用于工程建筑,愿意在非常恶劣的环境下工作的人数急剧减少。我曾经到澳大利亚一个大型的矿场考察,这样一个矿场要稳定地招到驾驶员,30万澳元还招不到,我们的作业环境是高寒、高原、沙漠等极端区域工作。同时对施工的工程管理提出了要求。随着精细化、绿色化施工的要求,对工程管理的要求也非常高。再就是能源紧缺、环境污染、循环利用等一些问题,都使得未来对工程机械提出了新的要求。这些要求很自然地体现在工程机械产品上,要求工程机械产品本身智能化的能力、水平逐步提升。从环境、能源、节能减排的角度,这已经引起了社会的共识,所以说工程机械更加绿色是未来发展提出的简单问题。从成套设备及管理系统要求来看,施工现场的管理就像内部的工厂管理一样精细化管理,对我们的系统提出了一系列的要求。

为了实行这些系统的变化,在相关的技术就要有所变化。从智能化角度来看,就是逐步地减轻劳动者的劳动强度,逐步实现智能化、类人智能化的发展。大家可能从美国的科幻电影中感受到了,类人智能化的发展是一个倾向。

刚才讲的是围绕工程机械本身,再就是工程机械的研发制造过程。从工厂的生产过程怎么样消耗少、效率高,没有过程的浪费,这都需要绿色化方面展开应用。当然从全生命周期来看,大家都把工程机械的再制造、再设计的时候讲到它的趋向,使得它的生态有少的影响,材料的再利用上都需要我们做深度的研究。

数字化方面就是要实行这么一个过程,从工程可靠度的角度,我们运用数字化的手段支撑,就像航空航天领域应用得都是比较超前的。这些东西只有在航空航天领域有更大的价值。从我们行业的巨头卡特彼勒和小松来看已经表明,假如没有手段的支撑,很难实现绿色化、智能化、数字化的提升和发展,这里面是一个相辅相成的关系。

二、国外发展现状

数字化方面。大家都知道,我们曾经是卡特彼勒的合作伙伴,从90年代初期就跟他合作,当时的合作关系也是定位于全面战略合作伙伴关系,我们了解到卡特彼勒经过数十年基于分析-仿真-试验的数字化研发、设计、制造技术的应用,现在形成完整的虚拟产品研发系统。他们现在进行的原型样机验证实验,已经超出试验,而是证实设计、制造的一致性。

智能化方面。卡特彼勒无人驾驶的自卸矿用卡车上世纪80年代末开始研制,1994年-1995年已经有这样的产品在市场上测试,1996年我们就已经看出它展示的自动化的777D,但是由于矿山的应用还没有得到普及,也是在逐步地进入市场。到目前为止,卡特彼勒无人驾驶的789矿用车已经开始应用,而且应用效果已经得到客户的认可。

小松无人驾驶的930E矿车大约有上百辆矿车在矿场应用,全是无人操作,这样的一种状态对工程的效率、安全的保障都会有很多新的提升。

福岛核电站事故现场我们看到小松无人化推土机在人没有办法进入的地方工作,铲的土层厚度很高,人力是无法操作的,在小松这样的机器中得以实行。

卡特彼勒和小松的智能化从核心零部件开始都有自己开发的掌控系统。特别是像卡特彼勒控制系统的关键零部件都是由自己来实现支撑的。小松在这方面的研究也不甘落后,基本上是盯住不放的。我们只是做过概念,真正形成商品推向市场,这个过程还是非常遥远,不像小松、卡特彼勒这样的公司按照产业化的角度进行超前研究,后走向市场。

由于初期自动化的形成还是更容易一些,说到更加精准的智能、环保,在能耗上面或者智能化的程度上,除了有很好的控制系统、控制元件以外,执行元件也就是控制系统的终端、动力系统发动机、传动系统、液压系统,这些都要控制它的质量,我们还不是用原始的或者机械液压为主体的机构去实现,只能是打开了一些通道,做不出那样效率。小松、卡特彼勒在智能化的开发中,都是从执行元件入手的。中国工程机械在整机方面是比较迅速的,这也是我们的一大进步,但是真正要形成有竞争力的商品走向市场,我们还是需要再提升,我们就是开发出那些大型装备的关键核心零部件还没有支撑的东西。

绿色化方面。

昨天我们在卡特彼勒陈总的报告中可以看到卡特彼勒混合动力的挖掘机的节能效果还是比较显著的,小松也是如此。

卡特彼勒和小松虽然在这个领域开展了几十年的研究,但是他们依然把智能化、绿色化作为他们产品升级的方向,卡特彼勒正在研究下一个动力总成系统,向他们追求的目标实现。为了跟市场更好地契合,卡特彼勒近这五年在中国投资,跟市场相结合的研发投入在加大力度,因为毕竟要跟市场和工况情况、使用习惯要结合在一起。小松也是如此。

说到国外的成功因素,尽管中国已经成为工程机械的大市场,也是工程机械的制造大国,但是怎么样把制造大国变成制造强国,制造强国的背景还是在创新能力上。在工程机械这个领域,国际巨头他们有非常先进的技术,当前的研发能力非常强。卡特彼勒有8000多名工程师,他们也有非常完善的研发平台。卡特彼勒的技术中心就有好几个,而且很大一部分在试验场所。他们近除了在无锡投了一个研发中心,在南通又做了亚太地区大的综合试验场,占地也是很大的。包括徐工在内,我们呼吁了十年时间,一直到今年我们的试验场才刚刚进一步落实。在零部件和核心控制系统方面,卡特彼勒都有很强的控制力。卡特彼勒除了这种支撑的研发外,在它周围也是有一个强大的系统研发团队支撑,美国有一批高校合作伙伴跟他们合作。

三、国内现状

大家都知道,经过近30年的快速发展,工程机械发展很快。特别是这10年,制造大国名不虚传,我们主机产品的发展非常迅速,而且已经开始走向全球,参与竞争。但是就是从绿色化、智能化角度来看,我们的差别还是非常大的。我们的排放还只是国II标准,要尽快再升级,需要整个社会的配套系统。重卡专用车要实行国IV,国IV一推再推,大气污染都到了这么严重的程度,这时候我们还在观望。

徐工作为行业内的骨干企业,在数字化、绿色化、智能化方面做了不少探索。

早在1995年,徐工就承担了国家“863”项目“徐工机器人化工程机械现代集成制造应用工程”,这是我们这个行业个863项目,就是把信息技术跟工程机械产业相结合,通过那个项目的驱动,我们当时做出了中国代自动化工程机械的产品,包括自动装载机、自动沥青混凝土摊铺机、搅拌站,而且得到了相关部委的重视。

后来工信部提出“两化”融合,也是这么一个过程。

到了本世纪初,徐工持续承担了“十五”“863”计划,我们提出了智能化工程机械项目,这个项目是我们在行业内率先提出,是基于PLM的工程机械产品开发集成平台,把信息化的手段在工程机械的全生命周期中应用。在这个项目下,我们还提出了基于ASP的工程机械网络化服务平台。在这个项目的带动下研制了基于CAN总线的智能控制器,当然也提出了在智能化路面施工的集权作业、系统作业平台。

在这个基础上,我们从2007年开始,“两化”融合,整个工厂的运营管理进行了提高,启动实施了徐工集团整体信息化提升工程,把工厂运营所有的环境都纳入到信息化提升的战略,做的时候我们是分块的。

我们提出了“智能运营管理”的概念,并且付诸行动,跟客户联系起来,我们进行了系统研发,使客户参与到我们产品概念的研发中,使我们的产品研发更加贴近市场、更加满足客户的需求。

与此同时,国内同行业的其他一些骨干企业在智能化、数字化方面也做了很多尝试,取得了不少经验。主要像混凝土泵车智能臂架技术发展很快。

四、徐工的行动

我们尽管起步不算太晚,但是我们的基础太薄弱,在现在和未来的情况下,徐工有新的行动计划。我们认定了数字化、智能化、绿色化是工程机械发展的方向,我们提出转型升级,背后主要的还是自主创新能力的提升。这个自主创新现有的条件、基础比较薄弱。

徐工做了总体规划,分成四个层面,在顶层是信息化应用和管理,这个主要面向市场。我们的机器做出来是为客户服务、为市场服务,在这个层面上主要是集成应用,这方面我们已经做了很多尝试。它的背后支撑是通过网络传输层,这个是利用社会资源做的。工作的重心是放在下面两层,一是车载控制系统层以及执行和感知层。车载控制系统的软件、硬件需要有我们的自主知识产权。再往下的是执行和感知层,传感器是感知层的难点,光有传感器还不行,还要有执行元件,发动机、变速箱、桥这些元件没有跟自动化控制相匹配的,光有那些控制系统,通道都打通,执行的时候关键问题发生了,就动不了,真正的难点还是在下面两层,难的是底层的。

徐工在规划这个路径的时候,把工作的重心放在下层,这也是我们行业倡导的基础零部件,基础零部件要求高一点、稍微高端一点的我们都要进口,在初级阶段也无可非议。但是要作为真正的制造强国,作为在竞争市场上有持续竞争力的大型公司,当然也可以通过战略联盟去处理,但是别忘了,怎么去分享?说到国际环境,就钓鱼岛问题,日本拉着美国支持,我们也拉美国支持吗?怎么拉?国际市场也是这样的,它的零部件本身就是卡特彼勒的战略供应商,我们怎么再拉?这个事情可能吗?名义上可能做到,但是真正形成竞争力的产品,还得靠我们自己。

在信息化整体提升中,我们首先着手的还是全球协同研发平台,因为要开放一个创新的平台,随着在美国和欧洲研发中心的建设,还有系统研发的支撑,要有一个数字化的支撑系统,把这个平台再进一步搭建起来,这个投资也是巨大的。

我们的工作重心就是在感知层和执行层,徐工旗下有一个专业化的公司做,在传感器、与控制系统相关的零部件已经有一个产业化的雏形。大的难点还是在执行层。徐工在零部件方面有一定的基础,但是面还比较窄。动力是我们的一大难点,要真正按照绿色化、智能化以及整个社会的要求,对于我们来说难度是巨大的,还需要社会联动,但是其他的东西,徐工必须要有一些作为。

通过具体的工作,我们在总体规划的指引下,能够沉下心来实打实地把它往前推,不是停留在十几年前搞“863”那样搞搞概念。

在智能化集成技术方面,我们希望赶超国际核心的水平,控制系统的布局我们基本上有个雏形,从传感器到控制器到相关的一整套软件、硬件都有。

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