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?，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(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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