第五,機(jī)器人在機(jī)械制造中的應(yīng)用
工程機(jī)械在工程建設(shè)領(lǐng)域代替了人的體力勞動(dòng),擴(kuò)展了人的手腳功能,但傳統(tǒng)機(jī)械還未能解決好人的體力和生理負(fù)擔(dān)問題,更不要說解脫人的精神和心理負(fù)擔(dān)了?,F(xiàn)代化工程機(jī)械應(yīng)該是賦予其靈性,有靈性的工程機(jī)械是有思維頭腦(微電腦)、感覺器官(傳感器)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(電子傳輸),五臟六腑(動(dòng)力與傳動(dòng))及手足骨骼(工作機(jī)構(gòu)與行走裝置)的機(jī)電信一體化系統(tǒng)。
機(jī)電信一體化并非機(jī)電與信息技術(shù)的簡(jiǎn)單結(jié)合,它所構(gòu)成的系統(tǒng)必須具備5項(xiàng)功能:具有檢測(cè)和識(shí)別工作對(duì)象與工作條件的功能,具有根據(jù)工作目標(biāo)自行作出決策的功能,具有響應(yīng)決策、執(zhí)行動(dòng)作的伺服功能,具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作過程與自我修正的功能,具有自z身安全保護(hù)和故障排除功能。這也就是工程機(jī)械智能化的一些具體目標(biāo)。未來工程機(jī)械將從局部自動(dòng)化過渡到全面自動(dòng)化,并且向著遠(yuǎn)距離操縱和無(wú)人駕駛的趨勢(shì)發(fā)展。隨著人工智能的介入,工程機(jī)械將加快其現(xiàn)代化進(jìn)程,使逐步過渡到完全智能化的作業(yè)機(jī)器人目標(biāo)。到那時(shí),一些新的機(jī)器人化作業(yè)程序就會(huì)應(yīng)運(yùn)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(dǎo)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(shè)備、原材料、運(yùn)輸車輛、裝料機(jī)器人都裝有前文提到的那個(gè)CPS,都是“能說話,會(huì)思考”的。
控制這些智能工廠的企業(yè),其業(yè)務(wù)流程和組織將會(huì)重組再造,產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、計(jì)劃、工藝到生產(chǎn)、服務(wù)的全生命周期數(shù)據(jù)信息將實(shí)現(xiàn)無(wú)縫鏈接。由此產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)及其分析運(yùn)用,將催生率先滿足動(dòng)態(tài)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)、異地協(xié)同設(shè)計(jì)、大規(guī)模個(gè)性化定制、精準(zhǔn)供應(yīng)鏈管理等新型商業(yè)模式的興起。對(duì)于整個(gè)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(wù)等產(chǎn)業(yè)新價(jià)值鏈也將會(huì)出現(xiàn),由此產(chǎn)生的生產(chǎn)力是極為巨大的。根據(jù)美國(guó)通用電氣公司預(yù)測(cè),這種變革將至少會(huì)為全球GDP增加10萬(wàn)億—15萬(wàn)億美元——相當(dāng)于再創(chuàng)一個(gè)美國(guó)經(jīng)濟(jì)。
有數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)沿海地區(qū)勞動(dòng)力綜合成本已經(jīng)與美國(guó)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(dòng)力就業(yè)意愿的下降,我國(guó)制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力將面臨重大危機(jī)。推進(jìn)“工業(yè)化和信息化”融合,搶先進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代,保持住我國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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(jī)遇,比如良好的政策環(huán)境、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代眾多的弄潮兒、足夠堅(jiān)實(shí)的創(chuàng)新底蘊(yùn)等。在這個(gè)狹路相逢勇者勝的大時(shí)代,我們相信,只要腳踏實(shí)地,勇于開拓,命運(yùn)就永遠(yuǎn)操控在自己手里。
第七,兩極化發(fā)展
一方面隨著我國(guó)在能源、風(fēng)電以及核電等新領(lǐng)域開發(fā)的不斷深入,大型化的工程機(jī)械設(shè)備收到熱捧,從2014年上海寶馬展各家推出的新款設(shè)備我們似乎也有所察覺,從履帶起重機(jī)到礦山挖掘機(jī)等,不僅充分證明了我國(guó)國(guó)內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)先進(jìn)的技術(shù)水平和制造能力外,還進(jìn)一步增強(qiáng)了我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)大型化產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
另一方面,在國(guó)外比如美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)備比較完善,大規(guī)?;A(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程在日益減少,而修繕保護(hù)及城市小型工程項(xiàng)目卻在增多,為了節(jié)省較高的人力費(fèi)用,提高工作效率,各種小型、微型工程機(jī)械大受歡迎,這些機(jī)械設(shè)備將在狹窄地段進(jìn)行施工作業(yè),或在家庭住宅及小型工程項(xiàng)目中得到更廣發(fā)的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi),我國(guó)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)項(xiàng)目日益深入,對(duì)于小型的工程機(jī)械設(shè)備需求也將呈現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。
第八,一機(jī)多用
一機(jī)多用,作業(yè)功能多元化是近年來工程機(jī)械裝備出現(xiàn)的一個(gè)新技術(shù)特點(diǎn),也將是未來工程機(jī)械裝備制造發(fā)展的一個(gè)大趨勢(shì)。多功能作業(yè)裝置改變了單一作業(yè)功能,推動(dòng)這一發(fā)展的因素首先源于液壓技術(shù)的發(fā)展,通過對(duì)液壓系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì),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(jī)器,能在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)完成各種附屬作業(yè)裝置的快速裝卸及液壓軟管的自動(dòng)鏈接,使得更換附屬作業(yè)裝置的工作在司機(jī)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(jī)械主機(jī)作業(yè)功能將盡可能擴(kuò)大,單一功能將向多功能轉(zhuǎn)化,擴(kuò)大了工程機(jī)械的應(yīng)用領(lǐng)域,如液壓挖掘機(jī)作業(yè)機(jī)具的多樣化,同一主機(jī)可完成挖掘、裝載、破碎、剪切和壓實(shí)等作業(yè)。對(duì)于高速公路的施工和養(yǎng)護(hù),多功能作業(yè)更為重要,具有清掃、除雪、挖掘、破碎及壓實(shí)功能的養(yǎng)護(hù)機(jī)械依然是工程機(jī)械行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)課題之一。
第九,向機(jī)電一體化發(fā)展
80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起,推動(dòng)了工程機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計(jì)算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在工程機(jī)械上的應(yīng)用,從根本上改變了工程機(jī)械的面貌,極大促進(jìn)了產(chǎn)品性能的提高,使工程機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。以微機(jī)或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)目前在國(guó)外工程機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,并已成高性能工程機(jī)械不可缺少的組成部分。
現(xiàn)代工程機(jī)械正處在一個(gè)機(jī)電一體化的發(fā)展時(shí)代引入機(jī)電一體化技術(shù),使機(jī)械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合,可以極大地提高了工程機(jī)械的各種性能,如動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)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(jī)或微處理器為核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機(jī)械中的應(yīng)用已相當(dāng)普及,電子控制技術(shù)已深入到工程機(jī)械的許多領(lǐng)域,如攤鋪機(jī)和平地機(jī)的自動(dòng)找平、攤鋪機(jī)的自動(dòng)供料、挖掘機(jī)的電子功率優(yōu)化、柴油機(jī)的電子調(diào)速、裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)變速箱的自動(dòng)控制、工程機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)工程機(jī)械的性能要求不斷提高,電子控制裝置在工程機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛,結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜。特別是隨著我國(guó)進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械保有量的逐年增加,如何用好、管好這些價(jià)格昂貴的工程機(jī)械,使其發(fā)揮最大的效率,機(jī)電一體化無(wú)疑是現(xiàn)在也是將來工程機(jī)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(jī)械關(guān)鍵零部件是工程機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)、支撐和制約瓶頸,當(dāng)工程機(jī)械發(fā)展到一定階段后,行業(yè)高技術(shù)的研究主要聚集在發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓、傳動(dòng)和控制技術(shù)等關(guān)鍵零部件上。掌握工程機(jī)械領(lǐng)域,只有解決了關(guān)鍵零部件的生產(chǎn),企業(yè)才會(huì)擁有核心競(jìng)爭(zhēng)力。
欲在未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),工程機(jī)械的設(shè)計(jì)中將更加注重選用質(zhì)地好的零部件,更注重零部件的通用化、標(biāo)準(zhǔn)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(jī)配套,入傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機(jī)電一體化控制系統(tǒng),大大的縮短了主機(jī)產(chǎn)品開發(fā)周期。而且零部件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化進(jìn)一步提高,最大限度的簡(jiǎn)化維修,是國(guó)外先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。例如駕駛室中的操作手柄、按鈕開關(guān)、儀表盤、螺栓螺帽都已經(jīng)完全標(biāo)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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