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中国工程机械构建工业互联未来体系

来源:环球网 时间:2021-06-15

中国大规模的基础建设,5G等先进技术的集中爆发,让工程机械有了大规模的应用场景,因而也培育出一个强大的产业。中国工程机械产业开始了史无前例的快速追赶,并挤进了世界工程机械强国阵容。虽然还有许多“卡脖子”难题未解,但在第四次工业革命风起云涌的大背景下,庞大的中国工程机械产业迎来了边发展边重构工业互联的历史重任。

中国工程机械求解“卡脖子”难题

位于湖南长沙经开区的三一重工“18号厂房”,一派繁忙的生产景象。车间显要位置展示的不是企业获得的荣誉,而是发动机、马达、轴承、液压件等各种关键零部件。工作人员说,这些关键零部件都是三一自己设计、制造,并且实现了全面应用。

这是行业破解关键零部件瓶颈的一个缩影。事实上,工程机械行业很长一段时间存在“卡脖子”问题。以至于在2010年前,中国市场生产多少台挖掘机,是由国外油缸企业决定,因为当时国产油缸密封性不好、容易漏油,挖掘机所需的油缸只能依赖进口。

2020年新冠肺炎疫情在全球蔓延,国内一些工程机械企业面临海外零部件供应商停产、减少的严峻形势,这再次对供应链安全敲响了警钟。一家企业的负责人告诉记者,去年6月,国外某品牌的汽车底盘断供,主机厂不得不赶紧在国内寻找替代产品。

中国机械工业联合会的分析称,在国家“强基”工程的引导和市场需求的拉动下,一批具有自主知识产权的关键零部件实现了技术和规模应用的重大突破,部分核心零部件“卡脖子”问题有所缓解。

一方面,要重视基础创新。山河智能董事长何清华说,要突破高端关键零部件的设计“门槛”,不是“运动式、砸钱”能解决的,而要精耕细作、埋头苦干,鼓励在某个方面有绝技的企业沉下心研发。对于单个主机厂研发零部件的投入太大、市场太小、不划算的问题,可以通过主机厂参与投资的基金引导,重点建设、扶持高端核心零部件企业,最终辐射整个行业。

另一方面,有业内人士建议在需求端借鉴新能源汽车扶持政策,补贴终端用户,引导和激励国产关键零部件的使用,把市场真正培育起来,以解决过去国内产品不被接受而没有办法改进和迭代的问题。

探索智能转型新课题

当前,工程机械行业加快智能化、数字化转型,各大企业都在布局智能制造工厂,5G遥控挖掘机、无人起重机、无人压路机、无人搅拌车等新型设备层出不穷。记者了解到,传统制造企业在智能化、数字化领域的基础薄弱,从研发设计到生产服务环节面临一些新的“卡脖子”问题。

湖南省工信厅装备工业处有关负责人说,原来制造业“卡脖子”的地方,主要还是在某个核心部件,如发动机、液压件,而随着智能化升级,更重要的“卡脖子”问题是涉及高端精密加工的制造装备。

记者在一家工程机械企业的智能制造车间看到,整个车间有上百台工业机器人。技术人员坦言,在硬件层面,智能化产线、工业机器人很多“工具”需要从日本等国家进口;在软件层面,数字化、智能化离不开“算法”,现在使用的大多还是国外算法。

不仅如此,工程机械行业需要的仿真分析等工业软件、被称为工程机械“大脑”的控制器以及设备上遍布的传感器,也大量需要进口。一家工程机械企业的研发人员说,控制器对可靠性要求很高,而国外企业不开放控制器的“底层”(即与硬件匹配的驱动,相当于手机的安卓系统),国内企业受制于人,只能在其平台上进行小应用的编程。

上述工信部门负责人建议,要大力推进短板装备攻关,引导企业充分利用数字化、网络化技术,研发智能化装备产品。把提升智能制造供给能力放在更为突出的位置,加快突破智能制造核心装备及工业软件系统,尽快补齐关键装备、基础零部件、系统软件等短板。

在“工程机械之都”长沙,中联重科是一家“老资格”企业,它的前身是原建设部长沙建设机械研究院。在数字化浪潮下,它又是一个勇于尝鲜的“新玩家”。近期,记者走进这家位列全球工程机械前五强的企业,对话中联重科董事长詹纯新,一探其数字化转型的脉络。

产品智能化切入

2014年前后,工程机械行业经过上一轮“井喷式”增长,陷入了低谷。之前行业狂飙的时候,一切都是粗放式的,还没来得及涂装的塔吊都能直接被客户买走。当市场低迷时,前路在哪里?

彼时,这个问题萦绕在詹纯新的心头。工程师出身的他,决定回归“做好产品”这个本源。而国外企业的“工业4.0”给了他启发,这个概念的核心是“嵌入式传感器”。

从产品的智能化切入,成了中联重科的数字化路径。中联重科提出4.0产品的“三个自”,即通过加装嵌入式传感器,实现产品自诊断、自调整、自适应,让设备“能感知、有大脑、会思考”。

3200吨履带式起重机,用于核电站外层安全壳穹顶的吊装。穹顶有几个篮球场大,起吊、变幅、升钩、行走平移、调整、落钩要一气呵成,每个螺栓必须严丝合缝。中联重科给起重机装上100多个传感器,实时感知压力、载荷、速度等状态,得以“又轻又准”地完成高难度动作。

截至目前,中联重科已有近300款4.0产品完成下线,4.0产品在公司新产品销售占比达到90%以上。

智能化产品的大数据汇集到中联重科自己的工业互联网平台——云谷工业物联网平台。目前,这个平台已连接约45万台套、价值千亿元级别的设备资产,采集超过9000余种数据参数,其中包括工程机械设备的工作时长、压力、档位、油耗等多类工况数据。

中科云谷副总经理杨辉说,基于这些数据,可以对关键部件进行远程健康评估、寿命预测和预测性维护,由被动服务变为“主动、预测性服务”。

“产品+传感器”再进一步,还可以“+人工智能”。中联重科将此应用于智慧农机和智慧农业,比如收割机通过机器视觉识别作物的长势和倒伏情况,并自动调整割台高度,从而提高作业效率。