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机器人助力工程机械行智能化蜕变


发布时间[2014-5-20]
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智能化是信息科学技术的发展方向,指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用。智能化制造强调技术、人、管理和信息的四维集成,不仅涉及到物质流和能量流,还涉及到信息流和知识流,即思维集成和四流交汇是智能化制造技术的重要特点。

 

有专家指出,对于装备制造业来说,人力正在超越原材料成为最大的成本支出,如果不加快装备制造业的转型升级,走智能化发展道路,行业利润空间将被进一步压缩。我国高度重视智能化制造技术和自动化产业结构调整,把推动科技成果转化和产业自动化作为重点发展,为我国经济和社会发展提供了科技支持与服务。《国家战略性新兴产业发展十二五规划》中明确提出,十二五期间,要实现重点领域制造过程智能化水平显著提升。

 

考虑到智能装备的战略地位,以及在推动制造业产业结构调整和升级中的重要作用,十二五期间国家将持续加大对智能装备研发的财政支持力度,并且还将建立首台套装备示范项目保险机制。

 

长期以来,全球市场工程机械技术产品被美国、日本、西欧、俄罗斯等的国际大型企业集团所垄断。经过几十年的发展,我国装备制造业也取得傲人成绩,以中联、三一、徐工、潍柴为代表的中国企业揭起海外并购热潮,引领我国装备制造业产品技术市场品牌全面升级。然而,从整体上看,我国装备制造业并不强大,伴随着中低端产品加工制造产业重心向东南亚等发展中国家转移,西方发达国家再工业化战略印发高端制造企业回流风潮,我国装备制造业在全球地位面临挑战。如何实现智能化,当前装备制造业在走的无非两条路:产品智能化与生产过程的智能化。

 

随着科技的发展和国家政策的大力支持,工业智能化必将取得长足的进步,不少业内龙头企业也都把它列为五年内市场重点的发展对象。卡特彼勒中国区总裁Kevin Thieneman表示,根据国家的用信息化带动工业化,用高新技术提升传统产业的这一方针,工业智能化必定是今后发展的方向,在制造工业过程的每一个环节都会越来越多地使用人工智能技术,实现生产设备的智能化以及高度集成化。而卡特彼勒正试验一站式的整合型解决方案,能将智能化贯穿到产品及其整个生产过程,大幅地提高生产效率,同时降低人工成本。

 

从国内工程机械行业智能化制造发展趋势看,十二五规划对工程机械行业的发展提出了更高的要求,柔性化生产、自动化、数字化等为基础的智能化制造将成为行业的新标准。预计2015年,我国工程机械行业固定资产投资将达1000亿元,其中对智能化制造方面的投入将高达300亿元。这将使国内工程机械行业的整体智能化制造水平在十二五末迈上一个新台阶。

 

工程机械智造觉醒

 

随着我国工程机械行业由大变强的转型升级,以自动化、数字化为基础的智能化制造已逐步被国内工程机械行业关注和应用,一些企业开始大量引进自动化生产设备、技术,给行业传递了一个信息:智能化制造方式进行生产的概念正在觉醒,并进入到了上升通道之中,一些企业已经开始谋求在智能化制造中寻找新的发展方式。

 

工程机械行业试水自动驾驶,最早进入的领域是矿卡。在20世纪80年代末卡特彼勒即开始研制无人驾驶的自卸矿用卡车,1994 -1995年开始进行测试,到1996年,其自动化的777D矿用自卸车正式推出,并逐步进入市场。据了解,到目前为止,卡特彼勒无人驾驶的789矿用车已经开始应用,效果也得到了客户的认可。

 

另一工程机械巨头小松也在自驾矿卡领域取得了很大进展,其无人驾驶的930E矿车目前大约有上百辆在各地矿场应用,产品的效率、安全保障都有很大提升,同样赢得了客户的认可;另外,小松在无人驾驶推土机领域也颇有进展,在福岛核电站事故现场,工作人员无法进入施工,小松无人化推土机却游刃有余地出色完成了任务。

 

201311月,山推全液压推土机上成功应用无人驾驶技术。通过自主开发控制程序,实现在机操作和无线遥控操作完全兼容,经过对遥控推土机控制策略、控制方式和控制参数的反复论证、研究、调试,成功实现了推土机的启动、熄火、行走系统、工作装置系统等全部基本功能的遥控。

 

2014工程机械产品发展(北京)论坛上,徐工集团铲运机械事业部副总经理马铸描绘了一幅智能时代的图景:在工程机械行业,智能化制造技术的运用不仅能保证产品质量的稳定性,提高劳动生产效率,改善工人的工作条件和劳动强度,还能加快企业的升级转型,摆脱产品的同质化竞争,提升产品品牌价值。智能化制造体系的目的主要是实现多个系统的信息集成与生产的有效组织管理,实现数据信息化、管理智能化、控制自动化。通过信息技术、制造技术、组织形态和劳动行为的综合集成,提升制造系统的综合能力和水平。智能化制造体系的构建,实现了设计、工艺、制造、管理一体,最终建成智能化企业。

 

引入工业机器人成大趋势

 

工业机器人的应用也是智能化的一个重要体现和重点工程。工业机器人的研发和制造是对工业发展有着显而易见的优势的,有受益制造企业表示:一个焊接机器人的效率大约相当于四五个焊工,再加上易于规范管理,又能进一步提升整个生产体系的效率,而且还不用考虑养老、失业、医疗、保险、工伤以及公休和加班费等各种费用,何乐而不为呢?

 

可以看到,随着科技的进步,工业机器人的性价比临近拐点,接受度渐增。工业机器人已在不少领域形成代替人工的趋势,而在工程机械行业,大多企业对工业机器人的应用主要集中在焊接领域。比如,中联重科沅江工业园于20121024日正式启用搅拌车搅拌筒内焊缝焊接机器人生产系统,到同年11月中旬,随着中联工程起重机公司泉塘工业园结构车间第11台焊接机器人安装调试完成并正式交付使用,中联重科轮式起重机吊臂、转台、车架和支腿四大结构件焊接工艺全面挺进了机器人时代;三一,从2008年第一批4台焊接机器人和2台切割机器人应用成功,到如今,从第一道工序到最后,三一重机的整个生产流程几乎处处可见机器人的身影。

 

据国际机器人联合会(IFR)统计,2005-2012年全球工业机器人的年均销售增长率为9%,同期中国工业机器人的年均销售增长率达到25%2014年中国将成为全球最大的机器人市场;到2015年,中国国内工业机器人年供应量将超过2万台,保有量将超过13万台。所以,大势所趋之下,工程机械企业制造流程全面引入工业机器人,很快将成不可阻挡之势。

 

智能化发展路漫漫其修远兮

 

顺应形势,我国工程机械企业目前迫切需要再高端转型升级的道路上不断探索,并积极推动智能化发展,但这无疑需要经历一个艰难的过程。

 

徐工集团铲运机械事业部副总经理马铸强调,智能制造是中国制造努力的目标。中国是制造大国,如今国内外形势变化,加上劳动力成本上升,中国工程机械行业转型升级迫在眉睫。而探讨智能化制造技术如何在该领域的应用并付之行动已成为当务之急。随着经济的全球化和社会的信息化,市场竞争日益激烈,顾客需求日趋多样化。针对工程机械这个典型行业在面对国内市场国际化竞争的残酷局面和新技术、新工艺的挑战中求得生存与发展,必须解决TQCS难题,即以最快的上市速度(T),最好的质量(Q),最低的成本(C),最优的服务(S),来满足不同顾客的需求。而解决这一难题的最有效手段就是智能化制造。

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