盡管國際金融危機(jī)的洶涌來襲給國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)企業(yè)蒙上一層陰影，但隨著《工程機(jī)械制造業(yè)三年振興規(guī)劃》的出臺(tái)以及擴(kuò)大內(nèi)需的4萬億投資對(duì)工程機(jī)械行業(yè)的推動(dòng)，國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)仍然穩(wěn)步前行。在利好的刺激下，整個(gè)工程機(jī)械行業(yè)格局也在不斷調(diào)整，各大企業(yè)也加大了對(duì)人才培養(yǎng)、技術(shù)創(chuàng)新上的投入。工程機(jī)械良好的發(fā)展態(tài)勢，也在影響著其上游行業(yè)——自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)化廠商紛紛選擇進(jìn)軍工程機(jī)械行業(yè)，以期獲得更大的行業(yè)市場與客戶資源。
談到工程機(jī)械行業(yè)應(yīng)用的自動(dòng)化產(chǎn)品，我們會(huì)想到與此相關(guān)的許多產(chǎn)品指標(biāo)，諸如高可靠性、高防護(hù)等級(jí)、良好的電磁兼容性等等。但除卻這些性能因素，在國內(nèi)制造業(yè)節(jié)能、環(huán)保、高效生產(chǎn)的倡導(dǎo)下，越來越多的工程機(jī)械制造商們已經(jīng)將目光鎖定在“綠色”、“智能”兩大關(guān)鍵詞上。同時(shí)，這樣的發(fā)展趨勢對(duì)于自動(dòng)化產(chǎn)品來說，也是一個(gè)極大的利好消息。為此，我們邀請(qǐng)到三一重工智能控制設(shè)備有限公司硬件開發(fā)研究所工程師姚洪濤先生，請(qǐng)他為自動(dòng)化企業(yè)支招。
發(fā)動(dòng)機(jī)底盤與執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在節(jié)能空間
相對(duì)于一般行業(yè)，工程機(jī)械行業(yè)對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品的要求較為苛刻。“由于工程機(jī)械設(shè)備一般體積較為龐大，而且應(yīng)用環(huán)境又十分惡劣。高可靠性與高防護(hù)等級(jí)是自動(dòng)化產(chǎn)品最基本的要求，同時(shí)還應(yīng)具有抗振、防潮、防浪涌沖擊、防電擊等特點(diǎn)。因此，應(yīng)用在工程機(jī)械行業(yè)的自動(dòng)化產(chǎn)品的價(jià)格也相對(duì)較高。”姚洪濤介紹說。
但是如果要在節(jié)能方面有所突破，僅僅擁有上述的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。發(fā)動(dòng)機(jī)是工程機(jī)械所有系統(tǒng)中對(duì)環(huán)境影響最大的部件，尤其在振動(dòng)、噪聲和排放指標(biāo)方面，同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)也是 “耗能大戶”。據(jù)了解，目前工程機(jī)械行業(yè)提倡發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)和行走系統(tǒng)的合理匹配，這樣可以達(dá)到良好的節(jié)能效果。企業(yè)當(dāng)前的目標(biāo)是研究不同的工程機(jī)械對(duì)應(yīng)什么類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣其功率曲線才能達(dá)到節(jié)能的效果。
姚洪濤說：“目前，我們?cè)谘芯咳绾潍@取發(fā)動(dòng)機(jī)底盤信息與改善執(zhí)行機(jī)構(gòu)的項(xiàng)目。盡管相關(guān)產(chǎn)品沒有實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，但是這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)被列在我們的技術(shù)研究規(guī)劃中。”眾所周知，傳感器產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)工控控制領(lǐng)域，例如位置傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等等。在這個(gè)應(yīng)用中，傳感器、分布式IO模塊等數(shù)據(jù)采集相關(guān)產(chǎn)品將得到更為廣泛的應(yīng)用與推廣。姚洪濤指出，從發(fā)動(dòng)機(jī)以及執(zhí)行部件上找到能耗的根源，才能從根本上解決工程機(jī)械設(shè)備耗能大、污染大的問題，也將節(jié)能環(huán)保的工作提升到更高的技術(shù)層次。
專用控制器的研發(fā)需關(guān)注智能化
控制器及其相關(guān)控制系統(tǒng)是工程機(jī)械行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)之一，直接決定了產(chǎn)品的性能。通用的可編程邏輯控制器（PLC）在很多方面難以滿足工程機(jī)械行業(yè)嚴(yán)酷的作業(yè)環(huán)境與各項(xiàng)功能的要求，而具備高防護(hù)等級(jí)的專用控制器更具有行業(yè)針對(duì)性，目前已經(jīng)普遍應(yīng)用于挖掘機(jī)械、路面機(jī)械、起重機(jī)械等領(lǐng)域。
姚洪濤介紹，專用控制器首先要適應(yīng)惡劣作業(yè)環(huán)境的能力，也要能夠承受大電流與高電壓的沖擊；同時(shí)，可以提供工程機(jī)械控制所需的各類輸出驅(qū)動(dòng)接口，以及車載系統(tǒng)所需的各類采集接口；還應(yīng)該能提供針對(duì)工程機(jī)械控制的各種高級(jí)應(yīng)用軟件算法模塊。
隨著工程機(jī)械市場規(guī)模的日益擴(kuò)大，以及信息技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用在專用控制器上的新技術(shù)也層出不窮。“比如說，我們研究的五截臂工程機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制項(xiàng)目，要求每個(gè)截臂的連接處可以靈活運(yùn)動(dòng)，只需要在末端點(diǎn)安裝一個(gè)傳感裝置，就可以實(shí)現(xiàn)每段截臂精確而又隨心所欲的動(dòng)作。這就要求截臂能夠?qū)崿F(xiàn)路徑的規(guī)劃等功能，也對(duì)專用控制器提出了很高的要求，在智能化方面要有一個(gè)質(zhì)的飛躍。”姚洪濤介紹。隨著控制器處理能力的不斷提高，許多復(fù)雜的算法尤其是智能控制算法可以得到充分的應(yīng)用。這大大推動(dòng)了控制領(lǐng)域自動(dòng)化程度的提高，也使得控制器越來越人性化，對(duì)于操作人員的經(jīng)驗(yàn)與熟練程度的要求逐漸降低，而操作效率卻不斷提升。
服務(wù)門類有待細(xì)分
據(jù)姚洪濤介紹，三一重工的各大部門各有分工，但彼此之間的業(yè)務(wù)也是交叉的，這一方面助推了彼此經(jīng)驗(yàn)的共享，同時(shí)對(duì)客戶的服務(wù)項(xiàng)目上劃分更加詳細(xì)，也得到了用戶的廣泛認(rèn)可與好評(píng)。這樣的組織架構(gòu)與服務(wù)模式，也值得自動(dòng)化企業(yè)借鑒。
“在三一重工，針對(duì)嵌入式、電氣、硬件、軟件、系統(tǒng)應(yīng)用等都有專門的研究所，這樣的組織架構(gòu)幾乎涵蓋了所有的技術(shù)門類，也滿足了工程機(jī)械行業(yè)的技術(shù)需求。在我們硬件開發(fā)研究所，主要的任務(wù)就是為各類以‘工程’為主題的機(jī)械裝備提供關(guān)鍵、特色控制部件和系統(tǒng)，并結(jié)合工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)Ｓ眉夹g(shù)提供工程機(jī)械的智能控制綜合解決方案，同時(shí)給予相應(yīng)的技術(shù)和服務(wù)支持。”姚洪濤解釋道。細(xì)分技術(shù)部門，并實(shí)現(xiàn)服務(wù)細(xì)分，優(yōu)勢不言而喻，在貼近行業(yè)需求的同時(shí)，也開拓了更大片的工程機(jī)械“藍(lán)海市場”。
近年來，國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展極大地帶動(dòng)了其上游產(chǎn)業(yè)，這也促進(jìn)了工程機(jī)械行業(yè)自動(dòng)化水平的成熟。目前，與國外一臺(tái)先進(jìn)設(shè)備上裝有幾十只，甚至幾百只傳感器的現(xiàn)狀相比，國內(nèi)工程機(jī)械不論在傳感器數(shù)量、種類以及采集的范圍方面都存在差距。姚洪濤認(rèn)為，自動(dòng)化企業(yè)可以抓住機(jī)遇，繼續(xù)推動(dòng)傳感器技術(shù)的發(fā)展，在材料、工藝、使用壽命、抗干擾能力及智能化方面進(jìn)行進(jìn)一步的研究。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)通訊及遠(yuǎn)程診斷技術(shù)方面，可以將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械設(shè)備內(nèi)部各系統(tǒng)間的連接和通訊中。這樣不光可以減少線路連接，提高系統(tǒng)可靠性，也可進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷、測試和報(bào)警，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)集中顯示、歷史查詢和自診斷功能。通過網(wǎng)絡(luò)通信還可實(shí)現(xiàn)機(jī)械故障遠(yuǎn)程診斷，節(jié)約維修時(shí)間與成本。
當(dāng)下，工程機(jī)械行業(yè)在中國市場的發(fā)展形勢可謂如火如荼，自動(dòng)化產(chǎn)品的客戶認(rèn)知度與市場基礎(chǔ)也隨著該行業(yè)的發(fā)展而逐漸成熟與穩(wěn)固。在行業(yè)整體向綠色、智能轉(zhuǎn)型的同時(shí)，自動(dòng)化廠商也應(yīng)該更關(guān)注工程機(jī)械行業(yè)的走勢，研發(fā)出更適合行業(yè)發(fā)展的新產(chǎn)品與新技術(shù)。
