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产业研究

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浅谈新常态下智能装备产业的发展与思考

2020-09-24 16:28 来源:www.xdsyzzs.com 发布:现代商业 阅读:

朱帅  徐佳斌    宁波市凹凸重工有限公司

摘要:本文通过分析国内外起重装备制造业的发展现状与趋势,在中国制造2025强国战略的方针和目标引导下,采用智能装备技术实施创新驱动发展战略、推进转型升级,对于产业发展的重要性,尤其对新常态下如何促进装备制造业的发展提出了几点思考。

关键词:中国制造2025;新常态;智能装备;产业发展

一、装备产业背景分析

在装备制造行业,起重机械与其他通用机器最大的区别是体积庞大、可实现多维度移动、间歇式频繁作业,且起重量范围宽、运行跨度大、操作方式多等特点。对于这类特种设备,或因技术缺陷、管理不力,就无可避免地增加了的作业风险与事故隐患。显然,诸如造船、港口、核电等领域,其配套的吊运设备起重吨位大、工况作业要求高,它的安全防控、故障预警以及使用可靠性尤为重要。因此,其设计参数就会随着作业环境和作业频率等要素而量身定制。

起重机械作为现代物流搬运设备,通常工作过程包括起升、运行、下降、返回原位等步骤,完成吊装和搬运。主要工作机构包括起升机构、运行机构,同时按不同的用途,通过驱动装置、取物装置、金属结构、操作系统等结构设计实现它应有的功能。

随着智能控制技术的发展,起重机械越来越成为发展我国乃至全球装备产业、振兴民族工业的关键。在为国民经济建设与国防科技建设中提供了良好的“工作母机”,并且也是衡量一个国家民族工业经济以及科技进步的总体实力标志。

起重装备制造业,历来是国民经济的支柱产业之一。采用智能控制技术改造和提升起重装备产业具有历史性的意义,是实施中国制造2025强国战略第一个十年纲要的重要抓手。浙江省人民政府也相继发布了《中国制造2025浙江行动纲要》,并做出了决策部署。在重点领域,培育一批采用智能控制等关键核心技术的创新型企业,着力提升传统优势制造产业智能化水平。为抢占未来产业竞争制高点,形成了一系列的发展思路,尤其对新常态下智能物流装备制造产业的发展提到了新的高度。

二、装备产业发展现状

(一)全球起重装备制造业现状

早期,具有起重机设计与制造能力的是前苏联。很多国家沿袭了它的设计理念。中国引进起重机,至今仍保留了一部分基于安全系数考虑的许用应力等设计方法。

过去的十多年,世界起重机制造行业发生了很大的变化。国际著名品牌云集欧美等国家,率先采用变频技术、永磁技术,并快速形成了多品种、多功能、高品质的起重设备。不难发现,装备产业的快速发展与这些国家先进制造的配套需求有着紧密的关系。

美国既是生产工程起重机的主要国家,又是最大的世界市场之一。目前,欧美国家包括德国德马格、芬兰科尼等全球著名企业,实行了制造和技术振兴。不仅在重点产品大型化、专业化,还是在系列产品模块化、标准化等方面彰显优势。

纵观起重装备产业的创新与发展,尤其在最近几年,大量采用智能控制驱动装置、可编程控制技术、故障诊断及数据管理系统、智能操纵与数字化检测等设备的科学组合,实现了起重机更高的使用价值。但无可否认是整机造价成本高,生产周期长,售后服务成本高。就如欧式起重机等进口设备投入非常之大。

(二)我国起重装备制造业现状

上世纪80年代以来,我国开始积极引进国际先进技术,大力营造二次创新与集成创新的创业氛围,整机及关键配套件的自有技术如井喷式上升,拥有完全知识产权的技术成果发挥了整机的支撑作用,实现了起重装备及关键零部件的国产化,呈现出技术进步与产业发展的主流趋势。

随着现代科学技术的迅速发展,起重机械正朝着轻量化、模块化、运行安全稳定、免维护保养等方向发展。我国已成为世界上最大的起重机市场。据有关统计数据显示,规模以上企业有758家,实现年销售1894多亿元,产品销售利润和利润总额的增速均超过30%,行业经营状况良好。

近年来,国内基础工业和建设项目投资拉动加大,港口、石化、船舶制造、冶金、机械制造、航空等行业迅速崛起。

中国本土的起重机械企业在直面全球化竞争中,涌现了诸如三一集团、中联重科、徐工集团、振华港机集团等一批起重机制造龙头企业,加速了国产起重装备产业的发展。

三、装备产业发展瓶颈

新常态下,装备制造业的发展瓶颈主要体现在:

(一)在大型设备的开发和系统集成能力、通用设备的品种和性能、配套件和整机的可靠性、人机关系与环保要素等方面存在一定的差距。

(二)产业规模普遍较小,在应对国际化竞争中,受管理能力、人才储备、营销模式、服务网络建设等方面的制约明显。

(三)在掌握核心技术方面,起重机设计水平、控制手段、制造能力、配套件性能仍处于相对落后阶段。

四、装备产业发展趋势

    我国正以前所未有的速度进入全球化竞争潮流,工业生产规模的扩大和自动化程度的提高,起重机的应用将越来越广,作用越来越大,要求也是越来越高。通过各类建模、物联网等技术应用,促进了起重装备行业从设计手段、制造流程、营销模式等方面有了质飞跃与量的提高。中国的起重机产业正在经历一场巨大的变革,迎来了快速进步的新时代。

随着“中国制造2025”、“一带一路”等国家战略的颁布和实施,给起重装备制造业带来了巨大的商机。在国家产业政策引导下,大量重点投资工程,需要专业化、智能化的中高端起重装备。尽管企业决策不同,但实现大吨位起重机为科研方向的技术突破已成趋势。而众多中小型企业,特别是民营科技型规模以上企业,因机制灵活、创新能力强,在行业竞争中赢得了独有的地位。

五、智能装备产业发展的思考

智能制造装备,重点技术包括新型传感器共性关键技术、工业控制系统软硬件平台设计技术、物联网技术、智能感知与电控技术。

最近几年,特别是在中国制造2025方针和目标引导下,明确了智能制造装备的重点方向,面向传统产业改造提升和战略性新兴产业发展的需求,国家将重点推进智能控制系统、智能专用装备的发展。其中,以感知系统等技术为代表的智能测控与制造装备将取得高速发展。

(一)加速解决技术瓶颈

进一步完善产学研合作机制,加快企业研发速度。使大部分企业从技术引进向应用研究方向转变,同时也强化了行业共性技术、关键技术的成果产业化,解决了技术与产业竞争的软肋,促进技术带动和产业辐射。

1.缩短国际化竞争的差距,建立强强联合机制,消化吸收国际先进技术,卓有成效地开展集成创新,解决智能技术在装备产业的应用问题,有序推进国产化进展。在掌握核心技术方面,提高起重机设计水平、控制手段、制造能力。

2.提高上游产业的设计与配套技术,提高配套件性能,降低维护成本。诸如大力开发国产化起重机远程监控维护系统,对现场起重机的运行状态进行监控及视频监控管理,并进行远程故障诊断及维护预警,提高设备在单位时间的运行效率。

3.加大企业技术投入,确保研究开发、技术改造、科技创新等方面拥有足够的经费支出。加快创建企业研发中心、教授专家工作室、技能大师工作室等活动载体,不仅要鼓励企业开展新产品、新技术研发,激励企业拥有完全知识产权巩固竞争优势,还应加大实施科技产业政策的扶持力度,确保科技成果产业化、技术攻关、技术革新常态化,形成全社会良好的创新氛围。

(二)大力培育专业人才

人才,是实现制造强国的根本。新常态下,需要培育一批掌握行业动态的研发人才,重点培育大吨位起重机关键核心技术的研发人才、能为用户提供量身定制的配套方案的销售工程师、擅长于岗位技能的高级蓝领(包括具有故障分析和判断丰富经验的维保人员)。

企业应积极营造人才成长的软环境,通过自主培养、合作培养等模式打造一支

过硬的技术与管理团队,在技术优势、品牌优势上厚积薄发,从产品服务向技术服

务深度延伸。

为进一步满足大吨位起重机设计要求与安全使用要求,要将人才培养的重心锁定在结构优化设计和零部件的正确选择上,确保起重机在其整个寿命期内安全可靠,符合起重机的高速化和大型化,要注重研究起重机载荷变化规律、动态特性和疲劳特性。

企业是人才培育的基地,也是实施人才战略的载体。企业不仅要为广大员工创造成长与发展的机会,让他们逐步积累丰富的设计、研制、检测等方面技能;还应坚持不懈地为行业输送具有敬业爱岗精神、立志为行业技术进步奉献智慧的高素质的应用型人才。

(三)促进智能技术应用

1.智能控制驱动装置、PLC控制、故障预警系统及平台管理系统等技术在大吨位起重机上得到了广泛的应用。目前,控制方面重点推广有吊具防偏防摇技术、取物装置自动取、卸物技术、位置检测及自动位置控制技术,故障自诊断监控技术等,提高了整机的性价比。

2.高性能的电气传动装置,使起重机具有优良的调速和静动特性,实现操作的自动控制、自动显示和记录,确保起重机运行的自动保护与自动检测,并大量采用在复杂条件下的远程监控系统,取得良好的应用效果。

3.面向特殊行业垃圾发电、垃圾处理,由宁波市凹凸重工有限公司研究开发的QZ15t-22.2m全自动液压垃圾抓斗桥式起重机,消化吸收了国内外先进技术,并结合我国产业发展的需求,对国内外应用状况展开了纵深方向的研究。在垃圾抓斗起重机中将起重机小车设计成上下两层,在两层之间装有四个称重传感器和三个方向对中调整装置,解决了每斗垃圾的称量准确度不高的问题,与现有产品相比精确提高十倍以上。同时还具有超载保护功能,当起重量超过额定载荷时,自动切断起升机构上升电源,限制抓斗起升,集成了抓斗在投料口处的对中调整功能,强化了操作过程的人性化要求。

六、结语

宁波市凹凸重工有限公司是一家专业从事欧式起重装备研制的高新技术企业。主持起草国家标准、参与制订国家或行业标准共9项;拥有完全知识产权50余项,其中发明专利9项,软件著作权2项。参与国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”重点专项“机电类特种设备风险防控与治理关键技术研究及装备研制”课题、承担“典型桥式起重机制造过程与运维数字化管理关键技术研究”子任务。针对桥式起重机制造与运维的安全管理问题,分析制造过程中与质量和安全相关的影响因素;研究桥式起重机制造过程的数字化管理技术;结合桥式起重机实际工作过程的各种工况,研究其运行参数的远程监控技术;研究起重机故障的早期诊断与预警技术;研究提出起重机运维的远程智能化管理方法,开发典型桥式起重机制造过程与运行维护的数字化管理平台,提高桥式起重机的安全运营与科学管理水平,取得了应用成果与实施案例,在行业中享有较高的地位。

参考文献:

[1]张梅燕.苏州智能制造基本现状与发展对策[J].中国市场,2018(18).

[2]浙江省统计局,国家统计局浙江调查总队.2018年浙江省国民经济和社会发展统计公报[R]. http://www.zj.gov.cn/art/2019/3/16/art_1544773_31010882.html.

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