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中國工程機械行業邁向智能制造

文章來源: 發布日期:2019-06-20

 工程機械行業的發展環境及整體現狀

   2015年以來,中國工程機械市場需求延續下滑態勢,而且各細分產品線領域下滑幅度普遍超出預期。基建工程量減少、市場飽和程度高、融資難、資金緊張等一系列原因導致工程機械企業新生產的設備難以賣出。對于購買了新設備的客戶而言,工程項目減少,回報率低,甚至完成的項目款項難以收回,這樣形成一個惡性循環。工程機械行業出口份額也開始下降,企業銷量、銷售收入、利潤與往年同期相比,均大幅下滑。所以現在以及未來短時間內,中國工程機械行業的整體發展形勢是非常嚴峻的。放眼全球,美國以及歐洲的經濟復蘇也沒有看到預期效果,具體到工程機械行業也進入了一個調整期。

   面對如此形勢,我們認為越是在發展艱難的時候,越是要苦練內功,加大創新研發投入,提高產品質量,摒棄傳統的粗放發展模式,實現轉型升級,企業也逐漸認識到這一點。

   目前工程機械行業企業的轉型升級已經取得了一些成績,比如龍頭企業國際化進程加快,通過自主創新以及收購國外先進企業大幅度提高核心技術創新能力,節能減排、綠色制造、減震降噪方面取得成果,機械能耗降低十幾個百分點,減震降噪方面目前我國已經掌握核心的技術;智能化、信息化發展取得成效;企業開始高度重視售后服務,滿足客戶需求。

   工程機械行業轉型升級核心策略

   節能環保、綠色制造與再制造、信息技術深化應用將是工程機械行業轉型升級的主要方向。

   我國是“世界上建筑工地”,過去幾年工程建設帶動著工程機械行業飛速發展,由于對工程機械產品排放要求一直比較寬松,使得市場上大量充斥著高排放的產品,已成為我國目前環境的沉重負擔。海外發達國家對工程機械產品的節能減排市場準入門檻不斷提高,這對我國工程機械產品出口來說是一個巨大的挑戰。此外,用戶對工程機械能耗指標的關注程度日漸增強,節能成為新產品研發的重要課題。從近幾年推出的系列新產品來說,節能環保已經成為工程機械企業戰略發展的重要方向。無論是從減輕環境負擔,還是打破對外貿易壁壘等方面考慮,節能環保之路都是工程機械發展的主流趨勢。

   國家一直積極推行綠色制造,按照減量化、再利用、再循環的原則,降低能源、資源消耗與排放,因此除了在新機上開發節能技術,工程機械再制造也是實現節能環保的另一個主要方向。如今國內工程機械市場保有量已超過600萬臺,正在進入“后市場”迅猛增長的時期,但是由于流通、交易、評估等諸多因素的不規范,標準不健全,使得二手機市場良莠不齊。在海外二手設備后市場的發展過程中,新設備占10%的利潤率,二手設備占15%的利潤率,租賃占25%的利潤率,配件占25%的利潤率,維修服務占59%的利潤率。我國工程機械行業二手機市場處于逐步開發的階段,如何通過再制造將現在被當做是雞肋的后市場變成美味,是值得企業思考的地方。

   李克強總理在今年的政府工作報告中提出了“互聯網+”行動計劃,倡導移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等新興信息技術與傳統產業結合,促進互聯網滲透到傳統產業的生產制造、銷售物流、產品研發各個環節,對傳統行業的運營模式進行重新定義和提升改造。我國是工程機械制造大國,也是互聯網大國,互聯網與工程機械產業融合空間廣闊,潛力巨大。工程機械協會在受托編制的《工程機械行業十三五發展規劃》中明確提出:“實現行業、企業管理、銷售與服務等的數字化、網絡化和智能化研發應用是行業至2020年需要突破的共性基礎技術之一”。

   未來,隨著產業集中度的步伐進一步加快及企業國際化視角的拓展,行業對智能化制造協同集成平臺的建設、個性化服務的敏捷反映以及利用互聯網信息化技術促進企業提升市場競爭力等需求將更加迫切。可以預見,未來以企業為主導的產業互聯網蓬勃興起,以物聯網、大數據、云計算為代表的信息技術深化應用,將成為改造、提升工程機械產業的強大力量。

   工程機械行業邁向智能制造

   《中國制造2025》提出要實施智能制造工程,根據工信部對智能制造的定義,智能制造是基于新一代信息技術,貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動各個環節,具有信息深度自感知、智慧優化自決策、控制自執行等功能的先進制造過程、系統模式的總稱。具有以智能工廠為載體,以關鍵制造環節智能化為核心,以端到端數據流為基礎、以網絡互聯為支撐等特征,可有效縮短產品研制周期、降低運營成本、提高生產效率、提升產品質量、降低資源能源消耗。

   對于工程機械行業,智能制造不局限于制造工藝,而是覆蓋了市場分析、生產管理、加工和裝配、銷售、維修、服務,以及再制造的全過程。智能制造帶來的產品技術、制造技術與管理技術的進步能使企業具備快速響應市場需求的能力,適應全球市場豐富多樣的客戶群,實現遠程定制、異地設計、就地生產的協同化新型生產模式,使產品制造模式、生產組織模式、以及企業商業模式等多方面均發生根本性變化。

   工程機械行業的智能制造包括智能化的工程機械設備、智能化的制造過程以及智能化的服務。

   智能工程機械設備由物理部件、智能部件和聯接部件構成,其中智能部件由傳感器、微處理器、數據存儲裝置、控制裝置和軟件以及內置操作和用戶界面等構成,聯接部件由接口、有線或無線聯接協議等構成。工程機械設備的智能化使信息可以在設備、運行系統、制造商和用戶之間聯通,并讓部分價值和功能脫離設備本身存在。未來的智能工程機械設備將具有監測、控制、優化和自主等四個方面的功能。通過傳感器和外部數據源,智能設備能對設備運行狀態和外部環境進行監測,并在必要時向用戶或相關方發出警告;控制是可以通過設備內置或設備云中的命令和算法對設備進行遠程控制;優化是對實時數據或歷史記錄進行分析,植入算法,從而大幅提高設備的工作效率;自主是在檢測、控制和優化功能的基礎上,實現自動化。

   智能制造過程是指以智能制造系統為核心,以智能工廠為載體,通過在工廠和企業內部、企業之間以及產品全生命周期形成以數據互聯互通為特征的制造網絡,實現生產過程的實時管理和優化,涵蓋產品工藝設計、工廠規劃的數字設計與仿真,底層智能裝備、制造單元、自動化生產線,制造執行系統,物流自動化與管理等企業管理系統。

   智能服務通過采集設備運行數據,并上傳至企業數據中心,系統軟件對設備實時在線監測、控制,并經過數據分析提早進行科學的設備維護。

   工程機械行業智能制造體系構建需要從以下方向著手:通過業務數字化為企業經營業務建立數字化模型,按相應的業務規則建立對應的信息系統,來提供智能制造的基礎數據平臺;應用物聯網技術實現對設備和物料的自動識別和通信,建立基于業務需求的業務邏輯機制;基于網絡和現場總線的設備互聯來實現管理系統與設備的數據通信與狀態采集;實時采集工業數據將數據傳遞給業務系統,業務系統對數據進行分析并處置。

   物聯網技術在工程機械行業的應用

   從目前的應用情況來看,國內工程機械行業的物聯網應用主要還是基于GPS設備,來對工程機械產品進行遠程定位、數據采集和信息處理,并與企業各信息系統進行數據交互,輔以大數據分析,達到輔助調試、自動化管控、安全管理產品資產、提高售后服務效率、支持營銷服務決策、培養客戶自我管理意識。

   國內工程機械物聯網應用值得提高的地方有幾個方面:

   缺乏標準化,相對于其它領域,如商務車的車聯網,國家出臺了很多相關的標準,在工程機械行業物聯網應用標準幾乎空白,標準的確是阻礙了行業整體應用水平的提升。

   感知層采集的數據有限,如設備的工作量,能源實時消耗水平等數據無法獲取。對于用戶來說,這些數據非常重要。

在應用層,物聯網主要集中在工程機械主機廠體系,如質量管控部門、研發部門、服務部門,對用戶幫助不大。

   信息孤島問題,工程機械企業已經引進很多信息化系統,如ERP、MES、PDM,但是這些系統并沒有與物聯網平臺實現有效集成,物聯網平臺中的數據與信息無法得到充分應用。

   缺乏科學的商業模式,物聯網平臺需要企業投入人力與資金進行建設和維護,如果沒有好的商業模式帶來經濟效益,將阻礙物聯網進一步應用。

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