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工程机械研发的明天在哪里?

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来源:匠客工程机械

今天的工程机械设备乍一看与五年前的产品相似,但是在过去的几年里,设备中所包含的技术发展迅速。技术的飞速发展源自设备制造商(OEM)本身的研发团队的工作,也源于在该行业中的其他公司,例如技术公司和发动机制造商。

在过去的五年中,在工程机械领域发生了许多基于技术的变化,比如融入了自动化技术、采用电动的驱动方式、进行远程控制等,这些变化源于研发中心的工作。工程机械行业的技术一直在发生变化,这些技术也在相互融合,对工程机械行业产生着巨大的影响。

|| 自主技术

咨询公司Arthur D Little的一份报告显示,接受调查的原始设备制造商中,90%以上表示自主技术与他们相关,50%已经在这一领域进行了研发投资,30%已经提供了半自主产品。

自主工程机械设备的研发正受到两个方面的推动:规模较大的OEM和特定的技术专家。

其中一位“技术专家”是天宝公司(Trimble)。该公司拥有3400多名研发人员,虽然这些人并不都专注于工程机械本身,但他们中的很大一部分人都在从工程机械的工作。在谈到该公司正在为工程机械开发的新兴技术时,Trimble土木工程和建筑部总经理Scott Crozier强调自动化机械、流媒体视频机器学习、AR技术和商业智能数据分析。

 

Trimble正致力于自动化机器

在展望未来研发团队可能正在开展的项目时,Crozier说,“有许多开发项目正在或即将引入工程机械,但影响最大的是数据驱动。解决方案不是通过项目是否按时或按成本进行,而是通过添加智能来通知如何更快、更便宜地完成项目。数据驱动结构产生价值的能力取决于收集的信息和收集的频率。”

日立正在开展的项目之一是解决操作员在某些土木工程活动中可能遇到的问题,例如地下管道的长沟挖掘,因为操作员无法轻松设置挖掘参考的指导线。为了解决这个问题,该公司开发了一种配备电动杠杆系统的液压挖掘机。该挖掘机配备有限的平面挖掘控制系统和多监控显示器,在该系统的帮助下,操作员可以通过监视器屏幕预先设置所需的工作平面。

|| OEM投资

越来越多的制造商投入更多的资金和时间在研发设施上。例如,总部位于土耳其的Hidromek公司在2018年开设了第二个研发中心,现在该部门拥有约150名员工。该公司对噪音、振动和油耗改善等问题进行了测试,并表示,这是由于该部门的工作,使该公司能够生产电动轮式挖掘机Hicon 7W。

 

Hidromek的研发团队所做的工作使该公司能够生产一种电动轮式挖掘机

斗山山猫最近还在捷克共和国开设了一个新的创新中心。创新中心是欧洲卓越工程中心,为欧洲、中东和非洲(EMEA)的斗山山猫工程团队提供研发中心服务,负责1-3吨小型挖掘机的全球设计控制,并为其他山猫产品提供EMEA设计支持。该工厂占地面积超过8000平方米,拥有跨职能的产品开发团队,可以开展各种测试工作。其中包括:快速原型制作、3D打印、声音、稳定性和气候测试。

声学测试室是一个混凝土结构,1.5米厚的玻璃和羊毛声学楔子完全覆盖墙壁和天花板。腔室中的背景噪声水平被认为是非常低的15dB(A)。旁观者的噪音水平是在每台机器周围10米的半球测量的。该舱还允许在最高80公里/小时的驾驶模拟中进行测量。

倾斜台稳定性测试是一种安全测试,新设计的设备在投入全面生产前必须通过这项安全试验,该倾斜台设计用于测量斜坡上的工作角度和机器的功能。该倾斜台由奥斯特拉瓦技术大学(Ostrava)制造,可向各个方向倾斜,最大角度可达45°。

 

斗山山猫创新中心的倾斜台可以倾斜到45度

|| 创新中心

久保田(Kubota)今年5月宣布,该公司正在日本和欧洲建立创新中心,研究如何将信息通信技术(ICT)和人工智能(AI)等新技术集成到新机器和软件中。

 

在Bauma慕尼黑,Kubota推出了KX019-4液化石油气(液化石油气),这是一种小型挖掘机原型

Kubota建筑业务开发经理Glen Hampson评论说,新中心的一个角色是听取客户和运营商的反馈意见。由于技术短缺是该行业的一个现实问题,所有OEM厂商都要听从运营商的意见,这一点变得越来越重要。

他说,“创新中心的宗旨是确保我们尽可能多地听取市场的意见,并推出满足客户需求的产品。10年后,无论是混合动力、电力还是液化石油气,这些机器的外观都将有所不同,而且还将增加更多的功能和规格,这关乎于我们如何保持领先。”

他补充到,“几年前,操作手的意见并不那么重要——企业现在更加意识到,有必要让优秀的操作手满意。”

创新中心将关注从电动到远程信息处理、零尾摆模型和操纵杆控制的方方面面。他说,随着新一代操作手进入这个行业,他们是在玩电脑游戏的环境中成长起来的,OEM厂商需要确保新机器对这一代具有吸引力。

|| 可连接的工程机械

由于可用的技术,研发团队的工作方式也发生了变化。Manitou负责材料处理和访问的研发经理Jean-Yves Auge评论道,“设备的连接允许我们访问用于设计、开发和验证我们产品的数据。Manitou现在通过涉及其他利益相关者,如售后服务和工业化,实施这种类型的解决方案来设计这些产品。”

 

曼尼通(Manitou)增加了对研发团队的投资

Augé还指出,在2016年至2019年期间,Manitou的研发人员从230人增加到300多人,研发费用在2016年至2018年期间增长了22%,显示了该部门对公司的重要性日益增加,也显示出广泛的研发对其的重要性。

|| 增加数据

当然,不仅原始设备制造商在研发上投资,发动机制造商等企业也在这样做。珀金斯产品营销经理Ajay Prasher表示,由于Stage V引擎的复杂性,越来越多的OEM要求他们更多地参与一些生产和设计工作。发动机的技术进步也为研发团队提供了更多信息。

 

珀金斯正在为其发动机开发多种不同的动力选择

Prasher说,“通过安装在发动机上的所有电子设备和远程信息处理系统,我们可以每秒钟监测一台发动机。这意味着,我们可以更容易地把一台发动机投入使用,并立即获得数据。”

“这使得测试、验证和未来的研发变得更加容易。以前需要计算机工作三周的一些任务我们现在可以在一小时内完成。我们在数据处理方面的技术投资增加了数百万兆兆字节的数据,所以关键是我们如何最好地利用这些数据。”

|| 机器学习

Pix4D建筑业务开发经理Julian Norton表示,过去5年最大的两项技术变革是云计算和机器学习。他表示,机器学习在过去几年中迅速成熟,该公司的核心业务是制作2D、3D地图和图像,以及分析这些数据,人工智能帮助他们越来越快地做完这项工作。

 

截图来自Pix4D bim云软件,显示两个不同日期的两个正交图像

Norton透露,建筑行业对新技术的理解已经提高,现在他不需要向人们解释什么是BIM,或者为什么访问丰富的数据将有利于他们的业务。

然而,他也指出,任何新技术的生产都需要为客户带来明显的利益,研发团队必须根据客户需求生产技术,而不仅仅是为了技术而生产新技术。

随着远程信息技术的使用和能力的提高,研发部门使用的数据比以往任何时候都多。再加上在这一领域的投资增加,以及更加重视倾听客户和操作员的反馈,还有比以往更加严谨的设备测试,这都意味着研发始终坚定地站在建筑行业的前沿和中心。

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