【分析】工程机械行业如何迈向智能制造

  2015年以来，中国工程机械市场需求延续下滑态势，而且各细分产品线领域下滑幅度普遍超出预期。基建工程量减少、市场饱和程度高、融资难、资金紧张等一系列问题造成工程机械企业新生产的设备难以卖出。对于购买了新设备的客户而言，工程建设项目减少，回报率低，甚至完成的项目款项难以收回，这样形成一个恶性循环。工程机械行业出口份额也开始下降，企业销量、出售的收益、利润与往年同期相比，均大幅度地下跌。所以现在以及未来短时间内，中国工程机械行业的整体发展形势是非常严峻的。放眼全球，美国以及欧洲的经济复苏也没看到预期效果，具体到工程机械行业也进入了一个调整期。

  面对如此形势，我们大家都认为越是在发展艰难的时候，越是要苦练内功，加大创新研发投入，提升产品质量，摒弃传统的粗放发展模式，实现转变发展方式与经济转型，企业也慢慢地认识到这一点。

  目前工程机械行业企业的转型升级已经取得了一些成绩，比如有突出贡献的公司国际化进程加快，通过自主创新以及收购国外先进企业大幅度提升核心技术创造新兴事物的能力，专利数量也持续不断的增加；节能减排、绿色制造、减震降噪方面取得成果，机械能耗最高降低十几个百分点，减震降噪方面目前我国已经掌握最核心的技术；智能化、信息化发展取得成效；公司开始格外的重视售后服务，实现用户需求。

  节能环保、绿色制造与再制造、信息技术深化应用将是工程机械行业转变发展方式与经济转型的主要方向。

  我国是“世界上最大的建筑工地”，过去几年工程建设带动着工程机械行业快速的提升，由于对工程机械产品排放要求一直比较宽松，使得市场上大量充斥着高排放的产品，已成为中国目前环境的沉重负担。海外发达国家对工程机械产品的节能减排市场准入门槛逐步的提升，这对我国工程机械产品出口来说是一个巨大的挑战。此外，用户对工程机械能耗指标的关注程度日渐增强，节能成为新产品研发的重要课题。从近几年推出的系列新产品来说，节能环保慢慢的变成了工程机械企业战略发展的重要方向。无论是从减轻环境负担，还是打破对外贸易壁垒等方面考虑，节能环保之路都是工程机械发展的主流趋势。

  国家一直积极推行绿色制造，按照减量化、再利用、再循环的原则，降低能源、资源消耗与排放，因此除了在新机上开发节能技术，工程机械再制造也是实现节能环保的另一个主要方向。如今国内工程机械市场保有量已超过600万台，正在进入“后市场”迅猛增长的时期，但是由于流通、交易、评估等诸多因素的不规范，标准不健全，使得二手机市场良莠不齐。在海外二手设备后市场的发展过程中，新设备占10%的利润率，二手设备占15%的利润率，租赁占25%的利润率，配件占25%的利润率，维修服务占59%的利润率。我国工程机械行业二手机市场处于逐步开发的阶段，如何通过再制造将现在被当做是鸡肋的后市场变成美味，是值得企业思考的地方。

  总理在今年的政府工作报告中提出了“互联网+”行动计划，倡导移动网络、云计算、大数据、物联网等新兴信息技术与传统产业结合，促进互联网渗透到传统产业的生产制造、销售物流、产品研发所有的环节，对传统行业的运营模式进行重新定义和提升改造。我国是工程机械制造大国，也是互联网大国，互联网与工程机械产业融合空间广阔，潜力巨大。工程机械协会在受托编制的《工程机械行业十三五发展规划》中明白准确地提出：“实现行业、企业管理、销售与服务等的数字化、网络化和智能化研发应用是行业至2020年要重点突破的共性基础技术之一”。

  未来，随着产业集中度的步伐进一步加快及企业国际化视角的拓展，行业对智能化制造协同集成平台的建设、个性化服务的敏捷反映以及利用互联网信息化技术促进企业提升市场竞争力等需求将更加迫切。能预见，未来以企业为主导的产业互联网蓬勃兴起，以物联网、大数据、云计算为代表的信息技术深化应用，将成为改造、提升工程机械产业的强大力量。

  《中国制造2025》提出要重点实施人机一体化智能系统工程，根据工信部对人机一体化智能系统的定义，智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动所有的环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制作的完整过程、系统模式的总称。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低经营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。

  对于工程机械行业，人机一体化智能系统不局限于制造工艺，而是覆盖了市场分析、生产管理、加工和装配、销售、维修、服务，以及再制造的全过程。人机一体化智能系统带来的产品技术、制造技术与管理技术的进步能使企业具备快速响应市场需求的能力，适应全球市场丰富多样的客户群，实现远程定制、异地设计、就地生产的协同化新型生产模式，使产品制造模式、生产组织模式、以及企业商业模式等多方面均发生根本性变化。

  工程机械行业的人机一体化智能系统包括智能化的工程机械设备、智能化的制作的完整过程以及智能化的服务。

  智能工程机械设备由物理部件、智能部件和联接部件构成，其中智能部件由传感器、微处理器、数据存储装置、控制装置和软件以及内置操作和用户界面等构成，联接部件由接口、有线或无线联接协议等构成。工程机械设备的智能化使信息可以在设备、运行系统、制造商和用户之间联通，并让部分价值和功能脱离设备本身存在。未来的智能工程机械设备将具有监测、控制、优化和自主等四个方面的功能。通过传感器和外部数据源，智能设备能对设备正常运行状态和外部环境做全面监测，并在必要时向用户或相关方发出警告；控制是能够最终靠设备内置或设备云中的命令和算法对设备做远程控制；优化是对实时数据或历史记录做多元化的分析，植入算法，从而大幅度提高设备的工作效率；自主是在检测、控制和优化功能的基础上，实现前所未有的自动化。

  智能制作的完整过程是指以智能制造系统为核心，以智能工厂为载体，通过在工厂和企业内部、企业之间和产品全生命周期形成以数据相互连通为特征的制造网络，实现生产的全部过程的实时管理和优化，涵盖产品工艺设计、工厂规划的数字设计与仿真，底层智能装备、制造单元、自动化生产线，制造执行系统，物流自动化与管理等企业管理系统。

  智能服务通过采集设备正常运行数据，并上传至企业数据中心，系统软件对设备实时在线监测、控制，并经过数据分析提早进行科学的设备维护。

  工程机械行业人机一体化智能系统体系构建需要从以下方向着手：通过业务数字化为企业经营业务建立数字化模型，按相应的业务规则建立对应的信息系统，来提供智能制造的基础数据平台；应用物联网技术实现对设备和物料的自动识别和通信，建立基于业务需求的业务逻辑机制；基于网络和现场总线的设备互联来实现管理系统与设备的数据通信与状态采集；实时采集工业数据将数据传递给业务系统，业务系统对数据来进行分析并处置。

  从目前的应用情况去看，国内工程机械行业的物联网应用其实是基于GPS设备，来对工程机械产品做远程定位、数据采集和信息处理，并与企业各信息系统来进行数据交互，辅以大数据分析，最终达到辅助调试、自动化管控、安全管理产品资产、提高售后服务效率、支持营销服务决策、培养客户自我管理意识。

  缺乏标准化，相对于其它领域，如商务车的车联网，国家出台了很多相关的标准，在工程机械行业物联网应用标准几乎空白，标准的确是阻碍了行业整体应用水平的提升。

  感知层采集的数据有限，如设备的工作量，能源实时消耗水平等数据无法获取。对于最终用户来说，这一些数据非常重要。

  在应用层，物联网大多分布在在工程机械主机厂体系，如质量管控部门、研发部门、服务部门，对最终用户帮助不大。

  信息孤岛问题，工程机械企业已经引进很多信息化系统，如ERP、MES、PDM，但是这些系统并没有真正与物联网平台实现有效集成，物联网平台中的数据与信息没办法得到充分应用。

  缺乏科学的商业模式，物联网平台需要企业投入人力与资金进行建设和维护，假如没有好的商业模式带来经济效益，将阻碍物联网进一步应用。