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中国工业车辆行业数字化、智能化、绿色化发展之路

2013年11月21日14:08

    一、中国工业车辆行业的发展趋势

    1、宏观环境宽松,改革释放发展活力

    预计中国经济将保持7%左右的稳定增长,并更加注重经济发展质量和效益,结构调整和转型升级仍将是未来相当长一段时间内的客观现实需要。

    十八届三中全会的召开和《中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》,将释放中国新一轮发展的动力和活力,为未来五到十年中国经济发展奠定制度基础,营造宽松环境。

    中国工程机械行业得益于工业化、城镇化进程以及宽松的外部环境,预计将逐渐复苏增长,但增长质量和效益对企业提出了新的更严格的要求,创新、提质、提效、自律成为企业发展的关键词,高端化、数字化、智能化、绿色化是实现制造和创造强国的方向。

    2、全球最大市场,增长可期,任务艰巨

    中国工业车辆销量在2009年超过美国,成为世界第一大市场。其中,2012年我国工业车辆总销量为28.87万台,其中国内销售21.30万台,占全球的22.57%,但产品结构仍以内燃车辆为主,结构调整、产品升级任重道远。

    随着我国工业化、城镇化进程加快,工业车辆在我国尚处于行业成长期,国内市场对工业车辆的需求量仍将不断扩大,工业车辆具有广阔的市场前景。

    中国自主品牌工业车辆在国际市场上绝对份额仍然较低,需要企业练好内功、自律发展,共同自觉维护中国工业车辆形象和声誉。

    3、产品序列齐全,配套体系日臻健全

    按照国际上对于工业车辆的分类标准,我国可以生产制造所有门类的工业车辆产品,产品线涵盖0.2—46吨内燃叉车,电动叉车,自动化仓储设备,以及集装箱处理设备等。

    我国工业车辆配套体系经过30年的发展日臻完善,包括发动机、电机电池、变速箱、驱动桥、转向桥、泵阀、油缸、变矩器、属具等核心零部件全部可以做到国产化。但高端动力、液压件、电控仍依赖进口。

    中国工业车辆行业经过持续的投资技改,制造能力和装备水平已经达到国际一流水平,基本实现柔性化、数字化、准时化生产制造。

    4、自主品牌、自主创新卓有成效

    我国工业车辆行业通过80年代中期引进消化再创新,30年发展,自主创新能力和创新体系已经显著提升。合力已经成为国家创新型企业、国家火炬计划重点高新技术企业,拥有国家级企业技术中心、机械工业叉车工程研究中心,具有较强的自主创新能力。

    自主品牌工业车辆成为国内市场的主体,在品牌知名度、营销网络支持和服务等方面占据优势地位。合力是中国驰名商标,在全国建立了近23家一级、近400家二三级网络。

    二、数字化智能化制造发展路线

    1、数字化智能化制造发展的需求

    随着全球化进程的加快,对制造企业的要求越来越高,数字化、智能化制造将为制造企业的发展带来新的契机。

    在工业车辆制造行业,围绕准时化、自动化精益理念,数字化智能化制造装备、数字化工厂(车间)是数字化、智能化制造发展的核心和方向,涵盖了产品全生命周期的各个阶段,可以有效缩短从设计到生产的转化时间,解决生产制造过程的数字化、智能化监控和检验,从而提高产品设计的成功率和产品可靠性。

    2、数字化智能化制造的发展重点

    序号产业数字化智能化制造装备开发及产业化时间节点

    1关键结构件制造智能机器人2014-2016

    2AGV、RGV等智能搬运及物料输送设备2013-2016

    3数字化在线检测与控制系统2015-2018

    4FMS柔性制造系统2014-2016

    5车铣复合加工中心高端智能装备2014-2016

    6变速箱柔性自动生产线2013-2016

    7智能仓储管理系统2015-2018

    8模样粘接机器人2013-2016

    9铸件打磨机器人2015-2018

    重大智能装备

    1、关键结构件制造智能机器人

    目标:提高结构件焊接质量和工作效率,提高机器人作业的智能化水平和工作的可靠性。

    功能、性能:实现空间焊缝的自动实时跟踪,焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制。

    2、AGV、RGV等智能搬运及物料输送设备

    目标:实现产品装配、产品工位间自动输送等环节的AGV、RGV应用

    功能、性能:按照精益生产要求,缩短物流周转周期,降低物料的周转消耗,实现来料与加工、物流与生产、成品与销售等的柔性衔接,提高生产系统的工作效率。

    3、数字化在线检测与控制系统

    目标:对零件制造过程实行在线检测,及时发现制造过程中质量变化趋势,并进行相应的调整,以预防废品的产生,使制造过程处于工艺稳定状态。

    功能、性能:手工测量数据采集通道、自动测量数据采集通道硬件及系统集成,与计算机相结合的集检测、反馈、控制于一体的在线集成控制。

    4、FMS柔性制造系统

    目标:建立适应多品种、小批量生产条件下的柔性制造系统,缩短产品生产周期,降低产品成本。

    功能、性能:由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数控加工中心组成,可组合设计各种不同形式的模块,物料流和信息流高度集成。

    5、车铣复合加工中心高端智能装备

    目标:适应多品种小批量、工艺难度大、过程复杂、复杂异型、整体薄壁结构和难加工材料的加工。

    功能、性能:缩短产品制造工艺链,减少装夹次数,提高加工精度,能提高复杂异型产品的加工效率和加工精度。

    6、变速箱箱体柔性自动生产线

    目标:实现工程机械及工业车辆变速箱自动化、数字化柔性生产。

    功能、性能:由若干单轴或多轴数控加工模块组、清洗机、随行夹具、步伐式输送、随行夹具返回输送、冷却、排屑及电气控制、液压、防护等装置组成,加工时,工件(随夹)固定,各铣、镗削头、钻削头等移动,能同时满足液力、机械变速箱两类产品的加工。随行夹具及定位面自动冲洗,自动检测。

    7、智能仓储管理系统

    目标:开发设计并建设先进适用的智能仓库管理系统。

    功能、性能:可自动识别、货架拣选及货物出入路径优化、智能管理等,从物流产品制造商向物流解决方案供应商转型。

    8、消失模模样粘接机器人

    目标:采用粘接机器人自动粘接模样,生产效率高,粘接精度高。

    功能、性能:利用粘接模具对分片的模样定位,通过编程控制涂胶装置在模样上的行走轨迹,精准地粘接模样。

    9、铸件打磨机器人

    目标:采用打磨机器人自动对铸件进行打磨,改善作业现场环境,提高生产效率,确保铸件打磨的一致性。同时从根本上缓解了当前的人力资源匮乏问题。

    产学研合作设计制造铸件打磨机器人,通过三维仿真程序打磨铸件,改善作业环境,提高生产效率。配套研究开发固定定位清理铸件的工装夹具、打磨器具固定工装夹具、专用磨削加工器具等。

    3、数字化工厂(车间)的发展重点

    1)消失模数字化车间,2014-2018年;

    2)桥箱数字化车间,2014-2018年;

    3)整车组装数字化工厂,2016-2020年。

    数字化工厂

    1、消失模数字化车间

    目标:建成年产10000吨工程机械复杂箱壳体消失模铸造

    功能、性能:实现全数字化模具设计及制造;对铸造工艺方案进行数值优化、模拟仿真,应用全自动模样成型、全自动造型、模样粘接机器人、铸件打磨机器人;实现铸造关键过程的在线控制、实时检测。

    2、桥箱数字化车间

    目标:融合信息技术、现代管理技术和先进制造技术为一体,实现产品设计、经营管理、生产制造等环节的数字化与集成化运行。

    功能、性能:实现高柔性、高动态性、高生产率、高质量产品的数字化制造,确保有序高效的数字化物流、更为可靠的数字化质保,具有更高的生产精度和生产效率,使企业在全球激烈的竞争中得以持久生存和永恒发展。

    3、整车组装数字化工厂

    目标:通过引进应用高端智能装备及技术,提升自动化、数字化、智能化制造手段,实现高柔性、高生产率、高质量产品的数字化制造,通过产品、工艺及资源的有机整合,实现研发、工艺、生产、管理的高度信息共享,实现各部门间的并行协同作业。同时,可以在产品的设计、规划阶段就预测整个产品的全生命周期的本质行为,把潜在的问题解决在设计阶段,从而避免时间和资金的问题。

    1、研究内容是数字智能装备(如AGV智能搬运、智能仓储管理系统、关键结构件制造智能机器人,焊接高端仿真软件、数字化在线检测)的应用技术。

    2、研究内容是产品、工艺及资源的有机整合,

    产品的输入及管理;

    工艺的建立;

    资源的建立;

    产品、工艺、资源的关系搭建。

    三、智能化、绿色产品发展路线

    自动变速技术

    目标:研究开发出具有自主技术的工业车辆自动变速箱。

    技术参数、智能特点:电液换档阀采用节流缓冲和高速通断的组合控制技术设计,进行提升换档的平顺性能,保证整车的换挡品质,避免换档冲击。

    锂电池、氢燃料电池、能量再生技术的应用研究

    目标1:在电动代表车型上应用制动能量再生和下降发电技术。

    目标2:在电动代表车型上开发氢燃料电池叉车。

    技术参数、智能特点:锂电池、氢燃料电池与整车电控系统可通信,叉车频繁制动过程中制动能量回收,货物升降过程中重力势能回收下降发电。

    油电混合动力叉车动力耦合控制技术

    目标1:在内燃代表车型上应用技术。

    目标2:优化完善,切实提高产品燃油经济性。

    技术参数、智能特点:不同电压等级下的隔离电源管理;安全、高效、可靠的闭环控制管理;多节点、多电压等级、多指令的CanBus总线信息交换。

    Ⅳ阶段发动机、LNG发动机的应用研究

    目标1:在港口重型运搬装备上应用LNG发动机。

    目标2:在重装全系列车型中普及应用排放升级和LNG发动机。

    技术参数、智能特点:发动机符合Ⅳ阶段排放标准,整机轻量化,发动机热管理;发动机与变速箱的匹配研究,LNG发动机的供气系统和冷却的研究。

    叉车主动安全系统

    目标:2015年完成试验样机,2016年批量生产。

    技术参数、智能特点:后轮摇摆锁定控制,门架倾斜控制,货叉自动水平控制,全液压转向同步。

    故障自诊断系统、GPS远程控制

    目标1:在重装系列代表车型上初步应用。

    目标2:在重装全系列车型中推广,逐步完善企业GPS远程信息管理平台。

    技术参数、智能特点:车辆故障自诊断系统与车辆核心控制单元各系统的组网,友好便捷的人机交互显示界面,建立企业GPS远程信息管理系统平台。

    叉车操纵拇指舵柄开关及多功能集成手柄控制系统

    目标:2015年批量生产

    技术参数、智能特点:控制手柄轻松触摸开关,集成实现起升、下降、前倾、后倾等功能。

    工业车辆的NVH技术

    目标:NVH技术广泛应用于工业车辆,技术指标满足国际标准要求。

    技术参数、智能特点:整车及部件噪声测试分析与诊断;整车振动测试分析与诊断;舒适性评价;基于可靠性的NVH技术研究。

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