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工程机械向数字化、智能化发展,实现5G遥控之后,下一步迈向无人驾驶
2021-12-08 来源:21世纪经济报道

近年,5G基建、特高压、大数据中心、城际高速铁路和城市轨道交通等领域的新老基建持续发力。2021年,“两新一重”成为了国家经济建设的重大抓手,将为工程机械行业注入源源不断的发展动力。目前,我国工程机械行业发展相对成熟,并且向自动化、数字化、智能化加速转型。

继5G远程遥控工程机械设备之后,近日,广西柳工机械股份有限公司(下称“柳工”)又发布了三款无人驾驶工程机械——922F挖掘机856HMAX装载机、6626E压路机

柳工副总工程师、全球研发中心智能技术研究院院长蔡登胜向21世纪经济报道记者介绍称,无论遥控操作的网络速度有多快,机械一定都存在延迟,即“失控段”,会增加技术安全危险,也会导致机器反复启动增加油耗。无人驾驶则解决了延迟的问题,并且解放了操作机械的人,一个调度员可以管理几十上百台无人驾驶机械。

“(柳工的无人驾驶工程机械)是国内同类产品的首次发布。国外流传了个别公司的实验场测试录像,但是我也没有接收到这种正式的发布。”蔡登胜表示,“目前的机械无人驾驶技术还不能做到适应所有工况。下一步我们会做更多特定工况的适应性的开发,并且期待通过云平台实现机群协同作业。”

“两化”推动传统工业转型

在“十四五”规划开局之际,我国经济发展空间巨大,基础设施建设需求大,以及“双碳”目标逐渐实施,都为工程机械提供了机遇。数字化、智能化、网络化、轻量化也赋能工程机械不断拓展应用领域。

东莞证券研报指出,进入智能互联时代,以5G、大数据、工业互联网为代表的新技术日新月异,为工程机械的数字化、智能化发展充分赋能。与此同时,中国人口红利减弱、现代施工项目大型化、日益严格的环保要求,以及客户对产品价值提升的诉求等,要求行业加快往自动化、数字化与智能化方向转型升级。

在不久前的柳工“11·26”全球客户节上,中国工程机械工业协会秘书长吴培国就发言表示:“我国已经进入了高质量发展的新阶段,对工程机械行业也提出了新的更高要求,新能源、智能化、无人驾驶等高端技术赋能工程机械。”

中国机械工业联合会于2021年4月发布的《机械工业“十四五”发展纲要》指出,“十三五”以来,我国机械工业经济规模持续保持增长态势。2016-2019年,机械工业增加值增速分别为9.6%、10.7%、6.3%和5.1%。2020年,虽然受到疫情影响,仍保持同比6%的增长速度。

此外,7月8日,中国工程机械工业协会发布的《工程机械行业“十四五”发展规划》(下称“《发展规划》”)也指出,从行业规模来看,“十三五”期间,我国工程机械行业规模从4570亿元增长至7751亿元,平均年复合增速为11.14%。《发展规划》还提出,我国工程机械行业“十四五”发展目标包括:到2025年,我国工程机械行业规模目标为9000亿元,规模以上企业研发费用占主营业务收入的比重提升到5.5%,工程机械行业研发人员占从业人员比重提到19%以上。

根据柳工2020年年报,2020年,柳工研发人员数量占比为10.04%,研发投入占营业投入的比例为3.23%,略低于《发展规划》提出的2020年发展目标。

但同时,据柳工总裁黄海波介绍,“十三五”期间,柳工年均复合增长率达28%,增速位于行业前列;2020年,柳工迈出混合所有制改革关键一步,营业收入达到了230亿,创历史新高;今年前三季度,柳工强化科技创新研发,加快智能化转型步伐,实现营业收入226.6亿元,增长16.8%,再创历史新高。

蔡登胜也强调,柳工整体的研发投入还会扩展,尤其近几年智能方面的研发投入已经呈现指数级的增长,未来还会持续扩大。

国内首发无人驾驶工程机械

“目前工程机械行业都在往无人化、智能化方向发展,顺应了低碳趋势和人口红利结束。”蔡登胜指出,“无人化设备使得机器脱离人后,仍然可以高效稳定作业,有利于长期工程,并且适应高温、粉尘、抢险、救灾等多种场景应用。”

不久前,柳工在行业内率先首发922F挖掘机、856HMAX装载机、6626E压路机三款“无人驾驶工程机械”,这是柳工在工程机械智能施工机器人领域的又一重大突破。设备可应对高原、隧道、港口码头、钢铁冶炼、大型矿山石料、混凝土搅拌站等多种复杂工况。

这三款无人驾驶设备,采用了柳工完全自主创新开发的慧眼系统和智行控制系统。同时,还配备了GPS导航系统、避障雷达,能够实现精准定位、智能操作、智能派工、数据可视等复杂操作。

蔡登胜介绍称,尽管汽车行业在无人驾驶方面已经开展了很多研究,但是工程机械的技术还有待突破和发展。工程机械不在道路上行驶、没有标志标线指引;而且工程机械在行驶之外还多了作业的过程,需要对障碍物进行检测、识别、作业。“目前我们已经克服了快速的地理信息构成的难点。另一个难点是对各种工况的规划和决策,即在短暂时间内决定下一步要挖哪里,并且要求机器控制要非常精准。现在我们能够让他顺利开展工作,下一步还要追求效率,让它能够达到甚至超过人类操作效率,这就非常困难了。”

另外,据蔡登胜介绍,无人驾驶技术所用到的感知、识别、规划、决策的算法都是柳工自己研发的,也尽可能采用了国内品牌的计算和传感的产品。

“希望柳工坚持把自主创新作为推动转型升级、赢得新一轮竞争优势的‘动力源’,不断提高自主研发能力,加快实现关键核心技术自主可控,为客户提供更先进、更适用、更高质量的装备和全面解决方案。”吴培国表示。

当日,柳工还发布了智慧矿山系统2.0。该系统以物联网、云计算为核心,集成多种型号的设备信息,实现生产、设备、安全、效率、全流程实时数据化管理。

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