“守正創新 綠色智能——工程機械行業科技發展”平行論壇(一)第一場對話實錄
2025年05月27日10:47
2025年5月14—15日,以“開新篇、拓新局、創新績”為主題的第二十二屆工程機械發展高層論壇在山西太原召開。
15日上午,在以“守正創新綠色智能——工程機械行業科技發展”為主題的平行論壇(一)上,14家企業領導圍繞論壇主題,結合當前工程機械行業綠色轉型與智能化升級的迫切需求,深入探討了行業在科技創新與可持續發展方面的新路徑和新機遇。與會嘉賓一致認為,在“雙碳”目標的引領下,工程機械行業必須堅守質量與安全的底線,以創新為驅動,加速綠色技術的研發與應用,推動智能化產品的迭代升級。通過加強產學研用的深度合作,構建綠色智能產業生態,提升行業整體的科技水平和核心競爭力,為工程機械行業的高質量發展注入強勁動力,助力行業向高端化、智能化、綠色化發展。
平行論壇(一)第一場
對話嘉賓:
北京田一科技有限公司總經理毛軼
西安主函數智能科技有限公司董事長牟均發
鄭州奧特科技有限公司董事長趙民章
青島泰凱英專用輪胎股份有限公司副總經理徐芳
凡己科技(蘇州)有限公司董事長孟凡己
山西太重工程機械有限公司副總經理、太重(上海)裝備技術有限公司總經理尹滿義
燕山大學教授、起重機械關鍵技術全國重點實驗室副主任艾超
平行論壇(一)第一場對話現場
論壇開場主持人:中國工程機械工業協會副秘書長王金星
論壇對話主持人:中國工程機械工業協會工業互聯網及數據分會副秘書長李國軍
以下為對話實錄:
李國軍:請簡要介紹自己及所在企業的情況。
青島泰凱英專用輪胎股份有限公司副總經理徐芳
徐芳:青島泰凱英專用輪胎股份有限公司經過20年的耕耘,長期堅持聚焦為露天礦山用戶提供輪胎解決方案,得到了國內包括柳工在內的諸多主機企業,以及國外利勃海爾、沃爾沃等企業認可。泰凱英是以技術創新為主導,專業聚焦深耕細分領域的一家民營企業,為用戶提供專用輪胎解決方案。
凡己科技(蘇州)有限公司董事長孟凡己
孟凡己:凡己科技(蘇州)有限公司于2011年創立,我是創始人,初期是做電機控制器和整機控制器的進口替代。大家應該是從叉車行業認識我們,首先從叉車行業成功替代進口;第二是做高爾夫球車,進展比較順利,在美國市場成功替代30多萬臺;第三,從零開始做高空作業平臺控制器進口替代,之后進一步做移動機器人等行業,并伴隨整機出口到歐美市場。
這些年,公司得到了整機企業以及行業協會對的大力鼓勵。目前,凡己科技是國家級專精特新小巨人企業,過去十幾年通過自主研發、持續迭代升級,產品成功地大范圍替代進口,為行業提供具備國際先進水平的電驅動系統、整機控制系統和智能控制系統。在電動工業車輛、低速專用車、高空作業平臺和移動機器人等多個領域為多家龍頭企業提供配套和技術服務,并且歐美市場用戶占比超過40%。近年來,凡己科技不斷加大投入力度,向市場推出電動化和智能化深度融合的產品,帶來了較好的客戶反饋。
鄭州奧特科技有限公司董事長趙民章
趙民章:堅守創新,為行業高質量發展注入“潤滑力量”。20年來,鄭州奧特科技有限公司始終深耕潤滑技術領域,以智慧化解決方案助力工程機械行業邁向綠色、高效、可持續發展。未來,公司將繼續深化技術研發,推動智慧潤滑技術與更多場景融合,為全球客戶提供更可靠、更經濟的潤滑管理服務,守護每一臺設備的穩定運行,為中國智造貢獻“看不見的守護者”力量。
西安主函數智能科技有限公司董事長牟均發
牟均發:西安主函數智能科技有限公司成立于2018年,是一家專注于礦山無人運輸技術研究與產品開發的新技術企業,目前已成功打造了“礦用無人駕駛線控系統智能底盤”及“礦山無人駕駛運輸系統綜合解決方案”兩大產品系列,助力國內礦山邁向無人化、智能化發展新局面。
山西太重工程機械有限公司副總經理太重(上海)裝備技術有限公司總經理尹滿義
尹滿義:山西太重工程機械有限公司作為太重集團下屬一級子公司,成立于2021年。公司聚焦工程機械領域,圍繞挖掘機、裝載機、旋挖鉆機等產品,開展研發、設計、生產、服務等方面工作。依托上海研發基地區位優勢,公司吸納行業眾多專業人才,組建了實力強勁的研發團隊。經過4年多發展,公司探索并形成了差異化技術路線:在電動化與綠色化方面,推出多項行業創新產品,涵蓋甲醇、氫燃料電池及純電動等技術方案,突破傳統技術壁壘;通過智能化和新技術加持,創造出更多服務大眾的優質產品,推動太重品牌邁向更高端的市場。
燕山大學教授、起重機械關鍵技術全國重點實驗室副主任艾超
艾超:2022年底,燕山大學獲批建設起重機械關鍵技術全國重點實驗室,現有試驗設備資產2億元,科研人員160人,設立材料制備成形、構件輕量設計、先進制造理論、智能驅動傳動、智慧健康運維5大研發中心,研究方向覆蓋輕量化設計與制造、智能驅動與傳動、高性能智能感知與控制、全生命周期檢測與運維。
北京田一科技有限公司總經理毛軼
毛軼:北京田一科技有限公司依托于有著33年歷史的天遠科技集團,成長于清華天遠智能裝備研究中心。公司主要有3個業務產品方向:以提升設備效率為出發的遠程駕駛到智能駕駛;以提升人的效率為出發的智能頭盔;以創造場景價值鏈出發的數智化平臺。田一科技服務于工程機械行業企業,提供全價值鏈解決方案。
李國軍:太重工程機械的綠色化發展技術路徑是怎樣的?有哪些獨特之處?
尹滿義:太重擁有深厚的技術底蘊和人才優勢,與中國礦業大學和太原理工大學聯合共建了智能采礦裝備技術全國重點實驗室,整合太重幾十年在電鏟電控驅動、結構件及采掘設計方面的經驗,實現資源共享與協同研發,有效避免了與傳統頭部企業的同質化競爭,產品投放市場后得到廣泛認可。
在綠色化發展路徑上,太重大膽創新,積極探索突破,取得了一些成績,這主要得益于兩方面原因,一是技術差異化,二是結合山西、內蒙古、新疆等資源富足場景,實現綠色化閉環應用,推動綠色礦山零排放。為此,太重研發了涵蓋多種類型的綠色化產品:在純電領域,搭載磷酸鐵鋰電池,結合三電技術研發中小型挖掘機,并推出最大噸位35t挖掘機,相信通過技術的不斷投入和升級,會有更多的用戶愿意選擇。拖電方面,太重本身就擁有成熟的拖電技術,創新結合不同的應用場景,推出了類似移動充電寶等多種模式,有效緩解了用戶續航焦慮與電網適配問題。此外,公司在甲醇增程、氫燃料電池等領域持續深耕,其中,160t甲醇動力設備已成功投放新疆市場。
行業進步,離不開零部件技術企業的共同攻關。太重在綠色化轉型中嘗試不同路徑,并取得了階段性進展,期待更多企業關注、加入、發展新能源技術,加快行業綠色化進程。
李國軍:今年9月,協會將在北京組織BICES工程機械展,期望太重在新燃料、新技術和新產品方面有更好的展示。作為技術研發方面的負責人,請您分享一下太重在研發、技術、人才等方面的投入情況和具體舉措。
尹滿義:進入工程機械領域之前,太重進行了充分調研,其中包括技術體系的搭建,明確了在上海設立研發中心。目前,已組建超200人的研發技術團隊,匯聚海外博士、國內外行業專家等多層次人才,為技術創新注入多元活力。公司已投入數億元用于上海研發中心的發展,打造了太重十里產業新城,建成了行業一流的智慧產線,充分彰顯了太重在工程機械領域發展的信心與決心。人才關懷上,公司為職工配備了良好的福利待遇,并持續完善人才激勵機制和培育上升通道,切實提升職工的歸屬感、幸福感、自豪感。
李國軍:人工智能如何更好地為工程機械行業的綠色化、智能化發展服務?
艾超:人工智能與工程機械行業的深度融合,正在重塑行業的技術生態與產業格局。從綠色智能發展的視角,人工智能的應用已從單一效率提升轉向全產業鏈協同優化,價值體現在資源效率、環境友好、智能決策等3個核心維度。我從技術路徑、應用場景及未來趨勢3方面對此分析。
第一,技術路徑。AI驅動的綠色智能技術體系構建,數字孿生與動態仿真,通過多物理場建模與實時數據映射,構建工程機械全生命周期數字孿生體。例如,卡特彼勒利用AI仿真平臺對液壓系統進行能耗動態模擬,使挖掘機燃油效率提升的同時,降低關鍵部件應力峰值,這種虛實交互的技術路徑,縮短了產品迭代周期。多模態感知與邊緣智能,采用激光雷達—視覺—慣導融合的感知系統,結合輕量化神經網絡部署于邊緣設備,實現施工質量實時檢測與自主路徑規劃,減少返工能耗。強化學習驅動的能效優化,建立馬爾可夫決策過程模型,通過深度Q網絡優化動力系統控制策略,提高能量回收利用率。
第二,應用場景突破。從單機智能到生態協同,智能制造端,焊接缺陷檢測:基于遷移學習等技術手段提高缺陷識別精度。綠色施工端,集群協同調度:混凝土泵車群通過聯邦學習實現動態調度,降低燃油成本。循環經濟端,再制造決策系統:基于設備運行大數據的剩余壽命預測,提升核心部件再制造率。
第三,未來發展方向與關鍵挑戰。腦機接口與遠程操控:實現高危場景下的人機協同作業。產業生態重構,構建行業知識圖譜:整合超200萬條設備故障數據形成行業智能底座,開發面向工程機械的專用AI芯片,開發面向邊緣設備的低功耗神經網絡架構。
第四,實施建議:建立“數據—算法—平臺”三位一體創新體系,重點突破多源異構數據融合技術,推動智能物聯網標準體系建設,實現跨品牌設備互聯互通,培育“AI+機械+能源”復合型人才,開設智能建造交叉學科,構建開放創新生態。當前,工程機械行業綠色化轉型正處于關鍵窗口期。人工智能不是簡單的工具疊加,而是通過數據價值的深度挖掘和系統能力的質變重構,推動行業向“自感知、自決策、自進化”的智能體演進。這需要行業建立新的價值認知體系,即從“設備制造商”向“智能服務商”轉型,從“產品生命周期”向“數據價值周期”跨越。期待與業界同仁共同探索這條充滿挑戰的革新之路。
李國軍:請分享團隊現階段在工程機械方面做的一些工作,特別是在守正創新、綠色智能方面如何推進?
艾超:借助燕山大學起重機械關鍵技術全國重點實驗室、河北省重型機械流體動力傳輸與控制實驗室、校企聯合研發中心等平臺,我們團隊主要從元件—系統—整機等3方面進行工程機械綠色智能方向的創新工作。
第一,液壓元件方面。液壓元件如變量泵、多路閥的綠色智能是工程機械綠色智能的基礎,我們針對傳統多路閥頻響低、感知弱、壓損大、低流量分配精度與增加系統能量損失等問題,提出高頻響數字液壓多路閥新構型原理設計與控制策略,為數字化電液系統的多源狀態感知與智能節能控制奠定基礎。
第二,電液系統方面。電液系統作為工程機械的骨骼與肌肉,驅動移動裝備運轉。對此,我們一方面開發了數字化電液系統,實現對液壓缸與液壓馬達等執行機構高精度運動控制的同時,大大降低系統的能耗;另一方面,基于深度學習建立電液系統大數據模型,基于強化學習實現對控制策略的優化迭代,實現了在云平臺上實時進行工程機械控制策略的優化。
第三,整機方面。我們一方面開發了基于整機的數字孿生平臺,快速實現問題復現與問題點改善方案驗證,大大提高解決問題周期;另一方面,聚焦工程機械智能輔助,開發高精度工程機械執行機構末端軌跡控制,實現一鍵輔助作業。如旋挖鉆機,實現自動對孔與智能鉆進;挖掘機,實現一鍵平地、修坡、高精度電子圍欄、動態稱重等。
李國軍:在新能源的產品架構之下,控制器可以發揮很多作用,凡己科技的產品及主要應用場景是怎樣的?
孟凡己:凡己科技控制器研發已有15年時間,經歷了四代產品的迭代升級。第一代產品沒有做直流,是從交流電機控制開始,后來做永磁同步電機。我們的高端產品在美國擁有35萬臺的用戶量,僅從電機控制的質量、安全和效率方面來看,國內產品水平與國外水平相當。第四代是系統化的產品電控、電機和智能化整體解決方案。2024年發布的智能車機,可以做到安全性防撞,控制器和智能的結合,是這一產品的優勢。系統化方案各組件通過反復驗證,實現了聯動和響應更快,感知能力更強。
李國軍:數字化的整機、數字化基礎設施,對于全行業的數智化轉型升級起到了關鍵的助推作用,如何更好地實現全產業鏈的數智化轉型升級?
孟凡己:全產業鏈轉型升級,意味著零部件與整機企業需要有機協同。高端化、綠色化和智能化的高質量發展,需要充分發揮應用場景和整機系統級效應所帶來的整體效率優勢和用戶體驗優勢。參考電動汽車行業在全球市場的成功經驗,新能源與智能化的結合將為中國工程機械行業在全球市場帶來彎道超車優勢。
零部件領軍企業具備較強的專業產品開發和質量管理能力,近年來,在綠色化和智能化上各自的創新亮點提升了市場和用戶價值。但這些局部的特色價值的背后存在一些現實困難,研發資源的投入回報率較低,甚至走了彎路錯路。系統鏈條中多家企業重復投入,導致全行業研發浪費,如感知能力和遠程互聯網能力等。
新形勢下的轉型升級,建議整機企業尤其是鏈主企業,有規劃地組織、實施全產業鏈系統化的數智化方案。在面向用戶的應用場景下提出完整的系統方案、分解節點目標和組織系統驗證,能夠高效率地發揮數智化系統優勢,帶來最佳用戶體驗。這樣可以優化掉不必要的冗余成本,避免部件級別自行開發跑錯路,也能降低重復投入帶來的行業研發資源浪費,還可以減少市場試錯。
凡己科技愿意積極地與主要龍頭企業配合,分享在低壓(24V~300V)電機控制(MCU)、永磁同步電機、整機控制(VCU)、智能車機等專業領域的技術經驗,為工程機械全行業數智化高質量發展貢獻力量。
李國軍:據了解,奧特科技的智慧潤滑系統能讓設備“少生病、少吃藥”,這其中有哪些門道?
趙民章:以我們為工程機械客戶安裝的智能集中潤滑系統舉例,有3個看得見、摸得著的好處。
第一,未病先防:系統內置壓力傳感器實時捕捉油路異常。某露天礦場通過預警液壓泵潤滑失效趨勢,避免非計劃停機,設備利用率提升15%。
第二,精準潤滑:智能分配器出油量精確至0.08毫升,較傳統潤滑方式省油43%,實現“精準投喂”。
第三,智能運維:系統自動設定注脂周期。某隧道施工項目應用后,潤滑產生的相關人工成本降低70%。
客戶可以直接通過手機APP掌握設備健康狀態,這是工程機械行業“既省心又省錢”的智能升級方向。
李國軍:當前工程機械無人化進程中,設備在極寒、高負荷等復雜工況下的穩定運行尤為關鍵。在自動化設備全生命周期管理中,智慧潤滑技術如何實現"看不見的守護者"角色?
趙民章:無人裝備的可靠性根基在于每個零部件的精準潤滑護航,這正是奧特深耕二十年的領域。無人化進程確實對設備自主決策能力提出了更高要求,奧特科技研發的智慧潤滑系統正構建著三重保障體系。
第一,感知層:油液在線監測系統如同設備的“智能手環”,實時動態監測油液狀態,提前預警潛在故障,助力預測性維護。
第二,決策層:基于DIM2.0智慧潤滑管理平臺,動態優化潤滑周期。例如在某高原風電場景中,該系統幫助客戶降低28%運維成本。
第三,執行層:配備抗-40℃極寒模塊的智能分配器,確保設備在極端環境下持續作業。以鄂爾多斯無人礦卡為例,冬季連續作業2000小時實現“零凍堵”。
李國軍:針對礦山設備行業的大型化、電動化趨勢,以及更嚴格的智慧礦山使用場景,輪胎企業面臨的最大挑戰是什么?
徐芳:作為輪胎零配件制造商,一個關鍵環節就是需要與主機企業進行協同。目前,泰凱英聚焦在礦山領域,和徐工、三一等眾多主機企業聯合研發大型化主機,協同研發適應行業發展趨勢的產品,實現市場窗口期的落地。
說到挑戰,就要回到商業的本質和原點,泰凱英和主機廠共同找到并解決用戶真正的需求和痛點。以礦山用戶訴求為例,第一是安全,這是底線;第二是效益,而且是可持續的效益,尤其是在經濟下行時期,效益更是生命線。
無人駕駛確保了安全核心,為礦山運營帶來了變化。我們做產品研發,就是要基于大型化、電動化和無人化的這種變化來落地。但是,落地受限于技術瓶頸、企業資源、行業協同等要素,最大的挑戰是產品如何落地。為此,泰凱英也進行了很多創新實踐。在智慧礦山無人化駕駛的大趨勢下,單純地提供一個產品硬件輪胎已經不足以滿足需求,目前,我們的第四代產品——智能輪胎,將其芯片系統與輪胎深度結合,通過數據采集,提升輪胎、主機及整個系統的性能。泰凱英的核心優勢就是針對用戶場景,結合主機進行場景化研發,提供整體解決方案。
李國軍:泰凱英如何通過產品和技術創新,適應智能化礦山建設的大型化、電動化趨勢?
徐芳:當前,我們正將前沿AI技術與傳統GPS系統深度融合,通過AI圖像識別技術實現對礦山路況及車輛運行數據的精準采集。基于這些數據,泰凱英構建了涵蓋車輛輪胎性能、路況特征與力學分析的三位一體虛擬仿真系統。這項技術的突破性在于,能夠在產品投入市場前,依托AI驅動的數字化仿真平臺,在實驗室階段完成全面的性能驗證與優化,從而提升研發效率、降低試錯成本。目前,這些技術探索已取得階段性成果,我們將持續深化技術創新,致力于為客戶創造更高效、更安全的解決方案,這是泰凱英始終堅守的價值發展方向。
李國軍:除了設備的數字化和智能化,如何利用技術要素、數據要素,促進勞動力要素的發展,實現人的數字化和場景的智能化?
毛軼:基于大模型、人工智能技術,結合現在行業認知和實踐,我認為,人工智能最終目的就是讓人的工作量逐漸減少,但創新工作必須需要人來完成。例如,通過大模型,將工程機械行業的維修知識放置于手機或智能頭盔上,讓機手監控手機或客戶戴上頭盔,通過數字化和人工智能技術為客戶提供服務。手機和智能頭盔可以實時監控現場工作情況,并將全過程進行記錄,工業級降算法能準確進行語音操控,專家可進行遠程技術指導、設備維修,后臺可將視頻或圖片智能識別并分類整理,為一線操作人員提供指導,優化運營,提高工作效率,規范操作步驟,降低技術門檻。
李國軍:談談人工智能在田一科技和行業客戶中的應用及前景,以及需要注意哪些問題?
毛軼:對工程機械行業而言,人工智能不是簡單地推動行業升級,而是對整個產業邏輯的重構。傳統以發動機、結構件為核心的供應鏈體系,正在向"智能感知+云端決策"的新型架構演進。現在的傳感器體系發生了質變,智能挖掘機需要配置雷達、攝像頭等新型感知設備。人工智能控制器一定不是單機控制,未來,所有的控制器都將具有高算力。
控制器相當于設備的大腦,是其最核心的零部件之一,對產品性能起決定性影響。控制器負責接收來自傳感器的信息,處理這些信息,并發送控制指令以驅動設備運動。它決定了設備在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡,以及操作順序和動作的時間等。同時,控制器還具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。
隨著技術發展,工程機械的智能化程度正在快速提升。現在的挖掘機駕駛艙可能只有基礎功能,但未來一定會像智能手機一樣,搭載豐富的應用生態。如除了當前的監控和收音功能,未來還可能集成音樂播放、維修指導視頻、設備管理等多種應用,讓操作更智能、更便捷。這種變革不僅會提升工作效率,也將改變工程機械的使用體驗。
以特種人工智能在礦業場景的應用為例,當我們需要完成一項礦山場景任務時,可以開發專屬的智能作業系統APP。此時的挖掘機等設備將演變為可編程的智能終端,而所有設備的調度管理、數據分析和決策支持都將由云端中臺統一處理——就像新能源汽車的"車—云"協同體系,傳統工程機械正在經歷類似的數字化轉型。
李國軍:如何看待工程機械無人化賽道發展趨勢?
牟均發:從單一場景無人化邁向混行場景無人化,我們需要先在單一場景中完成驗證,然后在混行場景中實現真正的高價值落地和完整替代。
當前,單一場景無人化已經得到充分驗證。例如露天礦剝離場景,以易控智駕為代表的諸多同行在外排場景已經實現了可復制,全國在運行剝離車輛超千臺;在某露天礦復雜煤層采煤場景,西安主函數的產品已實現兩年常態化無人運行,2025年前4個月,實現無人采煤產能超全礦產量的50%。
目前,有人無人混行、剝離與采煤混行在部分礦區正在探索落地,相信未來2~3年,會有全礦主要作業環節全無人的應用場景,降低礦山生產安全風險,提高礦山生產效率。
李國軍:如何看待工程機械無人駕駛在露天礦場景下的發展趨勢?
牟均發:工程機械的無人化和大規模應用,會伴隨著工程機械自身重定義、線控化、標準化的大發展同步進行。
工程機械設備是無人化的載體。傳統意義上,面向人工駕駛的工程機械在功能和性能設計上主要圍繞人的需求和能力進行設計,如人對機械自身執行的時延和精度要求較低(人在面對不確定性時有更強的應對能力和更高的冗余能力),但對舒適性有較高要求等。無人駕駛有其自身的特性要求,比如大規模應用時要求更好的執行一致性、需要對系統健康程度進行數字化監控、更長的連續工作時長等。在工作場景適應性上,由于決策中心由人腦變更為計算機設備,對于車輛自身的機械設計、安全設計、動作執行過程當然也需要進行全新的考慮和定義。這也是西安主函數在不斷思考和實踐的。
線控化是無人化的基礎,不僅包括三大件或者四大件,燈光、喇叭、胎溫、電量、載重等都要納入到線控體系中進行數字化監控和管理。可以展望的是,第一批無人化工程機械產品,如寬體自卸車,一定會走向預裝線控再銷售的階段。
與線控化需要同步發展的是,面向市場上不同的無人駕駛企業,工程機械的線控零部件在接口規范、執行邏輯和標定方面,也需要提前布局,朝著一致、標準化的方向發展,實現上下游配合,提高無人化整體效率。
李國軍:謝謝大家。我們熱愛工程機械行業并對其未來發展充滿信心,相信通過數字化、智能化和人工智能等技術與行業的深度融合,能夠推動行業科技創新與應用創新,助力其在節能降耗、綠色發展場景中發揮更大作用。
來源:宣傳工作部根據現場對話實錄整理
初審:董萌
復審:尹曉荔
終審:吳培國
編輯:趙利祥
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