工程機械的科學(xué)研究

摘要：在闡述、分析我國工程機械行業(yè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出工程機械科學(xué)研究的現(xiàn)實意義及其特點，并提出了進行工程機械領(lǐng)域科學(xué)研究的重點和方向。

關(guān)鍵詞：工程機械、科學(xué)研究、分析

1工程機械行業(yè)的現(xiàn)狀
品種繁多、功能不一的工程機械，廣泛用于國民經(jīng)濟建設(shè)中的交通運輸、能源、礦山農(nóng)林水利、市政建設(shè)和現(xiàn)代化國防建設(shè)事業(yè)中。：工程機械制造業(yè)，作為我國制造業(yè)的重要組成部分，曾一度成為發(fā)展最快、經(jīng)濟效益和產(chǎn)品市場前景均較好的行業(yè)，在整個裝備工業(yè)體系中具有舉足輕重、無可替代的地位和作用。但隨著市場經(jīng)濟和改革開放的不斷深入和推進，特別是加入WTO后，中國工程機械行業(yè)將面臨日趨激烈的競爭，因為按照我國對外談判的承諾，從2004年起，我國工程機械行業(yè)將全部取消進口控制。世界上許多著名廠商必將紛至沓來，搶灘設(shè)點，把產(chǎn)品打進中國市場。在處于平等競爭地位下，將與我國工程機械產(chǎn)品一決高低。毋須諱言，就整體而言國產(chǎn)工程機械產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命和可靠性，與國外產(chǎn)品相比確實存在著較大差距。拿裝載機、挖掘機和推土機為例，國產(chǎn)機的平均使用壽命約6000-7000h，而國外機卻在20000h以上；國產(chǎn)機的無故障期約為300h(有的甚至更少)，而國外機則達500-1000h。就關(guān)鍵部件的使用壽命來說，國產(chǎn)發(fā)動機3000h左右，而國外的則超過8000h；國產(chǎn)液壓泵約2500h，而國外的，則在5000-8000h。數(shù)據(jù)表明，國產(chǎn)機的平均壽命與可靠度只及國外機的1/2~1/3，兩者差距之大十分明顯。以至于在我國的長江葛洲壩、黃河小浪底等大型建設(shè)工地上大顯身手的，幾乎是卡特皮勒的推土機、小松公司的挖掘機等清一色外國工程機械的天下，難覓國產(chǎn)機的蹤影。多少年來，這不能不說是一個令我們每個工程機械從業(yè)者羞愧而又必須面對的現(xiàn)實。
分析上述工程機械行業(yè)不容樂觀的現(xiàn)狀，究其原因，一方面是因為企業(yè)管理水平不高，生產(chǎn)、制造工藝水平低，造成零、部件乃至整機產(chǎn)品質(zhì)量低劣；另一方面是由于企業(yè)自主開發(fā)、創(chuàng)新能力薄弱，沒有進行或不重視卓有成效的科學(xué)研究，未能形成企業(yè)的核心競爭力，致使大多數(shù)工程機械產(chǎn)品，不能快速進行產(chǎn)品的升級換代以適應(yīng)市場發(fā)展的需要。
顯然，要想從根本上扭轉(zhuǎn)這一局面，唯一有效的途徑是企業(yè)必須依靠科技進步，重視和加強工程機械的科學(xué)研究：研究如何提高產(chǎn)品性能，完善其結(jié)構(gòu)，提升其科技含量；研究怎樣提高企業(yè)的制造能力、工藝水平，確保產(chǎn)品設(shè)計指標和質(zhì)量；研究怎樣去推行和實施企業(yè)的品牌戰(zhàn)略，提高對市場需求的應(yīng)變能力和企業(yè)的綜合競爭力。這些都涉及到對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)產(chǎn)品如何進行改造，從而全面提升工程機械企業(yè)?？梢娝且粋€對行業(yè)具有帶動性和全局性強的，重大而又急待解決的研究課題。
2工程機械科學(xué)研究的特點
2.1工作環(huán)境惡劣、產(chǎn)品要求可靠度高
許多工程機械都要在潮濕、多塵甚至腐蝕等極為惡劣的環(huán)境下作業(yè)。而且隨著工程建設(shè)規(guī)模的擴大和深入，高速、重載、大功率、可靠性好且又機動靈活的工程機械已成為用戶的迫切需要，因而對產(chǎn)品也提出了更高的要求。尤其象西部大開發(fā)中復(fù)雜多變的地形、地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地域廣闊所形成的溫度、濕度相差懸殊的氣候條件，要求工程機械不僅能耐高溫、高寒和高壓，而且要求有正常工作條件下同樣的壽命和可靠度，這無疑都增加了工程機械從選材到設(shè)計、加工及使用的難度，也是工程機械科技人員科學(xué)研究中面臨挑戰(zhàn)性的新課題。
2.2從科研獲得成果到推廣應(yīng)用周期長
據(jù)統(tǒng)計，我國裝備工業(yè)現(xiàn)有機械設(shè)備的役齡超過30年的達32％，這些設(shè)備大多數(shù)為50、60年代的水平。而工程機械制造企業(yè)也不例外，這樣的傳統(tǒng)裝備和制造技術(shù)，與國外相比有很大的差距。正是由于設(shè)計手段落后，又受制造設(shè)備、制造工藝的制約，即便是我國科研人員花工夫、傾全力，經(jīng)科研開發(fā)出來的工程機械新產(chǎn)品，從設(shè)計、制造、試驗、檢測到鑒定投產(chǎn)、推廣使用其周期必定較長。我們知道，科技發(fā)展日新月異，產(chǎn)品市場又瞬息萬變，誰及時抓住機遇，誰就能取得主動權(quán)。由于周期長往往使有些國產(chǎn)工程機械從一面世起就已是過時、落后，產(chǎn)品缺乏競爭力而慘遭淘汰。因此，提高工程機械制造業(yè)的技術(shù)裝備和工藝水平，對于科研成果的推廣、新產(chǎn)品的應(yīng)用，無疑是一個極為重要的保證。
2.3觀念陳舊、缺乏科研的需求和拉動
實踐證明，科研過程及其成果，一定程度上是依賴市場需求的刺激和拉動。現(xiàn)在，由于企業(yè)轉(zhuǎn)制，除了國家重點建設(shè)項目和重點企業(yè)外，有相當部分的工程建設(shè)決策者或企業(yè)經(jīng)營者，在其承包期內(nèi)，往往是求穩(wěn)怕險，只要是現(xiàn)有的機械設(shè)備能收回資金、獲得利潤，就不再去投資、使用新的國產(chǎn)工程機械。面對高盈利、高風(fēng)險的新型工程機械和低盈利、低風(fēng)險的傳統(tǒng)機械作選擇時，也往往更易接受后者。這種陳舊和保守的觀念，就在客觀上使得工程機械的科學(xué)研究和新技術(shù)的推廣使用缺乏需求的拉動和激發(fā)。按照市場經(jīng)濟規(guī)律，沒有需求，也就沒有市場，也就沒有工程機械科學(xué)研究的原動力，從而影響到科技人員的積極性，也使科研成果不能及時轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
2.4涉及知識領(lǐng)域?qū)挘罂蒲腥藛T素質(zhì)高
今天，科學(xué)技術(shù)的迅猛進展，已使工程機械產(chǎn)品成為集機、電、液、汀和生物技術(shù)等于一體的高科技載體。產(chǎn)品所涉及的專業(yè)知識，已不再是單一的，傳統(tǒng)意義上的機械學(xué)科，而是融電子、通訊、衛(wèi)星、生物和生態(tài)環(huán)境等多學(xué)科知識的互相交叉和滲透。要進行工程機械課題研究，解決有關(guān)技術(shù)問題，需要跨學(xué)科、多領(lǐng)域的合作，實際上，工業(yè)發(fā)達國家一直在把當代各種領(lǐng)域涌現(xiàn)的尖端技術(shù)，諸如自動控制、故障自檢、全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)和遙控、激光技術(shù)等相繼應(yīng)用到工程機械上。例如，以微機或微處理器為核心的電控裝置、系統(tǒng)，已成功運用到挖掘機、裝載機上。使其電子功率優(yōu)化、電子調(diào)速、自動變速器和工作狀態(tài)的自動監(jiān)控成為可能；攤鋪機的自動供料、拌和設(shè)備的自動稱重和壓路機的精準作業(yè)等也已成為現(xiàn)實。毫無疑問，要提升國產(chǎn)工程機械質(zhì)量檔次和制造加工的科技水平，進行現(xiàn)代工程機械新技術(shù)的科學(xué)研究，沒有一大批博學(xué)多才、刻苦鉆研，具有高度責(zé)任感、使命感的科研人員，沒有一支富有獻身精神、團隊精神的高素質(zhì)的科研隊伍是不可想象的事情。
3工程機械的科學(xué)研究，必須以信息技術(shù)為依托
有專家指出，當今信息技術(shù)已成為制造業(yè)企業(yè)生存與發(fā)展的基礎(chǔ)環(huán)境，也是工程機械行業(yè)得以發(fā)展的強有力支撐。設(shè)計信息化技術(shù)能為制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新注入無窮動力；經(jīng)營與生產(chǎn)信息化技術(shù)，則可優(yōu)化資源配置和管理；過程信息化則支持先進制造技術(shù)；電子商務(wù)和供應(yīng)鏈技術(shù)，則為促進制造市場重組；而網(wǎng)絡(luò)平臺的營銷和維護技術(shù)更是提供了快捷、全面的售后服務(wù)系統(tǒng)。
十分明顯，進行工程機械的科學(xué)研究并取得預(yù)期的成果，同樣離不開信息技術(shù)的支持。只有緊緊依托信息技術(shù)，去改造傳統(tǒng)工程機械制造業(yè)、實現(xiàn)跨越式發(fā)展；充分利用信息技術(shù)的發(fā)展成果，建立工程機械行業(yè)的科技信息網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)數(shù)據(jù)庫，將有利于組成科研隊伍去聯(lián)合攻克技術(shù)難題。實際上，也正是由于信息技術(shù)的飛速發(fā)展，才給工程機械行業(yè)的科學(xué)研究帶來一場革命，這是推動工程機械行業(yè)發(fā)展的極好機遇。因為各種現(xiàn)代設(shè)計方法、先進制造技術(shù)，如并行設(shè)計、虛擬技術(shù)、柔性系統(tǒng)、智能加工和精益生產(chǎn)等等，無一不是信息技術(shù)的集中體現(xiàn)。實踐表明，依托信息技術(shù)才能高效地進行科學(xué)研究、成果推廣，才最終使企業(yè)生產(chǎn)、管理更為科學(xué)、合理，資源、能源得到充分利用，產(chǎn)品科技含量得以提升，成本大幅降低。使企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計、制造、物料供應(yīng)、庫存質(zhì)檢、營銷和成本控制等方面集成一體。并縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，及時調(diào)整產(chǎn)品的數(shù)量、品種，以快速響應(yīng)市場的需求。使產(chǎn)品的"零缺陷"、"零庫存"成為可能。另外，通過實施信息化，加強信息化建設(shè)，可以提高企業(yè)的整體競爭力，也將有助于工程機械的企業(yè)和產(chǎn)品走出國門。因此說，依托和實施信息化是帶動工程機械工業(yè)化，提高我國工程機械產(chǎn)品質(zhì)量，趕超世界先進工程機械水平的必由之路。
4工程機械的科學(xué)研究應(yīng)立足于打造品牌
由于基礎(chǔ)技術(shù)和管理等方面的原因，我們至今還缺少有自主知識產(chǎn)權(quán)的工程機械品牌產(chǎn)品。從過去關(guān)起門來自力更生搞產(chǎn)品，到隨后對進口產(chǎn)品的測繪、仿制，直至如今和國外公司聯(lián)姻搞合作、合資，所生產(chǎn)的產(chǎn)品要么是打著國外品牌，要么是聯(lián)合品牌，還沒有形成"叫得響"、"拉得出"的國產(chǎn)品牌。盡管有的工程機械國產(chǎn)化率已相當高，但關(guān)鍵零部件(如發(fā)動機、高壓泵、馬達和閥等液壓件)仍依賴進口。其根本原因，就是因為我們還沒擁有核心技術(shù)去打造出自己的品牌。
顯然，品牌產(chǎn)品的研發(fā)，始終是工程機械行業(yè)技術(shù)核心，是企業(yè)得以發(fā)展的最重要條件，當然也是工程機械科學(xué)研究重要任務(wù)之一。實踐證明，一旦擁有自己的品牌，不僅能給生產(chǎn)品牌的企業(yè)帶來蓬勃的發(fā)展生機，而且更重要還能由此而產(chǎn)生三種效應(yīng)：一是持續(xù)效應(yīng)。一個行業(yè)或一個地區(qū)，有了較多的品牌支撐，其經(jīng)濟增長就有了可靠的保證；二是擴展效應(yīng)。品牌企業(yè)能憑借其實力，可以不斷開發(fā)新產(chǎn)品，不斷開拓新市場；三是重組效應(yīng)。即以品牌產(chǎn)品、品牌企業(yè)為龍頭，進行有效的企業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重組，并帶動相關(guān)行業(yè)。積累了雄厚的經(jīng)濟實力，可以進一步推動工程機械行業(yè)的向前發(fā)展。因此，注重和加強對工程機械品牌的科學(xué)研究顯然是十分重要的。
工程機械產(chǎn)品林林總總，不下千種，應(yīng)當選取什么產(chǎn)品作為打造品牌的重點或者說目標?首先應(yīng)在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇市場需求量大，技術(shù)內(nèi)涵豐富、關(guān)聯(lián)度和帶動性強，且對工程建設(shè)影響大的產(chǎn)品作品牌研究的重點是比較適宜的。其次，則需要對品牌應(yīng)具有的特色和品質(zhì)，作精心研究和深入分析，提出相應(yīng)措施，確保品牌特色的實現(xiàn)。再者，要對品牌實施科技創(chuàng)新，只有不斷創(chuàng)新，注入新技術(shù)、新材料，才能使打造的品牌產(chǎn)品在激烈的市場競爭中青春常駐，永遠立于不敗之地。
5科學(xué)研究應(yīng)當具有前瞻性，加大投入，增加技術(shù)儲備
工程機械的科學(xué)研究，不僅要滿足于解決企業(yè)的現(xiàn)實問題，更要著眼于原始創(chuàng)新。換言之，科學(xué)研究應(yīng)當具有前瞻性。要加大科研投入，加強基礎(chǔ)性研究和共性技術(shù)研究，以增加技術(shù)儲備，這點至關(guān)重要。只有這樣才能使企業(yè)有堅實的科研開發(fā)基礎(chǔ)，使之厚積薄發(fā)，擁有永不枯竭的發(fā)展后勁。
政府對工程機械行業(yè)發(fā)展的扶持，除了加大科研開發(fā)經(jīng)費的投入外，重點應(yīng)放在支持工程機械技術(shù)創(chuàng)新建設(shè)和科研成果的推廣應(yīng)用上。當務(wù)之急是需要建設(shè)一支國家級的工程機械科研創(chuàng)新隊伍，以引領(lǐng)各骨干企業(yè)技術(shù)中心的科研力量。要建立開放式的國家工程機械科研實驗室，并加強相應(yīng)法規(guī)、標準和質(zhì)量檢測保障體系的制訂與建設(shè)。完善和改進科研成果轉(zhuǎn)化和技術(shù)信息服務(wù)體系。對工程機械重大裝備項目的研究，更要組織行業(yè)內(nèi)外的科研力量、專家學(xué)者進行協(xié)同攻關(guān)，以達到優(yōu)勢互補和資源、成果共享。盡快實現(xiàn)以引進技術(shù)、跟蹤開發(fā)為主，改為以自主創(chuàng)新為主、引進與吸收兼顧的產(chǎn)品研發(fā)戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變。
6堅持以可持續(xù)發(fā)展作為工程機械科學(xué)研究的方向
以人為本，節(jié)能、環(huán)保和安全已是21世紀機械行業(yè)、機械產(chǎn)品實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的方向和總體目標。國民經(jīng)濟建設(shè)中數(shù)量、品種最多，應(yīng)用覆蓋面最廣的工程機械，更應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展作為科學(xué)研究的任務(wù)和方向。必須深入研究和推廣工程機械的清潔生產(chǎn)，研發(fā)和推出清潔的工程機械產(chǎn)品。努力使產(chǎn)品使用及制造工藝過程，操作安全、舒適，能最大程度地利用綠色能源和綠色材料，盡量減少對人和環(huán)境的污染與危害。據(jù)報道，發(fā)達國家不惜斥巨資爭相致力于這方面的科學(xué)研究，并按照可持續(xù)發(fā)展的要求，不斷開發(fā)出智能型、低污染裝載機和具有微氣候條件、舒適駕駛室的各種機動型工程機械等等。國內(nèi)研究人員在運用節(jié)能、降耗、減污等高新技術(shù)和開辟綠色能源以裝備于工程機械的成果應(yīng)用方面也取得了一定的進展。但要縮小與國外產(chǎn)品的差距，提高國產(chǎn)工程機械產(chǎn)品質(zhì)量，去占領(lǐng)國內(nèi)市場并最終走向國際市場，則應(yīng)以科學(xué)研究為先導(dǎo)，以技術(shù)創(chuàng)新為手段，勇于探索，不斷進取，奮起直追，使富有中國特色的工程機械產(chǎn)品能早日登上世界舞臺。