在當今全球制造業(yè)加速向智能化、綠色化轉型的關鍵時期,機械裝備作為工業(yè)體系的基石,其技術水平的提升直接關乎國家產(chǎn)業(yè)競爭力與戰(zhàn)略安全。其中,起重設備作為物料搬運、大型工程建設和工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的關鍵裝備,其智能化升級已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此,將“增強自主創(chuàng)新能力”作為核心戰(zhàn)略,聚焦于“智能起重設備”的研發(fā),是推動我國機械設備行業(yè)邁向高端、實現(xiàn)高質量發(fā)展的關鍵路徑。
一、自主創(chuàng)新:智能起重設備研發(fā)的基石與靈魂
自主創(chuàng)新能力是擺脫技術依賴、掌握發(fā)展主動權的根本。在智能起重設備領域,這意味著一場從核心部件、控制系統(tǒng)到整機設計、運維服務的全鏈條創(chuàng)新。
- 突破核心關鍵技術:智能起重設備的“智能”核心,體現(xiàn)在其感知、決策與執(zhí)行能力上。這依賴于高精度傳感器(如位移、力矩、視覺傳感器)、先進驅動與控制技術(如變頻調速、精準定位)、智能決策算法(如防搖控制、路徑優(yōu)化、負載預測)以及可靠的通信與數(shù)據(jù)交互技術(如5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))。我們必須集中力量攻克這些“卡脖子”技術,實現(xiàn)從芯片、算法到軟件系統(tǒng)的自主可控。
- 構建正向研發(fā)體系:改變以往跟蹤模仿為主的模式,建立以市場需求和前沿技術為導向的正向研發(fā)體系。這要求我們深入理解港口、礦山、建筑、工廠等不同應用場景的深層需求,從概念設計階段就融入智能化、人性化與綠色化理念,進行系統(tǒng)性的創(chuàng)新設計。
- 強化產(chǎn)學研用深度融合:鼓勵設備制造企業(yè)、高校、科研院所與終端用戶結成緊密的創(chuàng)新聯(lián)合體。用戶提供真實場景與需求反饋,學研機構專注于前沿技術探索與原理突破,企業(yè)負責工程化、產(chǎn)品化與市場推廣,形成高效協(xié)同的創(chuàng)新生態(tài)。
二、智能起重設備:自主創(chuàng)新的集中體現(xiàn)與價值載體
以自主創(chuàng)新為驅動的智能起重設備研發(fā),旨在賦予傳統(tǒng)起重機以“大腦”和“神經(jīng)”,其主要特征與發(fā)展方向包括:
- 狀態(tài)自感知與健康管理:通過遍布機身的傳感器網(wǎng)絡,實時監(jiān)測結構應力、振動、溫度、鋼絲繩狀態(tài)等關鍵參數(shù),利用大數(shù)據(jù)與AI算法進行故障預警與壽命預測,實現(xiàn)從“定期維修”到“預測性維護”的轉變,極大提升設備安全性與可用率。
- 作業(yè)自適應與精準控制:集成機器視覺、激光雷達等環(huán)境感知技術,使起重機能夠自動識別吊裝物、障礙物與目標位置。結合先進控制算法,實現(xiàn)自動防搖、精準定位、自動避障,乃至在復雜環(huán)境下的自主路徑規(guī)劃與無人化作業(yè),大幅提升作業(yè)效率、精度與安全性。
- 管理數(shù)字化與集群協(xié)同:基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,將單臺起重機接入數(shù)字化管理系統(tǒng)。管理者可遠程監(jiān)控全局狀態(tài)、調度任務、分析效率瓶頸。對于港口岸橋、場橋或工廠內(nèi)的多臺起重機,可實現(xiàn)智能任務分配與協(xié)同作業(yè),優(yōu)化整體物流節(jié)奏,發(fā)揮集群智能的最大效能。
- 設計模塊化與綠色節(jié)能:應用創(chuàng)新設計方法,開發(fā)標準化、模塊化的功能單元,便于快速定制與升級。研發(fā)新型輕量化材料、高效能量回收系統(tǒng)、低損耗傳動機構等,顯著降低設備能耗與運行成本,響應“雙碳”目標。
三、推動機械設備研發(fā)邁向新高度的戰(zhàn)略舉措
為了將增強自主創(chuàng)新能力與研發(fā)智能起重設備的目標落到實處,需要在政策、產(chǎn)業(yè)、人才等多個層面協(xié)同發(fā)力:
- 營造有利的創(chuàng)新政策環(huán)境:加大國家對關鍵核心技術研發(fā)的穩(wěn)定支持,完善知識產(chǎn)權保護體系,落實研發(fā)費用加計扣除等稅收優(yōu)惠政策。鼓勵首臺(套)重大技術裝備的示范應用,為自主創(chuàng)新產(chǎn)品打開市場通道。
- 打造世界級的產(chǎn)業(yè)鏈與供應鏈:扶持培育一批在關鍵零部件、核心軟件系統(tǒng)領域的“專精特新”企業(yè),補齊產(chǎn)業(yè)鏈短板。推動整機企業(yè)與上游供應商協(xié)同研發(fā),共同定義技術標準,構建安全、高效、先進的供應鏈體系。
- 培育高素質的復合型人才隊伍:機械、電氣、自動化、計算機、人工智能等學科的交叉融合是智能裝備研發(fā)的特點。高校應優(yōu)化課程設置,培養(yǎng)既懂機械設計又精通智能控制的復合型人才。企業(yè)需建立完善的在職培訓與創(chuàng)新激勵制度,吸引并留住頂尖人才。
- 堅持開放合作與自主可控相結合:在堅定不移走自主創(chuàng)新道路的積極參與國際標準制定,與國際領先企業(yè)和研究機構開展交流合作,吸收全球創(chuàng)新資源。但核心必須牢牢掌握在自己手中,確保產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈的韌性與安全。
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增強自主創(chuàng)新能力,研發(fā)高端智能起重設備,是一項關乎產(chǎn)業(yè)根基與未來競爭力的系統(tǒng)工程。它要求我們不僅要在單項技術上取得突破,更要在創(chuàng)新體系、產(chǎn)業(yè)生態(tài)和人才培養(yǎng)上構建起長期優(yōu)勢。唯有將創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略貫穿于機械設備研發(fā)的全過程,才能鍛造出兼具“硬實力”與“軟智慧”的國之重器,在全球高端裝備制造格局中占據(jù)領先地位,為中國式現(xiàn)代化提供堅實的裝備支撐。