工程机械的科学研究

摘要：在阐述、分析我国工程机械行业现状的基础上，指出工程机械科学研究的现实意义及其特点，并提出了进行工程机械领域科学研究的重点和方向。

关键词：工程机械、科学研究、分析

1工程机械行业的现状

品种繁多、功能不一的工程机械，广泛用于国民经济建设中的交通运输、能源、矿山农林水利、市政建设和现代化国防建设事业中。：工程机械制造业，作为我国制造业的重要组成部分，曾一度成为发展最快、经济效益和产品市场前景均较好的行业，在整个装备工业体系中具有举足轻重、无可替代的地位和作用。但随着市场经济和改革开放的不断深入和推进，特别是加入WTO后，中国工程机械行业将面临日趋激烈的竞争，因为按照我国对外谈判的承诺，从2004年起，我国工程机械行业将全部取消进口控制。世界上许多著名厂商必将纷至沓来，抢滩设点，把产品打进中国市场。在处于平等竞争地位下，将与我国工程机械产品一决高低。毋须讳言，就整体而言国产工程机械产品的质量、寿命和可靠性，与国外产品相比确实存在着较大差距。拿装载机、挖掘机和推土机为例，国产机的平均使用寿命约6000-7000h，而国外机却在20000h以上；国产机的无故障期约为300h(有的甚至更少)，而国外机则达500-1000h。就关键部件的使用寿命来说，国产发动机3000h左右，而国外的则超过8000h；国产液压泵约2500h，而国外的，则在5000-8000h。数据表明，国产机的平均寿命与可靠度只及国外机的1/2~1/3，两者差距之大十分明显。以至于在我国的长江葛洲坝、黄河小浪底等大型建设工地上大显身手的，几乎是卡特皮勒的推土机、小松公司的挖掘机等清一色外国工程机械的天下，难觅国产机的踪影。多少年来，这不能不说是一个令我们每个工程机械从业者羞愧而又必须面对的现实。

分析上述工程机械行业不容乐观的现状，究其原因，一方面是因为企业管理水平不高，生产、制造工艺水平低，造成零、部件乃至整机产品质量低劣；另一方面是由于企业自主开发、创新能力薄弱，没有进行或不重视卓有成效的科学研究，未能形成企业的核心竞争力，致使大多数工程机械产品，不能快速进行产品的升级换代以适应市场发展的需要。

显然，要想从根本上扭转这一局面，唯一有效的途径是企业必须依靠科技进步，重视和加强工程机械的科学研究：研究如何提高产品性能，完善其结构，提升其科技含量；研究怎样提高企业的制造能力、工艺水平，确保产品设计指标和质量；研究怎样去推行和实施企业的品牌战略，提高对市场需求的应变能力和企业的综合竞争力。这些都涉及到对传统产业、传统产品如何进行改造，从而全面提升工程机械企业。可见它是一个对行业具有带动性和全局性强的，重大而又急待解决的研究课题。

2工程机械科学研究的特点

2.1工作环境恶劣、产品要求可靠度高

许多工程机械都要在潮湿、多尘甚至腐蚀等极为恶劣的环境下作业。而且随着工程建设规模的扩大和深入，高速、重载、大功率、可靠性好且又机动灵活的工程机械已成为用户的迫切需要，因而对产品也提出了更高的要求。尤其象西部大开发中复杂多变的地形、地质结构，地域广阔所形成的温度、湿度相差悬殊的气候条件，要求工程机械不仅能耐高温、高寒和高压，而且要求有正常工作条件下同样的寿命和可靠度，这无疑都增加了工程机械从选材到设计、加工及使用的难度，也是工程机械科技人员科学研究中面临挑战性的新课题。

2.2从科研获得成果到推广应用周期长

据统计，我国装备工业现有机械设备的役龄超过30年的达32％，这些设备大多数为50、60年代的水平。而工程机械制造企业也不例外，这样的传统装备和制造技术，与国外相比有很大的差距。正是由于设计手段落后，又受制造设备、制造工艺的制约，即便是我国科研人员花工夫、倾全力，经科研开发出来的工程机械新产品，从设计、制造、试验、检测到鉴定投产、推广使用其周期必定较长。我们知道，科技发展日新月异，产品市场又瞬息万变，谁及时抓住机遇，谁就能取得主动权。由于周期长往往使有些国产工程机械从一面世起就已是过时、落后，产品缺乏竞争力而惨遭淘汰。因此，提高工程机械制造业的技术装备和工艺水平，对于科研成果的推广、新产品的应用，无疑是一个极为重要的保证。

2.3观念陈旧、缺乏科研的需求和拉动

实践证明，科研过程及其成果，一定程度上是依赖市场需求的刺激和拉动。现在，由于企业转制，除了国家重点建设项目和重点企业外，有相当部分的工程建设决策者或企业经营者，在其承包期内，往往是求稳怕险，只要是现有的机械设备能收回资金、获得利润，就不再去投资、使用新的国产工程机械。面对高盈利、高风险的新型工程机械和低盈利、低风险的传统机械作选择时，也往往更易接受后者。这种陈旧和保守的观念，就在客观上使得工程机械的科学研究和新技术的推广使用缺乏需求的拉动和激发。按照市场经济规律，没有需求，也就没有市场，也就没有工程机械科学研究的原动力，从而影响到科技人员的积极性，也使科研成果不能及时转化为生产力。

2.4涉及知识领域宽，要求科研人员素质高

今天，科学技术的迅猛进展，已使工程机械产品成为集机、电、液、汀和生物技术等于一体的高科技载体。产品所涉及的专业知识，已不再是单一的，传统意义上的机械学科，而是融电子、通讯、卫星、生物和生态环境等多学科知识的互相交叉和渗透。要进行工程机械课题研究，解决有关技术问题，需要跨学科、多领域的合作，实际上，工业发达国家一直在把当代各种领域涌现的尖端技术，诸如自动控制、故障自检、全球定位导航系统和遥控、激光技术等相继应用到工程机械上。例如，以微机或微处理器为核心的电控装置、系统，已成功运用到挖掘机、装载机上。使其电子功率优化、电子调速、自动变速器和工作状态的自动监控成为可能；摊铺机的自动供料、拌和设备的自动称重和压路机的精准作业等也已成为现实。毫无疑问，要提升国产工程机械质量档次和制造加工的科技水平，进行现代工程机械新技术的科学研究，没有一大批博学多才、刻苦钻研，具有高度责任感、使命感的科研人员，没有一支富有献身精神、团队精神的高素质的科研队伍是不可想象的事情。

3工程机械的科学研究，必须以信息技术为依托

有专家指出，当今信息技术已成为制造业企业生存与发展的基础环境，也是工程机械行业得以发展的强有力支撑。设计信息化技术能为制造业的产品设计创新注入无穷动力；经营与生产信息化技术，则可优化资源配置和管理；过程信息化则支持先进制造技术；电子商务和供应链技术，则为促进制造市场重组；而网络平台的营销和维护技术更是提供了快捷、全面的售后服务系统。

十分明显，进行工程机械的科学研究并取得预期的成果，同样离不开信息技术的支持。只有紧紧依托信息技术，去改造传统工程机械制造业、实现跨越式发展；充分利用信息技术的发展成果，建立工程机械行业的科技信息网络和相关数据库，将有利于组成科研队伍去联合攻克技术难题。实际上，也正是由于信息技术的飞速发展，才给工程机械行业的科学研究带来一场革命，这是推动工程机械行业发展的极好机遇。因为各种现代设计方法、先进制造技术，如并行设计、虚拟技术、柔性系统、智能加工和精益生产等等，无一不是信息技术的集中体现。实践表明，依托信息技术才能高效地进行科学研究、成果推广，才最终使企业生产、管理更为科学、合理，资源、能源得到充分利用，产品科技含量得以提升，成本大幅降低。使企业在产品设计、制造、物料供应、库存质检、营销和成本控制等方面集成一体。并缩短产品研发周期，及时调整产品的数量、品种，以快速响应市场的需求。使产品的"零缺陷"、"零库存"成为可能。另外，通过实施信息化，加强信息化建设，可以提高企业的整体竞争力，也将有助于工程机械的企业和产品走出国门。因此说，依托和实施信息化是带动工程机械工业化，提高我国工程机械产品质量，赶超世界先进工程机械水平的必由之路。

4工程机械的科学研究应立足于打造品牌

由于基础技术和管理等方面的原因，我们至今还缺少有自主知识产权的工程机械品牌产品。从过去关起门来自力更生搞产品，到随后对进口产品的测绘、仿制，直至如今和国外公司联姻搞合作、合资，所生产的产品要么是打着国外品牌，要么是联合品牌，还没有形成"叫得响"、"拉得出"的国产品牌。尽管有的工程机械国产化率已相当高，但关键零部件(如发动机、高压泵、马达和阀等液压件)仍依赖进口。其根本原因，就是因为我们还没拥有核心技术去打造出自己的品牌。

显然，品牌产品的研发，始终是工程机械行业技术核心，是企业得以发展的最重要条件，当然也是工程机械科学研究重要任务之一。实践证明，一旦拥有自己的品牌，不仅能给生产品牌的企业带来蓬勃的发展生机，而且更重要还能由此而产生三种效应：一是持续效应。一个行业或一个地区，有了较多的品牌支撑，其经济增长就有了可靠的保证；二是扩展效应。品牌企业能凭借其实力，可以不断开发新产品，不断开拓新市场；三是重组效应。即以品牌产品、品牌企业为龙头，进行有效的企业结构、产业结构的重组，并带动相关行业。积累了雄厚的经济实力，可以进一步推动工程机械行业的向前发展。因此，注重和加强对工程机械品牌的科学研究显然是十分重要的。

工程机械产品林林总总，不下千种，应当选取什么产品作为打造品牌的重点或者说目标?首先应在市场调研的基础上，选择市场需求量大，技术内涵丰富、关联度和带动性强，且对工程建设影响大的产品作品牌研究的重点是比较适宜的。其次，则需要对品牌应具有的特色和品质，作精心研究和深入分析，提出相应措施，确保品牌特色的实现。再者，要对品牌实施科技创新，只有不断创新，注入新技术、新材料，才能使打造的品牌产品在激烈的市场竞争中青春常驻，永远立于不败之地。

5科学研究应当具有前瞻性，加大投入，增加技术储备

工程机械的科学研究，不仅要满足于解决企业的现实问题，更要着眼于原始创新。换言之，科学研究应当具有前瞻性。要加大科研投入，加强基础性研究和共性技术研究，以增加技术储备，这点至关重要。只有这样才能使企业有坚实的科研开发基础，使之厚积薄发，拥有永不枯竭的发展后劲。

政府对工程机械行业发展的扶持，除了加大科研开发经费的投入外，重点应放在支持工程机械技术创新建设和科研成果的推广应用上。当务之急是需要建设一支国家级的工程机械科研创新队伍，以引领各骨干企业技术中心的科研力量。要建立开放式的国家工程机械科研实验室，并加强相应法规、标准和质量检测保障体系的制订与建设。完善和改进科研成果转化和技术信息服务体系。对工程机械重大装备项目的研究，更要组织行业内外的科研力量、专家学者进行协同攻关，以达到优势互补和资源、成果共享。尽快实现以引进技术、跟踪开发为主，改为以自主创新为主、引进与吸收兼顾的产品研发战略的转变。

6坚持以可持续发展作为工程机械科学研究的方向

以人为本，节能、环保和安全已是21世纪机械行业、机械产品实现可持续发展的方向和总体目标。国民经济建设中数量、品种最多，应用覆盖面最广的工程机械，更应以可持续发展作为科学研究的任务和方向。必须深入研究和推广工程机械的清洁生产，研发和推出清洁的工程机械产品。努力使产品使用及制造工艺过程，操作安全、舒适，能最大程度地利用绿色能源和绿色材料，尽量减少对人和环境的污染与危害。据报道，发达国家不惜斥巨资争相致力于这方面的科学研究，并按照可持续发展的要求，不断开发出智能型、低污染装载机和具有微气候条件、舒适驾驶室的各种机动型工程机械等等。国内研究人员在运用节能、降耗、减污等高新技术和开辟绿色能源以装备于工程机械的成果应用方面也取得了一定的进展。但要缩小与国外产品的差距，提高国产工程机械产品质量，去占领国内市场并最终走向国际市场，则应以科学研究为先导，以技术创新为手段，勇于探索，不断进取，奋起直追，使富有中国特色的工程机械产品能早日登上世界舞台。