1 中國液壓氣動行業發展喜人,已經跨入國際流體傳動市場
國際流體動力協會論壇在展會期間舉行,世界主要流體動力國家協會到會,并介紹了其過去5年的流體動力行業發展情況。國際流體動力統計機構的數據,世界液壓氣動行業總體規模2016年在396億歐元,按2016年匯率計算大約為2890億元人民幣,其中中國占27%,液壓總體規模為282億歐元,約合人民幣為2058.6億元,其中中國占28%;氣動行業總體規模114億歐元,約合人民幣832.2億元人民幣,中國占27%。2000年中國流體動力總規模僅占世界總規模的2%。我國流體動力工業在十二五期間及十三五第一年,一直保持正增長,是唯一保持連續正增長的國家。
根據我國統計,中國液壓工業總銷售額從2011年416億元人民幣增加到2016年的533億元人民幣,而同期液壓進口卻從2011年32.24億美元下降到2016年的16.60億美元。進口大幅度的下降顯示了中國液壓的發展使大量的進口產品由國產產品取代了。同樣,氣動工業總銷售額從2011年150億元人民幣增加到2016年的210億元人民幣,而同期進口卻從5.69億美元下降到4億美元。中國液壓出口從2011年的5.02億美元增加到2016年的7.71億美元,氣動則是從1.44到2.80億美元。
本次IPFE2017液壓展,我國液壓公司參展企業數,參展面積及展臺規模都較往屆有較大的發展,在499個參展商中,柴油機公司約占1/4,變速箱、橋和輪邊減速機大約占1/4,液壓占1/2。江蘇恒立液壓和林德液壓都以國際大公司的形象出現在展會,是熱點關注展臺,山東泰豐液壓、溫州海特克液壓、國瑞液壓都以可向行走機械提供全套液壓元件的大型液壓供應商的形象出現在展會。22家寧波公司參展,他們大都已進入美國市場,并有了一定規模的營業額。鎮江轉向器,榆次斯普瑞葉片泵其專業性和已具有的市場份額讓他們在展會上信心十足,受到美國用戶的青睞。
2 從IFPE展會看世界液壓工業發展的動向
(1)產業繼續朝著集團化發展。液壓工業基本上集中在中國、德國、意大利、美國和日本,中國市場銷售額占28%,美國占34%,日本占6%,CETOP(歐洲流體動力協會)占31%。在CETOP集團中,德國市場銷售額占35%,意大利占18%。
(2)美國德納公司于2016年11月22日收購了意大利汽車動力傳輸和液壓傳動供應商布雷維尼(BREVINI)集團,此次展覽BREVINI已經全部打上了DANA的企標。DANA2010年與博世力士樂合資成立了HVT變速箱公司,這個公司再次展出了他們的HVT變速箱。至此DANA已經是世界最大的行走液壓及相關的機械變速箱和橋的生產商。
(3)中國企業收購的國外企業收購后都彰顯了新的活力。如濰柴動力收購的林德液壓,恒立液壓收購的HAVE集團下的In-Line液壓柱塞泵。公司展臺車水馬龍,這兩家被收購的公司在產品成套性上、市場發展上都煥發了新的活力,將成為世界行走機械液壓的大型公司,未來發展會改變國際市場行走液壓的格局。
3 行走機械工業V4.0的總體趨勢和相應的液壓技術新發展
從展會中可看出,固定設備實現互聯網+下的V4.0時代,技術上已經成熟,國際上已進入商業化推廣階段。那么行走機械如何呢?
(1)以3DGPS位置控制為基礎的挖掘機鏟斗和推土機推土板高精度運動軌跡控制已完全進入商業化階段,控制精度可達5~10mm,掃描頻率達到100Hz,新型的帶有Gateway的行走機械電子控制系統已全面推出,以互聯網+為技術基礎的行走機械遠程監控和服務系統也進入了商業階段。行走機械無論是單機還是機群的以互聯網+為模式的行走機械工業V4.0時代已經展現。
(2)世界主要液壓供應商,特別是被稱為技術風向標的博世力士樂公司展出了其全部電子控制的行走機械液壓元件,中型挖掘機液壓系統最大供應商川崎公司推出了全新的液壓元件,并在我國的領軍挖掘機企業得到了應用,美國派克公司帶有條形碼的油缸位置控制,帶有位移檢測的高控制頻響、高控制精度的多路閥,帶有藍牙技術的傳感器、全新的納入液壓系統控制大數據的IOT網絡技術讓人耳目一新。
(3)行走機械智能控制的瓶頸是用于工作裝置油缸控制的多路閥。以挖掘機為例傳統的負流量控制或正流量控制多路閥都不能滿足要求。展會上看到各大公司都推出了未來機器人化的新型多路閥,這些閥基本上采用了電子流量共享的控制模式。在油缸控制中實現了自適應控制、可變壓差控制、流量分配可實現優先權控制。相關控制所需的壓差傳感器其價格也大幅度降低進入可接受的范圍。如力士樂公司最新的用于中型挖掘機的閉心片式多路閥工作壓力380bar,提高了片式多路閥應用的壓力極限。幾家公司推出的先導控制如4個電磁閥組成的液壓橋的先導控制系統,直動型高頻響比例閥+位移傳感器的先導閥系統都已上市將會在行走機械互聯網+和V4.0時代成為主力產品。
(4)輪式行走機械的靜液壓驅動系統,即雙馬達變速系統已成為市場熱門產品。液壓機械混合動力系統HVT推向市場近5年收效不大,但所有廠家如丹納-力士樂、ZF公司,都高調展出其產品,并堅信在輪式機械,包括大型運輸車輛、特種車輛的智能控制時代一定是不可或缺的。
(5)斜軸馬達在行走機械上的重要性日趨凸顯,由于易實現電子控制除力士樂公司外,展會上還有丹納-布萊維尼等大公司,幾乎大部分生產柱塞泵的廠家都展出了他們的斜軸馬達產品,斜軸馬達與變速箱構成的行走驅動系統將有較大的市場發展空間。
(6)轉向控制,傳統的擺線轉向器價格優勢帶給液壓碩大的財富,但車輛進入互聯網+時代,要實現智能控制,特別是遠程無線智能控制和無人駕駛控制它的效率影響系統高精度、高響應的要求,又沒有直接的電接口,可能將被電液轉向系統取代。丹佛斯公司展會上展出了全新的電液轉向系統,用電比例閥控制流量放大器模式,給出了轉向控制的發展方向。
(7)健康控制提到了議事日程,車輛使用的在線油液傳感器將增加藍牙功能,通過手機APP隨時讀取并做數據處理的方案將大規模地進入市場,德國雅歌-輝托斯公司進一步展示了他的系統和元件。
(8)展會上看到在美國出現一些智能行走機械應用公司,他們把主機、3DGPS定位系統、互聯網大數據和云計算有機地結合在一起讓最終用戶看到智能行走機械的魅力及它未來發展的不可或缺性,使主機廠知道發展智能機械的緊迫性,主機廠推動液壓、電子控制企業及像百度一樣的無人駕駛網絡技術公司的發展。
對比之下,我國行走機械液壓仍停留在“備品備件”水平上:
(1)缺少用互聯網+戰略,以實現行走機械運用大數據和云技術的明確目標;
(2)誤將增加和擴大目前行走機械一些功能、使用了電子控制理解為智能化;
(3)我們當前的任務還僅限于提高產品質量、可靠性和節能,認為互聯網+行走機械技術市場沒需求、成本提高會降低市場占有率,影響自己世界稱雄的目標;
(4)認為基礎件,特別是液壓件無法使主機實現智能化,認為已有的互聯網+的遠程服務系統就是智能化;
(5)主機企業認為市場上找不到實現智能要求的液壓驅動和控制元件及系統的國內供應商,而液壓企業則埋怨液壓創新找不到用戶,政產學研用聯動還停留在口號上。
筆者在展會與德國、美國、日本的知名企業通過現場學習討論,了解到上述問題多少也在這些公司存在。
4 帶著問題看展深受啟迪
“十三五”國家提出了“中國制造2025”、“互聯網+”、“強基工程”、“一帶一路”等重大戰略計劃,是對中國液壓工業發展的絕好機遇。中國液壓發展是該走出仿制和以備品備件市場為主的格局了。面對當今市場結構的調整和供應側改革,如何激發產品和技術發展的動力?制約流體傳動產業發展的癥結在哪里?
從技術的角度,下列問題不解決是難以使中國液壓進入國際V4.0時代的市場:
(1)行業曾構思中國行走機械液壓泵和馬達要實現3步走規劃建議,第一步發展D系列元件即提高現主機使用的泵、馬達動態特性,以滿足主機智能化、機器人化大量閉環調節下的可靠性要求;第二步發展E系列即泵馬達全部實現高頻響電比例先導控制;第三步實現互聯網+遠程控制。這樣的思路是否符合國際市場的發展?是否符合主機的需求?
(2)行走機械量最大的是挖掘機和裝載機,他們需要智能化和機械人化嗎?農業收獲機械的大數據智能化已經提到議事日程,那么現有的行走機械多路閥由于使用比例減壓閥,其最大流量有限,無法解決主閥的閉環控制頻響要求,擬考慮以下幾種解決辦法,是否可行?①設計開發高頻響方向數字閥做先導;②用電子控制實現智能的流量共享多路閥主閥壓差的控制;③把壓差傳感器的價格能降下來;④用電子控制軟件的算法來解決開環逼近式閉環控制可否實現用多路閥完成作業裝置的高精度運動軌跡控制等。
(3)目前行走機械使用的轉向器是以擺線馬達為主,通過EZ-Steering實現電子控制,但由于擺線轉向器的效率影響了它的轉向精度,使用電比例閥控缸系統是既經濟又高性能的系統,這個方向是否正確?
(4)液壓系統健康控制有利于提高機器的使用壽命,又能減少液壓油的使用成本,是行走機械實現互聯網+的一個盆滿缽盈的項目,如何激發起行業的關注和響應?
(5)用于輪式行走機械,特別是農業機械、軍事機械和未來智能化的裝載機,無人駕駛的IVT變速箱是液壓和機械傳動的完美結合,是機液混合動力。它能解決現有液力傳動的效率低的問題。2010年已由兩大公司——力士樂和德納的合資公司共同推出,可為什么主機廠不用?卡特公司曾宣布批量使用HVT在其一款裝載機上,可為什么沒用于批量生產銷售,從沒進入其產品目錄?我們是否還需要繼續研發IVT?
(6)互聯網+的行走機械關鍵是大數據的應用,互聯網+的行走機械控制目的是車輛的無線遠程控制,其實時性是關鍵,如何解決?互聯網遠程服務已進入市場化,互聯網遠程服務液壓系統是否有市場前景?互聯網遠程液壓系統控制是否是行走機械的發展方向?
(7)博世力士樂是行走機械液壓技術發展的先驅,是世界液壓發展的風向標。V4.0智能工廠已是其能賺大錢的新領域,力士樂的行走機械液壓在中國市場近幾年推出的新產品不多,其原因何在?
(8)斜軸式的柱塞馬達,有諸多的優點,但在中國液壓企業中生產銷售量不大,其癥結在哪里?國際市場的狀況如何?
(9)電混發展趨勢是否會威脅液混?電驅是否會向固定設備一樣取代液壓驅動?
(10)行走機器人將有較大的發展,因為有高負載需求和功率密度的要求,液壓將取代伺服電機驅動,這將是液壓的又一大市場,這個判斷是否正確?我們該做些什么準備?
(11)工信部指示發揮行業標準的作用,使國產液壓件“當自強”。如何破解主機廠不愿意用的難題?如何制定行業標準?
(12)影響中國液壓與國外先進暢銷的液壓產品差距核心問題是什么?如何消除這些差距?中國企業如何進入國際市場?如何與國外公司合作?除此收購或被收購外,還有什么新途徑?
(13)電商平臺的發展,如何在國際上開發E-Commerce?
(14)在我國是否需要搭建起一個行走機械互聯網+發展公共服務平臺?如何搭建這樣的平臺?
值此,建議行業能適時組織供需企業的決策人和工程技術人員進行專題研討,以促進中國液壓行業技術和產業發展。