2023年3月28日,，由中機科（北京）車輛檢測工程研究院有限公司指導(dǎo)，《工程機械與維修》雜志主辦,，匠客工程機械承辦的“2023中國工程機械年度產(chǎn)品TOP50頒獎典禮”在北京盛大舉行,。在2023中國工程機械年度產(chǎn)品發(fā)展（北京）論壇上，三一集團總裁助理,、大挖研究所所長多形宏毅做了以「 關(guān)于工程機械智能化的思考」為主題的重要演講,。

工程機械智能化的必要性

工程機械智能化是指基于數(shù)字化硬件為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)處理、算法軟件開發(fā),，通過網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù),，實現(xiàn)單機設(shè)備使用的自動化、遠程監(jiān)控、檢測,、預(yù)報,、診斷與維護，并在此基礎(chǔ)上,，利用云端大數(shù)據(jù)及軟件開發(fā),，實現(xiàn)機群智慧化施工，達到精準,、高效,、安全的作業(yè)。

目前,，挖掘機作業(yè)存在的難題包括：大面積精準修斜坡、整平,，盲挖施工,，作業(yè)精度低。多工況作業(yè),，依賴操作經(jīng)驗,，僅憑視覺、感覺操作,，綜合效率低,。多工況作業(yè)，依賴操作經(jīng)驗,，僅憑視覺,、感覺操作，綜合效率低,。挖掘機作為工程機械行業(yè)最具有代表性的產(chǎn)品,，技術(shù)含量最高，市場保有總量最大,，被稱為工程機械行業(yè)“皇冠上的明珠”,，挖掘機智能化的發(fā)展直接影響工程機械發(fā)展的方向。工程機械的智能化,、無人化是行業(yè)趨勢,，大型挖掘機產(chǎn)品的智能化是未來礦山無人化的最關(guān)鍵因素，未來我們將重點攻克智慧礦山場景,。

智能化基礎(chǔ)

挖掘機電控化技術(shù)包括挖掘機電控化技術(shù),、先導(dǎo)級電控化、信息傳感技術(shù)等,。挖掘機自動化技術(shù)包括多模式預(yù)設(shè),、遠程遙控、安全作業(yè)、輔助作業(yè)等內(nèi)容,。多模式預(yù)設(shè)技術(shù)可根據(jù)挖掘機和礦車的相對位置,，預(yù)設(shè)多種工況模式，操作手可以根據(jù)現(xiàn)場實際作業(yè)工況實時選擇,，提高作業(yè)效率,。云臺隨動、遠程遙控技術(shù),，通過雙目3D,、云臺隨動系統(tǒng)、MR混合現(xiàn)實技術(shù),，實現(xiàn)遙控,、圖像無線傳輸，實現(xiàn)遙控車遠程操作,、手持遙控器移動操作,，達到遠程操控室操作與原駕駛室同等視覺效果。

軌跡控制技術(shù)可根據(jù)姿態(tài)信息和負載壓力實現(xiàn)閉環(huán)控制,，實現(xiàn)齒尖位置的精準計算,。齒尖定位即通過加裝在挖掘機工作裝置、平臺的姿態(tài)傳感器,，得到齒尖坐標,。閉環(huán)控制即通過挖機齒尖當前位置與目標位置的差值，調(diào)整閥芯,、限流比例閥實現(xiàn)對主閥,、主泵的控制，最終實現(xiàn)齒尖位置沿目標位置移動,。

全方位,、多層次自防護技術(shù)，通過雷達探測報警,，然后通過全景攝像頭自主識別人或物,，并實施安全評價，啟用安全保護功能,。在挖機前后左右加裝高清攝像頭,，通過圖像拼接，實現(xiàn)全景視野,。在挖掘機周圍（左,、右、后側(cè)）平臺邊梁及配重側(cè)布置雷達傳感器,，當人靠近挖掘機周圍設(shè)定范圍,，挖掘機發(fā)出報警提示聲音,。挖掘機作業(yè)時，碰到電子圍欄設(shè)定區(qū)域時,，機器停止動作,，發(fā)出聲光報警。

智能化應(yīng)用場景

近年來,，挖掘機市場越來越細分化,，對性能要求越來越高。精準修斜坡,、整平,，盲挖（水下、霧天）施工中,，現(xiàn)有挖機精度不能保證,。多工況作業(yè)依賴操作經(jīng)驗，憑視覺,、感覺操作,，綜合效率低下。危險作業(yè)（抗震救災(zāi),、有毒環(huán)境、危險隧道等）中,，安全不能保證,。

智能化應(yīng)用場景主要包括：精準作業(yè)、盲挖作業(yè),、多工況作業(yè),、危險作業(yè)等。SY365智能挖掘機機,，可實現(xiàn)一鍵輔助平地,、修坡，無人駕駛自動挖掘,、甩方,、裝車等功能，自動挖“二維碼”收錄至浙江衛(wèi)視《智造將來》科技創(chuàng)新專題篇,。采用挖掘機軌跡控制技術(shù)的SY950E水下自動整平船挖,，25m加長臂實現(xiàn)水下17m的基床自動整，達到齒尖運行過程中高程差在±5cm以內(nèi)的預(yù)期目標,。SY650智能機,、SY980、SY1250等設(shè)備均采用多模式預(yù)設(shè)技術(shù),，實現(xiàn)人機交互及實時作業(yè)模式選擇功能,。SY215、SY365智能挖掘機應(yīng)用到“中國武警交通部隊”搶險救援和危險處理，并實現(xiàn)遠程多屬具遙控操作,。

智能化發(fā)展趨勢

智能化發(fā)展趨勢包括智能化元器件應(yīng)用,、大數(shù)據(jù)庫建立、5G技術(shù)應(yīng)用,、無人機輔助施工等幾個方面內(nèi)容,。元器件的開發(fā)包括各類傳感器、無人機,、雷達等,。大數(shù)據(jù)庫建立后，操作手可根據(jù)工況,，通過人機交互界面調(diào)整參數(shù),，并上傳至云平臺，實時更新,，形成云端作業(yè)數(shù)據(jù)庫,，經(jīng)多目標函數(shù)分析，給客戶提供最優(yōu)化的工況參數(shù),。5G技術(shù)應(yīng)用即采用自主研發(fā)的圖像算法,，實現(xiàn)復(fù)雜動作下的立體成像。采用5G網(wǎng)絡(luò),，有助于降低傳輸時延,，提升作業(yè)效率。

無人機輔助施工技術(shù)是指,，通過無人機掃描初始施工地形,，自動進行測繪，形成三維數(shù)字地圖,。三維數(shù)字地圖上進行施工圖設(shè)計,。同時可在三維數(shù)字地圖可以直接選取行走路線，科學(xué)規(guī)劃行走路線,，從而實現(xiàn)自主路徑及作業(yè)規(guī)劃,。智能控制平臺向云服務(wù)器發(fā)送挖掘機當前位置，位置通過云服務(wù)器發(fā)送給三維控制平臺,。三維遠程控制平臺向云服務(wù)器發(fā)送作業(yè)指令,，作業(yè)指令再通過云服務(wù)器發(fā)送給智能控制平臺。