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《2019年度液壓挖掘機質量分析報告》

在12月8日舉辦的2020年度中國工程機械工業協會挖掘機械分會和工業互聯網分會年會上,中國工程機械工業協會名譽會長、特別顧問祁俊在主持中提及《2019年度液壓挖掘機質量分析報告》。

該報告由國家工程機械質量監督檢驗中心張益民編撰,分析了2019年挖掘機產品質量狀況,并對挖掘機行業提高產品質量提出建議,并指明了行業未來的發展方向。

以下為《2019年度液壓挖掘機質量分析報告》全文。

(一)挖掘機產品質量狀況分析

1.挖掘機行業質量發展情況

從近幾年工程機械的發展來看,挖掘機行業的發展相對較快,挖掘機已經成為工程建設中最主要的工程機械之一。挖掘機挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經過預松后的土壤和巖石。從專利的角度看,近些年關于挖掘機的相關專利數量大幅增長,多年的技術積累,幫助國內企業實現技術的追趕和超越,最近幾年國產品牌市場占有率不斷提升也與技術水平的提高密不可分。

雖然技術水平不斷增長,但產品質量依然是產品的核心關注要素,隨著大數據、互聯網等技術在傳統工程機械領域的應用,很多企業建立了自己的數據采集和分析中心,通過“工程機械+互聯網”的深度融合實現對主機運行狀態的檢測和分析,對產品的可靠性、生產一致性和耐久性的評價提供了技術支撐。

隨著挖掘機技術水平的提高,應用領域的不斷擴展,我國的挖掘機行業對質量的要求也越來越高。但在產品一致性、可靠性、耐久性方面的關注和投入不夠,相比產品技術提升而言,我國挖掘機產品質量仍有提升的空間。

2.液壓挖掘機可靠性試驗數據統計與分析

質檢中心通過采集300余臺6t以上的液壓挖掘機在1000h現場跟蹤可靠性試驗數據,對它們的失效發生時間、發生部位和發生次數,按照失效類別、失效模式、失效所屬系統等進行統計與分析。

按照失效所屬系統可以劃分為:動力系統、傳動系統、執行系統(工作裝置)、行走系統、回轉系統、制動系統、控制系統、電氣系統和其它主要零部件等九大系統。

按失效所屬系統統計:其它主要零部件失效比例為28.6%,執行系統失效比例為17.3%,傳動系統失效比例為13.6%,動力系統失效比例為11.7%,行走系統失效比例為11.1%,電氣系統失效比例為9.6%,控制系統失效比例為4.8%,回轉系統失效比例為2.2%,制動系統失效比例為1.1%。

通過數據分析可見,挖掘機各系統的失效率中,主要零部件、執行系統、傳動系統和動力系統四個系統的失效率最高。其中,部分失效原因是由于同一零部件多個供應商導致產品一致性較差,也就是在零部件選擇上,對供應商評價不科學,缺乏零部件試驗驗證手段和選評體系。

按失效發生模式統計:松脫性失效比例為31.6%,損傷性失效比例為26.8%,泄露性失效比例為25.4%,其它失效比例為6.7%,斷裂性失效比例為3.4%,堵塞性失效比例為2.5%,失調性失效比例為2.1%,退化性失效比例為1.5%。

通過數據分析可見,挖掘機各模式的失效率中,損傷性、松脫性、泄露性三種失效模式的失效次數最高。針對此類失效宜建立完整科學的失效數據庫;可靠性評價體系和可靠性分析手段。確認哪些屬于產品開發過程中的缺陷,哪些屬于設計輸入的缺陷,分門別類,采取與之相適應的措施予以解決。

3.挖掘機行業提高產品質量的建議與發展方向

我國挖掘機產品質量的提高需要從以下三個方面來著手進行:

(1)可靠性。近年來,隨著技術水平的提升以及國產化率的逐年提高,以及產品的維修和安全性的加強,挖掘機的可靠性水平也在逐年提高。但仍需在設計、工藝、制造、檢查及試驗等階段進行質量分析管理,新產品的固有可靠性水平取決于生產企業對產品可靠性的重視程度和研制生產中所采取的可靠性措施。隨著技術進步以及環保要求,產品的結構日趨復雜,從而使產品發生失效的概率增大。

企業應結合實際情況制定企標,建立產品的評價體系,推動可靠性技術的應用,通過產品可靠性試驗,收集產品失效數據、故障因素等可靠性數據,進行產品可靠性指標的評定。

(2)節能環保。綠色環保型挖掘機是未來的主要發展方向,一方面,體現在高效率、低油耗、低噪聲、清潔排放發動機的應用,非道路移動機械排氣污染物新標準也即將出臺,挖掘機企業應高度重視;另一方面,挖掘機企業應將更多節能環保技術運用到挖掘機產品中,研究發動機的控制技術、發動機與液壓系統的匹配技術、液壓技術(主閥流量分配、配管技術等)、能量回收技術、減振降噪技術等,提高挖掘機產品的環保技術水平。

純電動挖掘機以及遠程操控電動挖掘機的出現符合未來發展的趨勢,但是帶來了新的質量問題,企業應嚴把質量關,嚴格控制零部件的可靠性、耐久性和一致性,還要考慮與整車的匹配性,以及匹配后帶來的質量問題。

(3)智能化。智能化一方面指制造智能化,但構成智能制造裝備或實現制造過程智能化的重要基礎技術和關鍵零部件主要依賴進口,如新型傳感器等感知和在線分析技術、典型控制系統與工業網絡技術、高性能液壓件與氣動原件、高速精密軸承、大功率變頻技術、特種執行機構等。許多重要裝備和制造過程尚未掌握系統設計與核心制造技術,幾乎所有高端裝備的核心控制技術嚴重依賴進口;另一方面是產品智能化,隨著制造業智能化、網絡化、服務化步伐加快,制造業與相關產業和要素深度融合,催生了更多引領制造業發展的新模式、新業態。為此,要把握“制造業+”發展趨勢,推動挖掘機智能化產品的發展。但目前智能化水平較低,人機協作甚至多機協作水平還有待提高。伴隨著挖掘機控制逐步電子化、自動化,可利用現有傳感器技術,結合大量的產品運行數據庫,建立產品的故障診斷系統,實時監測運行情況,甚至根據實時運行情況對機器進行前瞻性預判,并給出風險提示和操作建議。

當前,挖掘機行業存在調整壓力,行業企業應加強風險防范,保持理性,不以一時的市場占有率為目標,應以創新驅動發展,以價值創造構建競爭優勢,提升全產業鏈競爭力,推動行業向高質量、高價值領域轉型;應加快新技術創新與應用,推動中國挖掘機行業由價格競爭向價值競爭轉變,打造更為健康的產業生態鏈。

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