徐格宁：工程机械关键理论与共性技术展望

关于十三五是受祁俊会长委托，代表我们工程机械工业协会，在一次科技部座谈当中提出这样一个展望。希望代表工程机械行业向国家制订十三五计划的时候提供一些建议。当今世界工程机械领域的科学技术日新月异，信息化、智能化、全球化趋势不可阻挡。随着我国工业化、信息化、城镇化，国际化进程深入发展，信息技术、绿色环保、节能技术、可靠性技术正向全领域加快渗透，各类技术间的相互融合更加频繁，将引发以绿色、可靠、耐用、安全、减量、智能为特征，新一轮工程机械技术系统变革、学科突破和产业革命，推动工程机械向绿色、智能、超长、融合、服务方向发展。下面就是根据技术发展规划纲要及制造2025，还有就是根据国内外技术发展趋势和国家机械工业发展三大要求的研判，出现了这样一个展望。高端制造业处于产业链高端，是相对与低端产业一种表述，是工业化发展高级阶段，具有显著的特征，两高两低。中国是制造大国，在220多种工业品产量居世界第一，制造业净出口居世界第一，制造业增加值在世界占比是20.8%，高端制造是8%，所以，刚刚讲了，我们产能过剩主要是在低端。中国制造业要缩小在高端领域与国际的差距，必须淘汰低端产能，走转型升级的创新之路。机械技术路线图2030对于工程机械的要求。这是中国机械工程学会制订的面向2030年一个基础性术发展路线图，提出了什么？10个字，5个词。就是绿色、智能、超常、融合、服务。中国制造2025战略对于工程机械的要求。我们是以智能制造为切入点，提高产业数据化和智能化水平，解决长期制约重点领域发展关键的工程技术，突破一批标志性产品和技术。所以，基于三个要求，我整理出来了六个方向。

第一、保护生态

就是工程机械全寿命周期绿色化的一个系统理论。工程机械全寿命周期设计理论和绿色设计制造系统方法，是实现工程机械全寿命周期的绿色化必然选择，是未来工程机械技术发展重要领域和研究方向。工程机械全寿命周期设计是在设计阶段就要考虑到产品寿命周期的所有历程，将所有相关因素综合规划和优化的设计理论。全寿命周期设计不仅要设计产品的功能属性，而且要设计产品的环境属性，更要规划设计、制造、营销、物流、使用、维修、回收、再利用，全寿命周期过程，产品绿色度体现在全生命周期的各个阶段。根据欧盟与德国慕尼黑大学研究，工程机械全寿命周期各个阶段炭排放占比中，材料使用占到了90%。因此，保护生态，更要重视工程机械全寿命周期绿色化系统理论。工程机械全寿命周期绿色化应考量产品设计、制造、使用与回收利用的系统化和一体化，将现代生态化设计技术以及知识库和数据库运用于工程机械设计全过程，使产品最大限度节约资源、减少污染、合理重新利用资源。这个是基于全寿命周期绿色化总体思路，从自然界获取物质经过人类使用以后，返还的最少。我们向国家标准委提交了一个申请，要研制中国第一个起重机报废标准。从产品准入到退出应该有制度，应该有标准。我前面所谈到的关于系统轻量化的思想，体现在材料轻量化和理论轻量化。我们往往从理论研究方面不够深入、不够专业、不够科学，导致很多产品设计，研用一些旧的方法。我们对于国外产品研究当中也是发现了这种差异性，体现在哪里？比如说，我们去跟踪国外的产品，高强度钢我们大量的使用。这种高强度钢大量使用对于产品约束条件来讲，是有不同区段的一个定位。如果定位的不准，盲目追求采用全部高强钢，是会带来一种浪费。对于结构来讲，我们有约束条件的基本上是考虑强度、钢度和稳定性。无论是高强钢，还是低炭合金钢，它的属性是不变的。换言之，对于稳定性条件下，采用高强钢所带来的抗稳能力的增量比强度增量小的多，我们做了一个研究。从曲线可以看出来。我们不同的方法和不同的材料的取值发生了很大的变化，这个曲线是可以看出来的。

太原科技大学教授、副校长徐格宁先生发表演讲

第二、保证质量

工程机械可靠性保质设计理论。我国工程机械产品功能以及性能参数与国外标杆相差不大，但是可靠性与国外同类产品相比差距显著，大约是国外的二分之一。  造成这种差距主要原因有，第一，产品开发急于求成，先做再试，屡试再改，缺乏系统可靠性设计方法的源头研究，投入不够，被动应付。第二，对产品载荷环境认知不足，缺乏基础数据积累及升华。第三，缺乏工艺制造可靠性系统。产品可靠性低不仅影响了客户的满意度，而且制约我国工程机械产品参与国际市场竞争。提升整机和关键基础零部件的可靠性水平是工程机械行业质量一致性的需求。勤学森指出，产品可靠性是设计出来的、生产出来的、管理出来的，而设计决定了产品的固有可靠性。我们行业可靠性实验大量是什么？我把它叫做后端的可靠性，前端的时候，我们国内的企业基本上没有做。针对工程机械整机以及关键零部件开展可靠性设计理论与评估方法的研究，基于载荷谱以及故障数据采集与分析技术，综合多因素影响整机系统可靠性分配技术，建立概率与非概率混合可靠性模型，计算结构混合可靠度，形成整机以及关键零部件、结构件的可靠性分析与设计要求。为确定产品维护保养周期提供依据，实现产品多维问题不确定因素可靠性设计，制订设计规范和标准。建立可追加可追诉可靠性设计载荷谱，故障失效等基础数据库，开发可靠性实验技术以及装备，建设可靠性实验平台，制订实验规范和标准，提升制造工艺可靠性，开发检测关键技术以及装备，提供产品质量一致性。敢于提出我国工程机械可靠性设计指标，全面提升可靠性水平。我们希望在十三五期间，我们工程机械行业，我们开展的这一系列研究，包括从设计层面的，制造层面的，以及检测层面的，得到国家的科技部的支持。

责任编辑：Quasimodo