L'industria delle macchine per l'edilizia si sta muovendo verso una trasformazione di aggiornamento intelligente. La tecnologia di intelligenza artificiale offre opportunità e cambiamenti nel settore e svolge un ruolo significativo nel processo di progettazione dei macchinari di costruzione. Gli algoritmi intelligenti possono analizzare una grande quantità di dati di progettazione. Ad esempio, quando si progetta un nuovo escavatore, possono generare rapidamente più soluzioni basate su vari dati e ottimizzare la valutazione, aiutando gli ingegneri a trovare la soluzione migliore. Ciò non solo riduce il ciclo di ricerca e sviluppo e migliora le prestazioni del prodotto, ma consente anche ai progettisti di concentrarsi sul pensiero innovativo e migliorare il livello di progettazione complessivo.
Nella produzione di macchinari da costruzione, l'intelligenza artificiale svolge un ruolo cruciale. In termini di controllo di qualità, tecnologie come il riconoscimento delle immagini vengono utilizzate per condurre ispezioni in tempo reale dei prodotti. Ad esempio, durante la produzione di componenti del caricatore, l'accuratezza dell'elaborazione può essere monitorata e i parametri di processo possono essere ottimizzati in modo intelligente, come la regolazione automatica dei parametri durante la saldatura.
Nel campo della diagnosi e della previsione dei guasti, l'intelligenza artificiale prevede potenziali guasti monitorando e analizzando i dati di funzionamento delle apparecchiature. Ad esempio, quando una gru è operativa, i sensori raccolgono dati e li trasmettono al sistema di analisi per rilevare anomalie. Utilizzando algoritmi di rilevamento di anomalie, vengono fornite informazioni sulla diagnosi dei guasti e il monitoraggio e la gestione remoti possono essere ottenuti attraverso l'Internet of Things. In termini di funzionamento e gestione, l'intelligenza artificiale apporta modifiche. Assumendo la tecnologia di guida autonoma come esempio, i macchinari di costruzione integrano più tecnologie per ottenere operazioni autonome.
Ad esempio, gli escavatori senza pilota operano automaticamente nei cantieri, i veicoli minerari senza pilota trasportano automaticamente i materiali nelle aree minerarie e si può realizzare una collaborazione intelligente, come più macchinari di costruzione che lavorano in collaborazione nella gestione del carico portuale.
Guida autonoma, un nuovo capitolo per i macchinari di costruzione
L'applicazione della tecnologia di guida autonoma nel campo dei macchinari di costruzione è un indicatore importante dell'intelligence del settore, segnando una nuova fase di sviluppo e basandosi sull'integrazione di più discipline. L'ingegneria meccanica ottimizza le strutture meccaniche tradizionali, come il miglioramento del sistema di trasmissione per adattarsi al sistema di guida autonomo; L'ingegneria elettronica fornisce un cervello intelligente per questo, applicando unità di controllo elettronico di bordo e vari sensori e controller; La scienza dei materiali consente l'ampia applicazione di materiali ad alta resistenza e leggera, riducendo il consumo di energia e migliorando l'efficienza; Informatica elabora e analizza i dati dei sensori attraverso algoritmi e software per prendere decisioni. Negli ultimi anni, i risultati dei macchinari di costruzione di guida autonomi sono stati notevoli. Liugong ha rilasciato tre modelli di macchinari di costruzione senza pilota. Nelle operazioni minerarie, i suoi escavatori senza pilota utilizzano più sensori per ottenere informazioni ambientali, che vengono analizzate ed elaborate dal processore centrale per controllare le azioni e ha anche una funzione di evitamento degli ostacoli attivo.
XCMG ha ottenuto notevoli risultati nel campo dei macchinari di costruzione autonomi. Il suo gruppo di droni senza pilota di costruzione stradale, sviluppato attraverso la ricerca e lo sviluppo collaborativo tra il gruppo di investimento ferroviario del Sichuan, l'Università di Tsinghua e altre parti, è stata applicata alla superstrada Panzhihua-Dali. Il gruppo di paver senza pilota XCMG ha più livelli di precauzioni di sicurezza, può monitorare la costruzione in tempo reale, regolare automaticamente i parametri per garantire la qualità della compattazione della pavimentazione e può anche collaborare con altre attrezzature per il lavoro.
Anche l'industria di Sany Heavy ha funzionato eccezionalmente bene. Nel 2016, cinque rulli vibranti senza pilota modificati dai rulli di Sany Road sono stati messi in uso per la costruzione della diga di Changhe della stazione idroelettrica del fiume Dadu, raggiungendo il primo lotto di operazioni di cluster a rulli vibranti senza elementi ad alte prestazioni in Cina. Successivamente, ha lanciato macchine per la pavimentazione senza pilota e altri prodotti e le ha applicate in più progetti, come il progetto di ristrutturazione di Zhujian Road a Shanghai, dove l'intero processo di costruzione è stato automatizzato.
Con l'avanzamento della tecnologia e un aumento dei casi di applicazione, la promozione di macchinari di costruzione autonomi ha un grande potenziale. Farà un ruolo significativo nella costruzione di infrastrutture, mining, logistica e deposito, ecc. E può migliorare l'efficienza, ridurre i costi e ridurre i rischi.
Il potenziamento dei big data ottimizza le prestazioni dei macchinari per l'edilizia
Drivato dall'ondata di digitalizzazione, la tecnologia dei big data ha profondamente trasformato l'industria delle macchine per l'edilizia, fornendo un forte supporto per l'ottimizzazione delle prestazioni delle apparecchiature, la progettazione del prodotto e il monitoraggio e la manutenzione remoto, evidenziando i vantaggi del processo decisionale guidato dai dati.
In termini di ottimizzazione delle prestazioni dell'attrezzatura, i big data svolgono un ruolo cruciale. I macchinari di costruzione sono dotati di un gran numero di sensori per raccogliere dati in tempo reale sul funzionamento delle apparecchiature, come motore, sistema idraulico e dati relativi ai dispositivi di lavoro. Sfruttando le tecniche di analisi dei big data per analizzare questi dati, è possibile cogliere con precisione lo stato operativo e le prestazioni delle apparecchiature in diverse condizioni di lavoro. Ad esempio, l'analisi dei dati di funzionamento di un caricatore rivela che in condizioni di carico pesante, il volume di iniezione di carburante del motore e la pressione del sistema idraulico non sono ben abbinati, con conseguente elevato consumo di carburante. Sulla base di questa analisi, gli ingegneri ottimizzano la strategia di controllo per migliorare il risparmio di carburante e l'efficienza operativa. L'analisi e l'ottimizzazione dei dati continue possono anche raggiungere l'ottimizzazione dinamica delle prestazioni delle apparecchiature, regolando i parametri operativi in tempo reale in base a diversi ambienti di lavoro e requisiti di attività, garantendo che l'apparecchiatura sia nello stato di prestazioni ottimale.
Big Data ha importanti applicazioni nel settore delle macchine per l'edilizia. Nella progettazione del prodotto, la raccolta di dati di mercato, il feedback degli utenti e le tendenze del settore possono aiutare le aziende a comprendere le esigenze dei clienti e le dinamiche di mercato. Ad esempio, una determinata azienda analizza i dati di utilizzo degli utenti di Excavator e sviluppa prodotti funzionali multi-configurati basati su diversi scenari di lavoro. I big data possono anche essere utilizzati per l'ottimizzazione della simulazione virtuale durante la fase di progettazione costruendo modelli digitali per simulare e valutare soluzioni, identificare i problemi, ridurre in anticipo i costi e i cicli. Nel monitoraggio e manutenzione remoto, la trasmissione in tempo reale dei dati operativi delle apparecchiature attraverso l'Internet of Things consente il monitoraggio e la gestione remoti. L'analisi in tempo reale dei dati può rilevare prontamente anomalie e gestirle e analizzando i dati storici e di guasto, è possibile stabilire un modello predittivo per ottenere manutenzione predittiva, ridurre i tassi di fallimento, estendere la durata di servizio e ridurre i costi di manutenzione.
L'ascesa di nuove fonti energetiche rende la protezione ambientale verde una tendenza inevitabile.
Nel contesto degli sforzi globali per affrontare i cambiamenti climatici e promuovere lo sviluppo verde, le nuove macchine per la costruzione di energia sono emerse come inevitabile tendenza nel settore. Ha molti punti salienti in termini di ricerca e promozione.
In termini di progresso della ricerca, tutte le imprese hanno investito e raggiunto attivamente scoperte tecnologiche. XCMG ha ottenuto risultati eccezionali. Il primo escavatore ibrido minerario del mondo XE650GK HEV è stato lanciato con successo. Ha adottato la tecnologia ibrida parallela e ha ottenuto quattro scoperte tecnologiche chiave. Gestisce in modo efficiente e affidabile, risparmia energia e risorse e riduce i costi operativi. Rispetto agli escavatori tradizionali alimentati a carburante, può risparmiare circa 300, 000 yuan nei costi di utilizzo all'anno. XCMG ha anche aumentato gli investimenti di ricerca e sviluppo e ha collaborato con università e istituti di ricerca per superare le principali sfide tecniche.
Shanhe Intelligent ha anche ottenuto notevoli risultati di ricerca e sviluppo. Alla 4a mostra di macchinari per l'edilizia internazionale di Changsha, sono state presentate le sue 7 categorie principali e quasi 60 prodotti, con oltre 20 dei quali sono nuovi prodotti energetici, che rappresentano quasi il 50% e copre attrezzature come macchine per perforazioni rotanti elettriche. Le prestazioni di nuovi prodotti energetici sono state continuamente migliorate. Ad esempio, le prestazioni di alimentazione degli escavatori elettrici sono vicine a quelle degli escavatori tradizionali alimentati a carburante e l'operazione è più precisa e flessibile. Shanhe Intelligent ha anche combinato una nuova tecnologia energetica con sistemi di controllo intelligenti per ottenere funzioni come il monitoraggio delle apparecchiature remote, migliorando così l'efficienza e l'affidabilità delle apparecchiature.
Weichai, una consociata dell'industria pesante di Shandong, ha fatto notevoli scoperte nel campo della nuova energia. Alla mostra per macchinari per l'edilizia, ha lanciato una gamma completa di nuove batterie energetiche per i macchinari di costruzione. Questo prodotto presenta una sicurezza estrema, resistenza, adattabilità all'ambiente e durata lunga. Grazie alle sue scoperte tecnologiche, è diventato un attore leader nel settore con una durata di lunga durata e capacità di ricarica rapida, in grado di soddisfare le esigenze di elettricità di diversi segmenti di mercato. La promozione di nuovi macchinari per la costruzione di energia si basa sull'applicazione di energia pulita. I macchinari di costruzione elettrica, grazie alle sue emissioni zero e al basso rumore, vengono sempre più utilizzati in scenari con elevati requisiti ambientali, come la costruzione della metropolitana urbana, dove aiuta a ridurre le emissioni di scarico e gli impatti del rumore. I macchinari per costruzioni ibridi svolgono un ruolo cruciale nei progetti di ingegneria su larga scala, ottenendo una potenza efficiente attraverso la combinazione di un motore a combustibile e un motore elettrico e riducendo il consumo di carburante e le emissioni di scarico.
In termini di supporto politico, sia i governi nazionali che quelli locali hanno introdotto politiche. I membri del Congresso popolare nazionale hanno suggerito un crescente supporto per la ricerca, lo sviluppo e l'industrializzazione delle principali tecnologie di base, nonché l'accelerazione della formulazione di standard e costruzione di infrastrutture. Il governo ha rilassato i diritti di guida e le restrizioni sui tempi di costruzione per i nuovi macchinari per la costruzione di energia, ha supportato le imprese pertinenti nella domanda per l'ingresso di nuovi produttori di veicoli energetici e data priorità al loro utilizzo nelle aree di costruzione chiave. Alcuni governi locali hanno fornito sussidi finanziari, sussidi per la ricerca e lo sviluppo delle imprese e gli incentivi fiscali per gli utenti e le imprese, per migliorare l'entusiasmo delle imprese e degli utenti per la promozione.
Con il supporto di 5G, il monitoraggio e il controllo remoti sono diventati più convenienti.
Il rapido sviluppo della tecnologia 5G ha portato a una rivoluzione nel campo delle macchine per l'edilizia, promuovendo il suo sviluppo intelligente. Soprattutto negli aspetti del monitoraggio e del controllo remoti, le caratteristiche ad alta velocità, bassa latenza e grande capacità della rete 5G forniscono supporto tecnico per questa trasformazione. L'alta velocità consente la rapida trasmissione di dati enormi durante il funzionamento dei macchinari di costruzione. I dati operativi di varie apparecchiature nel cantiere possono essere rapidamente trasmessi al centro di monitoraggio remoto tramite la rete 5G, aiutando gli operatori a cogliere la situazione delle apparecchiature in tempo reale e regolare prontamente i parametri operativi. Allo stesso tempo, l'alta velocità supporta anche la trasmissione in tempo reale di video ad alta definizione, fornendo una base visiva per il funzionamento remoto.
La bassa latenza è un altro vantaggio fondamentale di 5G. Il controllo remoto tradizionale è influenzato dall'elevata latenza di rete, con conseguente trasmissione ritardata delle istruzioni, che ostacola l'accuratezza e l'efficienza delle operazioni e persino porta a incidenti di sicurezza. Con la latenza della rete 5G che raggiunge fino a 1 millisecondo o meno, le operazioni remote possono rispondere quasi in tempo reale, migliorando l'accuratezza e l'efficienza delle operazioni. In condizioni di lavoro pericolose o complesse, può garantire che il personale possa completare le attività di lavoro in modo sicuro.
Un gran numero di aziende di macchinari di costruzione stanno esplorando attivamente l'applicazione della tecnologia 5G nel monitoraggio e nel controllo remoti, ottenendo una serie di risultati notevoli. Il primo caso globale di applicazione 5G nel settore delle macchine per l'edilizia creata congiuntamente da Sany Group, Huawei, Yuexin Intelligent e altri hanno fatto una splendida apparizione alla conferenza World Mobile Communications 2019. Nel sito della mostra, lo staff ha operato attraverso la rete mobile 5G e il primo escavatore a distanza da 5G al mondo nella miniera di molibdeno di Luanchuan, la provincia di Henan, ha completato azioni remote senza pilota come scavo, rotazione e caricamento nella miniera di paesi aperti in modo accurato e rapido da migliaia di miglia di distanza.
Anche se gli operatori operano a migliaia di miglia di distanza, sembra che stiano effettivamente operando sul posto. Ogni istruzione viene eseguita prontamente e il ritardo operativo è quasi impercettibile. L'errore operativo può essere controllato entro 10 centimetri. La realizzazione di questo risultato dimostra pienamente il grande potenziale della tecnologia 5G nel campo del controllo remoto dei macchinari di costruzione. In precedenza, questa miniera ha adottato un escavatore a telecomando fornito dal gruppo Sany nel 2016. Tuttavia, a causa della velocità di trasmissione del segnale lenta in quel momento, l'efficienza dell'operazione remota era relativamente bassa. All'inizio del 2019, dopo che la miniera ha costruito una stazione base 5G, il personale di ricerca e sviluppo del gruppo Sany e Huawei hanno modificato congiuntamente l'escavatore per abbinare il nuovo standard di comunicazione 5G, creando con successo il primo escavatore a telecomando al mondo. Ciò ha risolto il problema del collo di bottiglia della trasmissione del segnale e ha migliorato il livello di intelligenza dell'apparecchiatura.
Zoomlion ha anche ottenuto notevoli risultati nell'applicazione della tecnologia 5G. All'International Construction Machinery Exhibition di Las Vegas, USA, Zoomlion ha dimostrato l'esperienza operativa remota più lunga a distanza mondiale di un escavatore basato sulla tecnologia 5G. L'escavatore era a Changsha, in Cina, mentre l'operatore era a Las Vegas, negli Stati Uniti. Le due posizioni erano oltre 12 chilometri di distanza, 000, che abbracciavano un oceano pacifico. Attraverso il telecomando 5G ad un'estremità, l'escavatore dall'altra parte dell'oceano potrebbe essere comandato di eseguire operazioni di costruzione in loco. Il tempo di risposta dell'escavatore era di soli 200 millisecondi, approssimativamente lo stesso del battito di ciglia di un occhio. Per raggiungere questo telecomando globale a distanza più lunga, i tecnici di Zoomlion e gli ingegneri di rete del centro di ricerca e sviluppo nordamericano hanno concordato una serie di soluzioni di trasmissione del segnale di rete remote: esportazione di linea dedicata, relè transoceanico e importazione 5G.
Un ingegnere della tecnologia di rete a Las Vegas ha impostato una linea dedicata 10- megabit, utilizzando la rete principale per garantire la larghezza di banda della trasmissione del segnale. Dopo che il segnale è stato trasmesso dal Nord America, è passato attraverso le stazioni di relè del segnale ed è stato collegato alla rete 5G nazionale, garantendo l'elevata velocità e la bassa latenza della trasmissione remota di segnali video e segnali di controllo. In termini di controllo delle attrezzature, i tecnici hanno creato una cabina di simulazione a Las Vegas. Le azioni e i comandi eseguiti dagli esperienze sono stati raccolti attraverso il controller installato nella cabina di simulazione e quindi inviati all'estremità dell'escavatore. L'intero processo ha funzionato senza intoppi, mettendo in mostra le eccezionali prestazioni della tecnologia 5G nel controllo remoto dei macchinari di costruzione a livello globale.
Il progetto di escavatore di controllo remoto sviluppato congiuntamente da Linyi Unicom Company e Shandong Lingong Group detiene anche un significato pionieristico. Questo progetto è stato messo in mostra presso la base completa di esperti di Lingong Intelligent Mine. Attraverso la rete 5G di Unicom, era collegata alla sala telecomando, consentendo il controllo in tempo reale dell'escavatore senza pilota nell'area mineraria e la trasmissione simultanea della scena operativa effettiva e del video panoramico video in diretta. Questa è la prima volta nelle imprese di macchinari nazionali, non solo raggiungendo le operazioni di escavatore in ambienti difficili, ma fornendo anche la possibilità di realizzare in futuro i cantieri senza pilota. La riuscita implementazione di questo progetto si basa sulla principale tecnologia di rete 5G di Unicom. I segnali di controllo e i segnali video degli escavatori in loco vengono trasmessi direttamente alla piattaforma del centro di controllo attraverso la rete 5G, con un ritardo dell'interfaccia aerea di 1MS, un ritardo complessivo del segnale di controllo di 25 ms e un ritardo del segnale video di 300 ms. In termini di larghezza di banda e latenza, supera di gran lunga le reti 4G, garantendo la qualità della trasmissione e la velocità dei segnali video e dei segnali di controllo ad alta definizione.
Shandong Lingong prevede inoltre di sfruttare la realizzazione del progetto di scavatore a remoto controllato per creare un sistema di diagnosi remoto basato sulla comunicazione audio e video, che verrà applicata alla diagnosi remota e all'insegnamento delle apparecchiature meccaniche. Attraverso tecnologie come dispositivi indossabili, applicazioni AR/VR e comunicazione audio e video in tempo reale, fornirà un insegnamento pratico remoto basato su oggetti reali per i tirocinanti, offrendo una guida in tempo reale agli ingegneri dei servizi in prima linea, migliorando le capacità del personale di servizio, migliorando l'efficienza della risoluzione delle vittime e alleviando il problema della distribuzione irregolare delle risorse di servizio.