2024CM TOP50丨杨裕丰：超大吨位液压挖掘机数字化研发及发展趋势

2024年4月2日，由中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司指导，《工程机械与维修》杂志主办，匠客工程机械承办的“2024中国工程机械年度产品TOP50颁奖典礼”在北京盛大举行。在工程机械产品发展（北京）论坛上，徐州徐工矿业机械有限公司技术总监、矿业机械研究院院长杨裕丰发表题为《超大吨位液压挖掘机数字化研发及发展趋势》的精彩主题演讲。

徐州徐工矿业机械有限公司技术总监、矿业机械研究院院长 杨裕丰

超大吨位液压挖掘机数字化研发

徐工XE7000是国内最大吨位的液压挖掘机，全球顶级挖掘装备代表。

1）数字化研发背景

数字化研发是基于“产品复杂化、市场全球化和可持续性和法规”的背景之下。产品复杂化涵盖变体型号增加、互联性要求增加和自动驾驶操作；市场全球化既指竞争加剧，又基于全球化与满足不同国家的本地需求和去中心化工程；可持续性和法规包括降低全生命周期成本、提高排放标准和更高的安全性要求等方面。

2）数字化研发支撑研发体系运行

从产品层、数物融合层到管理层，能实现研发体系的融合。

3）数字化支撑研发全球性布局

以徐州研发中心为载体，借助美研中心、欧研中心、徐工巴西和其它研发中心，实现协同研发项目管理、数据协同，最终实现协同设计。

通过多学科耦合仿真案例和数字孪生方案实现数字样机的搭建。

4）数字化研发成果

通过数字化研发平台，首先实现了产品的高可靠性，通过数字样机的搭建，实现大型复杂承载构件抗疲劳设计、大型复杂承载构件焊后整体热处理去应力工艺和大惯量负载冲击的主动抑制。

通过数字化研发平台，首先实现了产品的高智能。

在减碳降耗方面，通过精准控制实现功率动态群控匹配、阀群分时比例柔控和工况自适应功率匹配，有效提高产品的能耗比。

通过数字化研发平台，还实现了关键零部件自主开发。

徐工XE7000实现了两种工作模式：正铲、反铲；两种动力模式：电动机和柴油机；可以实现四种组成的产品。

5）对行业发展的促进作用

促使矿山企业客户降低了对进口产品设备的依赖、设备采购成本、备件成本、生产运营成本；丰富了使用经验，提升了服务人员业务能力。

对于产业链来说，完善了配套零部件的标准体系；提升了零部件研发、制造、检验等配套能力。

对于整机制造商来说，超大吨位整机研制有本土经验借鉴，少走弯路，缩短研发周期，提升研发成功率；共享成熟的配套体系。

超大吨位液压挖掘机发展趋势

超大吨位液压挖掘机的发展趋势也是实现高端化、绿色化、智能化，但是必须做好可靠性、核心零部件、创新设计基础。

在保障“可靠性、环境适用性、安全性、操控性、维修性和使用经济性”六性指标的基础保障之上，实现以下四化。

1）设备大型化

同行最大做到了1000吨级，都建立了完善的产品图谱。常规设备集群化施工，产品较多、人员较多，超大吨位设备能够实现独立作业面施工。

2）管控智能化

以人工智能、工业互联网、智能装备为代表的新一代信息技术正在融入矿山场景。

新一代信息技术落地迅速，矿山场景应用加速推进。新一代信息技术助推矿山智能化，赋能矿山管理水平提升 ，可以有效促进降本增效达成，人员效率提升10%~20%；设备效率提升5%~10%；生产效率提升5%~15%；油耗成本降低5%~10%。

3）节能电动化

对于绿色矿山来说，采取电机驱动的超大吨位设备。能够实现有效节能，电能转换效率更高，节省发动机散热能量消耗；适应环保趋势，能够实现无废气和烟尘排放，对环境友好，噪音更低，舒适的操作使人员效率更高；

电动化对后续智能化升级提供便利，电动产品更容易与现代化的信息技术和控制系统融合。电动化产品维护成本低，动力系统相对简单，零部件维护成本低，对维保人员综合能力要求低。电动化产品适应能力强，性能受海拔影响小，不易引发火灾或爆炸。

4）运维可视化

对大型矿山来说，从人、机、料、产、保进行全方位的管控。开发智慧矿山管控平台，实现机群管理、机手管理和视频监控。

对单个设备来说，实现系统状态监测用户界面，监控设备的健康，提供预防性的维保，提高设备使用寿命。

徐工希望通过耦合技术链，打造高端装备，建设绿色智慧矿山，创造资源价值。