2.4 产品技术发展方向

2.4.1 产品设计技术

1.产品设计模块化

产品设计模块化是指将物料搬运装备上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途、有相同连接要素和可实现互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的设备。模块化设计使得设备易于进行改造和升级，即设计新型物料搬运装备或需要应对不同工况时，只需选用不同模块重新进行组合即可实现。对单件小批量生产的方式可以改换成相当批量规模的组合模块生产，适应用户需求“个性化解决方案”的供货。对小型、轻量、非繁重作业的各种物料搬运装备，减小尺寸、简化结构、降低造价和使用维护费用。

合理的模块化设计，能提高企业生产线通用化程度、降低生产成本、缩短供货周期，适应市场激烈竞争的需求。在设计阶段模块化，也可以明确各设计部门职能，使设计人员可以专注于所负责的模块，配合专人沟通协调，提高设计效率。

2.轻量化与节能化

现代企业不仅是从事经济活动的基本单位，更是从事生态活动的基本单位。“绿色产品”开发，将产品、用户和环境结合起来，对产品的质量、功能、成本和环境进行并行设计，可提高产品的功能性、可靠性、可维修性、环境友好性等，并可减少材料使用、降低产品成本、减少能源消耗、显著改善企业的社会公共形象。

为了响应国家节能减排政策的号召，建设资源节约型、环境友好型社会的国策，贯彻绿色的发展观，物料搬运装备应该实现轻型化、节能化，通过优化物料搬运装备的生产工艺结构布置以及附加配置来实现生产过程的节能减排，通过改善设备动力系统的能量利用率或采用新能源驱动以实现使用过程中的节能减排。

3.人机工程学

外观造型与表面涂装都属于人机工程学的范畴，这些因素涉及设备操作安全、作业效率提高、产品直观质量与程度等，是用户可直接感受到的第一印象与质量标准，将有效地促进品牌推广、市场营销。

4.通用产品小型化

与大型物料搬运装备应用在专门领域不同，在通用场合使用的搬运装备，具有批量大、用途广的特点。为此，考虑综合效益，应该尽可能使这类装备设计趋于小型化，如降低外形大小、简化结构、减小自重等，以适应各种应用场合，搭配更多的柔性化生产链。在降低使用环境条件的同时，优化人机关系，可以降低该类设备的使用门槛，有助于该行业的设备拥有更广阔的市场空间，在各种领域发挥作用。

2.4.2 产品性能优化

1.大型化

物料搬运装备大型化是适应不同情况下任务的必然要求，例如：最大的桥式起重机起重量可达22,000t；最大的门式起重机起重量可达22,000t；最大的浮式起重机起重量达12,000t；履带式起重机最大起重量可达4,000t；采用双小车、双40ft（1ft=0.3048m）箱的80t集装箱起重机；生产率达8,000～10,000t/h的斗轮堆取料机；自动化立体仓库巷道堆垛机最大的运行速度达400m/min；最大的带式输送机宽达3.2m，输送能力为37,500t/h，单机最大的输送距离超过30km等。

2.专用化

专用化是本行业产品技术发展的显著趋势。由于工业生产方式和用户需求的多样性，物料搬运装备的市场不断扩大，设备类型也不断增加。具备特有的功能满足特殊的需要，发挥出最佳的效用，就是专用化的表现。这在大型物料搬运需求的场合尤为明显，例如冶金、核电、造纸、垃圾处理专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，物流活动的适应性、系统性、一致性比以往更强。

3.高效化

高效化是伴随着专用化发展趋势的另一种表现。由于工业生产规模不断扩大，产品生产过程中物料搬运费用占比日益增加，促使高效率搬运设备的需求量增长。为配合生产效率，行业内物料搬运装备需要提供更强的搬运能力（具备大起重量、高工作速度），扩展更多灵活的功能，因而会呈现出高效化的趋势。

4.复杂化

冻土、高原、沙漠等气候环境具有不同的特点，用于常规环境的运输机械在此类环境使用时，会导致效率降低或无法工作，设计专门的运输机械以适用于此类特定环境，将有效加速国家对此类环境的开发、利用。

2.4.3 产品控制与管理技术

1.信息化、自动化与智能化

物料搬运装备，是机电液一体化技术、自动控制技术、计算机技术以及网络信息技术等的综合产物，实现设备的信息化、自动化、智能化是当今科技的主流。为提高产品的市场竞争力，响应国家的发展观念，迈向工业4.0阶段，物料搬运装备实现智能化是避不开的话题。随着物联网、大数据以及5G等技术的发展，物料搬运装备在智能化方面的表现愈加亮眼，吊具防摇技术、自定位技术、避障技术、群控技术、远程监测与智能维护、无人化智能物流系统，逐渐应用在物流搬运领域，使搬运各环节协调进行，减少人力造成的不确定因素，物流作业效率得到极大提高。

柔性/半柔性制造生产线上的各种自动物料搬运装卸设备，自动化立体仓库库前区中的各种自动物料搬运装卸设备，可精确测位、按照程序起重作业并可自监测、自诊断维护的桥式起重机等都已得到应用。发展趋势是进一步将各种物料搬运系统进行动态模拟仿真，寻求二者相关参数的最佳匹配组合，并将这类自动、智能的设备纳入系统的多级计算机信息控制与管理网络中，更充分发挥其高技术信息化的效能。近年来发展应用的重要成果有：港口散料和集装箱装卸系统、工厂生产搬运装卸自动化系统、自动化立体仓库系统、商业物质配送集散系统、交通运输部门和邮电部门的货物自动分拣与搬运系统等。

自动化技术与计算机技术高度融合，自动化物流搬运装备技术研究主要有四大方向：一是物联网、区块链、大数据、云计算、5G、数字孪生、边缘计算等新一代信息技术在物流装备中的应用；二是穿梭车、堆垛机、移动机器人、智能仓等装备的集成应用；三是运用了新一代信息技术的自动化物流运输装备（如无人车、无人机、智能卡车等）在物流场景（如企业、园区、港口）中的应用；四是自动化物流装备与智能制造的融合应用。

2.系统集成化和柔性化

在物料搬运装备单机自动化的基础上，通过计算机把各种物料搬运装备组成一个物料搬运集成系统，通过中央控制室的控制，与生产设备有机结合，与生产系统协调配合。这类设备自动化程度高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令。这类物料搬运装备还具有较好的信息输入输出接口，实现信息完整、准确、可靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。起重机通过系统集成，能形成不同机种的最佳匹配和组合，取长补短，发挥最佳效用。以后将重点发展的有工厂生产搬运自动化系统、系统配送集散系统、集装箱装卸搬运系统、货物自动分拣与搬运系统等。

3.物流协同与智能供应链

关于自动化物流装备的研究已不再局限于装备本体的软、硬件技术，而是发展到了机器协作、一体化平台的层面，把物流装备纳入工业4.0、智慧城市等领域进行整体考虑和规划，交叉学科、交叉领域的研究越来越多。

随着工业4.0的变革，自动化物流装备已不局限于物流行业，而是越来越多地融入智慧供应链体系，在智慧化平台、数字化运营、自动化作业等智慧供应链的各个层面发挥作用。与此同时，自动化物流装备和技术已开始由产品提供向技术服务转型，助力企业供应链全要素的互联互通和高效协同，以实现企业供应链与物流的全面升级，促进国家统一大市场形成。