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第10章
中国起重机械行业前景

10.1 宏观市场

10.1.1 市场需求

在经济发展建设中,起重机械行业发挥着举足轻重的作用。能源、电力、土木、水利、冶金、港口运输等领域,都能见到起重机械应用的身影。这类行业受到国民经济和宏观调控的影响,在固定资产投资上存在波动性,从而对本行业景气度产生间接影响,使得本行业发展产生一定周期性波动。但从长期来看,我国工业化发展空间仍然广阔,本行业应具备较长的增长期。同时,广泛的下游产业可增强本行业对抗周期性波动的能力。现阶段,随着各类下游行业的相关企业生产规模扩大,自动化程度提高,作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用日渐广泛,作用愈发重要。我国优秀的起重机械制造企业有三一重工等、中联重工和徐州重工等,在这些龙头企业中,部分产品技术已经达到国际先进水平。

我国起重机械行业所生产的装备主要包括轻小型起重设备(如千斤顶、滑车、卷扬机等)、起重机(桥式起重机、浮式起重机、港口门座式起重机、固定式起重机、架桥机、装卸桥、履带式起重机、塔式起重机以及全地面起重机)、升降机(启闭机、施工升降机以及举升机)、工作平台以及各类型机械式停车装备。

目前,社会生产、建设对于起重机械行业有着很大的依赖,为了满足相关行业对于起重机械装备的需求量,需要进一步推动起重机械行业的标准化发展。我国现阶段起重机械行业的年产值、起重机销量及出口额呈现逐年增长的良好态势,我国的起重机械产品开始得到国外包括欧美等发达国家的认可,已经逐渐达到了国际标准。结合“智能制造”等制造强国战略与物联网技术蓬勃发展的背景,起重机械行业未来将具备广泛的发展潜力与应用空间。

10.1.2 产品需求

我国起重机械产品吨位两极化和智能化是未来我国起重机械行业的主要发展趋势。起重机的吨位“两极化”发展分别是指“大型化”和“迷你化”。我国起重机械行业在装备“大型化”的发展中取得了很大的突破,而“迷你化”将成为一个全新的发展机遇。增加科研投入,开发更多功能的“迷你”起重机,搭配柔性化生产链,更为广泛地应用于各个行业的生产制造当中,这无疑为我国起重机械行业扩展了更大的市场空间。

在物联网、人工智能、高速网络通信等技术更新日新月异的背景下,起重机械的智能化发展符合当今发展创新的潮流。目前起重机的更新和发展,很大程度上取决于电气传动与控制技术的改进。将机械技术和电子技术相结合,并运用计算机技术、微电子技术、光缆技术、液压技术、通信技术以及模糊控制算法等技术到驱动系统与控制系统,实现起重机和产线的自动化搭配、实现智能化是行业技术发展的热门趋势。现今在起重机械上应用的智能技术包括但不限于监控与故障自诊、吊具防摇防抖技术、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞、现场总线、室内自定位技术等,提高了单机综合自动化水平。

另外,起重机械行业的标准化发展,其目的在于可持续发展,以谋求更高的经济效益。在传统的盈利模式的基础上,应用电子商务平台,帮助起重机械生产企业降低成本,同时获取更高的经济效益,实现资源优化,挖掘全新的市场潜力。就目前的实践来看,其成效可观,这为我国起重机械行业标准化发展拓展了全新的道路。

起重机械行业优先发展的重点产品应具备性能指标高、性能稳定和运行效率高等特点。为适应时代需求,这些产品还必须达到环保效能好、节能、机电一体化程度高和操作性能好等要求,是用户优先选择的技术水平高的产品或新型的国内空白产品,这些产品包括:

1.集装箱装卸运输成套设备

包括轮胎式集装箱起重机、超大箱大伸距岸边起重机、集装箱叉车及铁路集装箱起重机等。

2.生产用起重机械

包括轻量化节能起重机、无人化智能起重机、模块化通用起重机械、工厂生产搬运自动化系统等。

3.重点工程有关设备开发

包括:大型水电站升船机设备研制及可靠性研究;大型火电站中的输煤、给煤设备;堆取料设备和专用起重机设备;核电站用高精度定位、高可靠性的环形起重机、装卸料机及其他核电级要求的起重设备等。

4.具有发展前景、市场看好的特色产品

包括:垃圾处理专用抓斗起重机、轻小型起重设备、大型冶金起重机、防爆起重机、柔性启制动装置、称量与配制样系统、多用途门座起重机等。

5.重要基础零部件

包括:硬齿面减速器;液力减速器;高速大功率耦合器;液压缓冲器;索道专用新型抱索器、脱挂器;盘式制动器;集装箱吊具;自锁式夹轨器;液黏传动装置等。

10.1.3 面临的问题

2021年影响起重机械营收情况的首要问题是原材料价格上涨。起重机械产品的原材料以钢铁为主,除金属轧制设备、重型锻压机械和矿山机械中的部分产品使用铸钢件和锻钢件以外,大部分产品使用钢材加工而成,行业年钢材用量超过2,000万t。2021年钢材、有色金属等大宗商品价格大幅增加,致使行业企业采购成本上涨,全年行业营业成本同比增长17%左右,远高于同期营业收入和利润总额的增速,行业每百元营业收入成本为83.27元,较上年增加1.26元。由于上述因素的影响,行业利润率较上年下降0.8%,亏损企业亏损额同比增长35%以上。

应收账款居高不下、回收困难是制造业企业的常见情况。起重机械行业也普遍存在这种难题,导致资金回流速度缓慢,严重影响生产投入。

当前社会环境下,受互联网、金融等行业冲击,传统产业工作环境和待遇难以相比,因此面临招工困难、人才流失严重的情况。事实上,起重机行业也亟需大量高端复合型人才来应对产业升级。目前,在职员工流动率较高,特别是年轻的业务骨干流失率居高不下。在职人员年龄出现断层,加上今后经验丰富的老员工逐渐退休,招工难和人员流失问题将严重困扰传统制造企业。

近几年,起重机械行业在装备技术水平和质量方面取得了较大进步,新技术、新产品不断涌现。但新产品推广应用仍然存在较大困难,很多下游用户单位不愿选用国产首台(套)技术装备,产品进一步完善、提升存在困难,也很难实现市场化应用并产生经济效益,使得新的技术进步很难带动经济效益提升。

同时,在以下几个重要环节,我国起重机行业存在不足,将影响其未来的发展,需加大研究投入力度。

1)设计方面:产品设计理念、方法手段以及基础理论相对于国外有些薄弱。

2)制造方面:国内生产的电动机、减速器、钢丝绳、液压元件、轴承、密封件等前端零部件的性能相对于国外产品仍有差距,不能替代进口件来使用,主要体现在工艺、工装、制造精度、质量稳定性等方面;同时,大型变频器、PLC等进口件经历“卡脖子”难题。

3)标准方面:起重机的相关标准在某些方面要求过细,实际上又缺乏不少有助于未来发展的标准。具体来说,我国标准更强调产品的参数和检验方法,并没有强调智能、安全、绿色以及产品报废处理等方面的问题,将阻碍技术进步。

4)监管方面:特种设备监管过细,跟不上技术的进步。

10.2 技术创新

在我国市场化经济飞速发展的背景下,我国的起重行业得到了快速发展,在这种趋势下国内很多的企业都开始从事起重行业的设备生产和机械运行管理。随着我国现代化科学技术的不断发展,在当前形势下的起重机械行业发展中,应该将现代化科学技术整合到实际的技术应用中,大力提倡技术创新,提高各行各业的生产效率。起重机械技术创新的总体趋势是:

1.向两极化、高效化和节能化发展

起重机的“两极化”发展分别是指“大型化”和“迷你化”。随着科学技术的进步、自动化程度的提高、生产规模的扩大,相应要求部分起重机械向大型化发展,并且对生产效率和能耗提出更高要求。

目前世界上最大的浮式起重机(半潜式起重船)起重量达20,000t(振华重工最大12,000t),最大的履带起重机起重量为4,500t,最大的单钩桥式起重机起重量为1,300t,多吊点桥式起重机起重量为20,000t。而“迷你化”是指在更为广泛的各个行业中、各种生产环境生产制造中均能适用,这无疑为我国起重机械行业拓展了更大的市场空间。

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,促使高效率起重机械的需求量增长。为配合生产效率,行业内起重机械需要提供更强的起重能力、更快的搬运能力,扩展更多灵活的功能,因而会呈现出高效化的趋势。

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,起重机械应该实现轻型化、节能化,通过优化起重机械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的节能减排。其中,结构轻量化设计能在整机性能提升的前提下降低油耗,从而减少起重机整体碳排放。另外,以徐工为代表的起重机企业发动机智能化控制系统和能量回收系统的应用可在行驶制动、起升变幅过程中实现能量回收,可使平均工况油耗降低15%,并使臂架作业时间节约20%以上。同时,在起重机生产工序中引入智能化生产线,不仅可以提高生产效率,还能显著降低生产过程中的碳排放。

2.向自动化、智能化、集成化和信息化发展

在产业政策的引导下,机械工业数字化、智能化、网络化转型升级步伐加快,实现从产品设计、生产制造到营销服务一体化的集成管控与决策体系,采用国际领先的制造装备,融合解放先进工艺技术和精益生产思想,致力于实现智能化、柔性化生产。工业互联网是新一轮工业革命的关键支撑,越来越多的企业意识到智能化、信息化管理的工业互联网对降低成本、提高管理效率等方面的重大作用。而围绕工业互联网平台,云计算、智能诊断、大数据等技术也越来越体现其在起重机械上的作用,围绕工业互联网平台的技术创新也成为起重机械的技术创新趋势。

将机械技术和电子技术相结合,将先进的微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统,实现自动化和智能化。采用自动精准定位、无线视频监控等技术,大大增强人机对话程度,提高工作效率;采用电气集中控制与机械辅助防摇,确保起重机平稳运行;基于起重机全生命周期管理平台,实现起重机运行状态监控及运行数据记录、故障报警信息的追溯、远程在线调试;采用智能无人机自动航拍等巡检技术,摆脱了过去存在检测盲区、高空作业危险、劳动强度大、效率低等问题,有效预防并控制事故的发生,减少人员和设备财产的损失;起重机的设计和制造,充分考虑了焦化行业现场的使用环境,确保起重机设备在操作、使用等各方面性能优良,满足生产工艺需要。

3.向成套化、系统化、综合化和规模化发展

随着我国工业现代化进程的不断加速,起重机械应逐渐具备能力完成日益艰巨繁重的工程任务。由于工况的复杂性,单台起重机可能无法圆满地完成吊装任务。为实现生产效率最大化,以及进一步实现起重机械系统化、智能化,起重设备的多机协同成为当前技术创新的热点。将各种起重机械的单机组合为成套系统,加强生产设备与物料搬运机械的有机结合,提高自动化程度,改善人机系统。通过计算机模拟与仿真,寻求参数与机种的最佳匹配与组合,发挥最佳效用,重点发展的有港口散料和集装箱装卸系统、工厂生产搬运自动化系统、自动化立体仓库系统等。

4.向模块化、组合化、系列化和通用化发展

许多通用起重机械是成系列成批量的产品。为了降低制造成本,提高通用化程度,可采用模块组合的方式,用较少规格的零部件和各种模块组成多品种、多规格和多用途的系列产品,充分满足各类用户的需要。也可使单件小批量生产起重机械的方式改换成具有相当批量和规模的模块生产,实现高效率的专业化生产。

例如,采用全地面底盘与桁架臂上车组合,创新地研制出国内首台TZL750全地面桁架臂起重机,集桁架臂起重机强大的起重能力与全地面底盘快速移动性于一身,解决了起重能力和转场效率冲突的难题。该项目填补了我国大型全地面桁架臂起重机的空白,总体技术达到国际先进水平,其快速拆分、组配式整机创新设计达到国际领先水平。

5.向小型化、轻型化、简易化和多样化发展

有相当批量的起重机械是在一般的车间和仓库等处使用,用于代替人力和提高生产效率,但工作并不十分频繁。为了考虑综合效益,要求这部分起重机械尽量减小外形尺寸,简化结构,降低造价和使用维护费用。如德国德马格公司生产的桥式起重机系列,不但品种多、规格全,而且其自重比我国同类产品轻30%~60%。由于自重轻、轮压小、外形尺寸小,厂房建筑结构的建造费用和起重机的运行费用大大减少。

6.采用新理论、新方法、新技术和新手段提高设计质量

在产品设计、企业管理等环节采用智能制造方法。在各个环节引入智能制造理念,有助于全面发挥智能制造技术的重要作用,同时代替以往的生产制造方法,进一步应用计算机技术,不断提高产品的设计水平与精度。开展对起重机械载荷变化规律、动态特性和疲劳特性的研究,开展对可靠性的试验研究,全面采用极限状态设计法、概率设计法、优化设计、可靠性设计等,利用CAD提高设计效率与质量,与计算机辅助制造系统相衔接,实现产品设计与制造一体化。在安全配置、智能控制、人机交互方面采用更多新技术、新设计、新理念,设备在节能环保、安全管理、智能操作方面的性能更加突出。

对起重机应用全生命周期分析(Life Cycle Analysis,LCA)评价方法,评估起重机的原材料获取、产品设计、制造、使用和回收等各环节的影响,建立起重机在全生命周期对环境影响的共享数据库,可以为日后的节能减排要求提供可靠的数据支持。

7.采用新结构、新部件、新材料和新工艺提高产品性能

结构方面采用薄壁型材和异型钢,减少结构的拼接焊缝,采用各种高强度低合金钢新材料,提高承载能力,改善受力条件,减轻自重和增加外形美观度。在机构方面进一步开发新型传动零部件,简化机构,以焊代铸,采用机电一体化技术,提高使用性能和可靠性。在电控方面开发性能好、成本低、可靠性高的调速系统和电控系统。今后还会更加注重起重机械的安全性、重视司机的工作条件。

8.采用多技术、多途径提高安全性

塔式起重机、升降机是建设工地最常见的起重机械。由于起重货物、运送人员和材料、高空作业的特点,这类设备的安全管控显得尤为重要。借助高度、力矩、回转、幅度等各类传感器和风速仪、监视器等设备,采集并监控塔式起重机的幅度、起重量、起重力矩、起升高度、工作速度等关键技术指标。采用芯片卡、指纹或面部智能识别技术,规范化管理升降机的施工、维保、机管人员信息,确保专人操作、专人维保。加装防超载、上下限位、内外门检测、防坠检测、楼层呼叫、防冲顶预警等传感器和模块,实现升降机的安全可控运行。

采用全新的结构设计和地面操作方式,能很大程度减少建筑施工安全事故的发生、提高施工效率、节约建筑施工成本、改善施工环境。流动人员定位监控、电子围栏、塔式起重机/升降机、深基坑/高支模等安全管理,是工程建设现场安全管理的重中之重。还有部分起重机通过取消司机室,采用地面遥控的方式,不仅减轻了起重机桥架自重,还保证了司机工作的安全。

10.3 环境影响

10.3.1 “十四五”时期我国宏观经济环境

“十四五”是我国全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标之后,乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的第一个五年。“十四五”时期,全球经济面临疫后重建,中国经济发展将进入“双循环”新发展格局,我国宏观经济进入新的动态均衡。

1.深化改革开放,促进“十四五”时期我国经济增长速度运行在合理区间

我国已经建立了全世界最为齐全、规模最大的工业体系,是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,应结合供给侧改革进一步发挥制造业供应网络产生的配套效应、规模效应、范围效应以及学习效应,完善我国产业链的自我循环能力。在国际经济循环方面,应加快构建新的高水平对外开放格局,增强国际投资吸引力。

2.实施扩大内需战略,促进投资消费结构更趋均衡

在“双循环”新格局下,扩大内需成为战略基点。我国拥有全球最大最有潜力的市场,实现持久有效扩大内需、畅通国内大循环是一项系统性工程。必须改变过度依赖出口、“两头在外”的生产模式,扩大国内生产国内消费的规模,逐步提高我国居民消费占GDP的比重。

3.加快城乡协调发展,促进城乡均衡发展迈上新台阶

全面实施乡村振兴战略,强化以工补农、以城带乡,释放农村农民的需求。通过推动城乡要素平等交换、双向流动,增强农业农村发展活力。发挥中心城市和城市群带动作用,实施区域重大战略,建设现代化都市圈,形成一批新增长极。

4.完善创新体制机制,促进自主创新取得突破

加快科技自立自强是畅通国内大循环、塑造我国在国际大循环中主动地位的关键。构建完整系统的国家创新体系,促进基础研究、应用研究、成果转化、人才培养、知识产权保护,完善政府和市场的创新资金支持体系、创新创业政策。大力发展数字经济,加大新型基础设施投资力度。我国数字经济发展已经形成强大市场和某些应用层面的比较优势,加大新型基础设施投资力度,可以进一步促进数字经济升级换代,增强国际竞争力。

5.继续深化供给侧改革,推动产业结构持续升级

推动供给创造和引领需求,着力优化供给结构,改善供给质量,实现产业结构升级和消费结构升级良性互动。坚定不移建设制造强国、质量强国、网络强国、数字中国、健康中国、绿色中国。

6.完善宏观经济治理,筑牢经济安全底线

“十四五”仍是我国金融风险易发多发期,地方政府隐性债务风险将进一步显现,风险释放的压力将持续增大。在“双循环”发展新格局下,宏观经济的新动态均衡将牢牢守住经济安全的底线。

10.3.2 “十四五”时期起重机械行业面临的形势

当前和今后一个时期,我国发展仍然处于重要战略机遇期,但机遇和挑战都有新的发展变化。当今世界正经历百年未有之大变局,新一轮科技革命和产业变革深入发展,国际力量对比深刻调整,和平与发展仍然是时代主题,同时国际环境日趋复杂,不稳定性不确定性明显增加,新冠肺炎疫情影响广泛深远,经济全球化遭遇逆流,世界进入动荡变革期,单边主义、保护主义、霸权主义对世界和平与发展构成威胁。我国已转向高质量发展阶段,制度优势显著,治理效能提升,经济长期向好,物质基础雄厚,人力资源丰富,市场空间广阔,发展韧性强劲,社会大局稳定,继续发展具有多方优势和条件,同时我国发展不平衡不充分问题仍然突出,重点领域关键环节改革任务仍然艰巨,创新能力不适应高质量发展要求。

1.“十四五”期间起重机行业机遇与挑战并存

“十四五”期间,我国将加大现代化基础设施体系建设,布局建设信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等新型基础设施。完善综合运输大通道,加强出疆入藏、中西部地区、沿江沿海沿边战略骨干通道建设,有序推进能力紧张通道升级扩容,加强与周边国家互联互通。构建快速网,基本贯通“八纵八横”高速铁路,提升国家高速公路网络质量,加快建设世界级港口群和机场群。完善干线网,加快普速铁路建设和既有铁路电气化改造,优化铁路客货布局,推进普通国省道瓶颈路段贯通升级,推动内河高等级航道扩能升级,稳步建设支线机场、通用机场和货运机场,加快城际铁路、市域(郊)铁路建设,构建高速公路环线系统,有序推进城市轨道交通发展。提高交通通达深度,推动区域性铁路建设,加快沿边抵边公路建设。

近几年,我国工程机械行业新技术、新材料、新工法应用不断取得新成果,有力推动了技术创新和产业升级;工程机械应用领域需求不断升级,机器换人方兴未艾;智能化、数字化、网络化、轻量化赋能工程机械不断拓展应用领域;我国经济发展空间巨大,基础设施建设规模庞大,工程机械市场仍处于上升期,存量更新和新增需求并重,“十四五”期间工程机械仍大有可为。

在行业机遇良好的背景下,起重机行业同时也面临着巨大挑战。近年来,世界政治格局和经济形式变幻莫测,在单边主义和保护主义的冲击下,对外贸易速度可能放缓、动力可能削弱、规则或将改变,国际经贸合作格局将进入艰难重构期。全球经济正面临着见顶回落与流动性收紧的态势。另外在技术上,我国起重机行业在核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料、高端通用芯片、基础软件产品以及高端制造装备等关键领域的核心技术仍然存在明显短板。我国起重机行业在摆脱技术对外依赖、在核心技术上攻坚克难方面仍然需要付出努力。

2.构建新发展格局,促进行业稳定健康发展

我国在“十四五”期间要推动形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。在此背景下,起重机行业在构建新发展格局的进程中要紧密结合经济民生的发展需要,坚持创新驱动发展策略。在提升产业竞争力和发展主动权的过程中,一要打通创新链,加快自主创新步伐,推进新技术应用;二要补强产业链,确保行业持续健康发展,加强产业链协同研发,实现关键零部件自主可控;三要稳定供应链,增强上下游企业的合作力度,构建上下游研发、试验和产业化协同发展机制;四要提升价值链,实现高水平对外开放。 O/FmVCRLtKsbjU9i5893lso3+4gPoGhzlKYlE9dDk+CaJ8ELJmXGQ5L9YfUuXHoa

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