黃陳娣

上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125

0 引言

隨著我國(guó)加入WTO，國(guó)際貿(mào)易迅速發(fā)展并不斷的促進(jìn)了我國(guó)港口運(yùn)輸?shù)募眲≡鲩L(zhǎng)，同時(shí)也推動(dòng)了港口機(jī)械設(shè)備的發(fā)展。門(mén)座式起重機(jī)作為碼頭專(zhuān)用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行裝卸、搬運(yùn)和堆碼作業(yè)，它具有高效的作業(yè)能力、低成本建設(shè)費(fèi)用，機(jī)動(dòng)靈活，通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使得門(mén)座式起重機(jī)在港口碼頭得到廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展和國(guó)際貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)激烈，對(duì)港口裝卸機(jī)械設(shè)備提出了更高的要求，所以門(mén)座式起重機(jī)設(shè)計(jì)要朝大型化、高速化、自動(dòng)化和智能化的道路發(fā)展，來(lái)滿足市場(chǎng)日益競(jìng)爭(zhēng)的需要。

1 門(mén)座式起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外門(mén)座式起重機(jī)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家約15家左右。其代表性的生產(chǎn)廠家主要有歐美的利勃海爾、特雷克斯一德馬格、馬尼托瓦克和日本的神鋼等。他們生產(chǎn)的產(chǎn)品型號(hào)比較完善，技術(shù)先進(jìn)，具有很高的市場(chǎng)占有率。

歐美廠家生產(chǎn)的門(mén)座式起重機(jī)整體上代表了國(guó)際先進(jìn)水平。它不僅滿足了大噸位的需要，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、安全性能可靠、設(shè)備穩(wěn)定性高是其它國(guó)家無(wú)法媲美的。更重要的是它們?cè)诖髧嵨划a(chǎn)品上安裝了全球定位系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有廣泛的代表性。

日本廠家的門(mén)座式起重機(jī)產(chǎn)品與歐美國(guó)家的產(chǎn)品相比，在技術(shù)上還存在著較大的差距，但日本產(chǎn)品的制作精細(xì)化程度很高，仍然值得我們學(xué)習(xí)和效仿。

1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

隨著我國(guó)重工業(yè)的的快速發(fā)展，起重機(jī)設(shè)備取得了顯著的成績(jī)，經(jīng)國(guó)家質(zhì)檢總局頒發(fā)起重機(jī)制造許可證的單位為1 616家，具有較強(qiáng)的起重機(jī)械制造能力。在小噸位的起重機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域我國(guó)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，但對(duì)大型起重機(jī)的研發(fā)我們和國(guó)外還存在一定的差距。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，我國(guó)研發(fā)大型門(mén)座式起重機(jī)的時(shí)間較短，在設(shè)計(jì)的水平上急需改進(jìn)；從經(jīng)驗(yàn)上講，國(guó)內(nèi)門(mén)座式起重機(jī)在可靠性和穩(wěn)定性都不如國(guó)外的品牌。通過(guò)上述兩個(gè)方面的研究和積累，我國(guó)可以在未來(lái)十年內(nèi)不斷縮小與國(guó)外門(mén)座式起重機(jī)的技術(shù)差距。

1.2.1 面臨的主要問(wèn)題

1）核心部件的技術(shù)水平欠缺

我國(guó)在發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓件、高質(zhì)量鋼材等核心部件的技術(shù)水平制約了起重機(jī)的發(fā)展。核心部件的技術(shù)掌握在國(guó)外生產(chǎn)廠家的手里，嚴(yán)重制約了我國(guó)起重機(jī)整機(jī)的技術(shù)研發(fā)，阻礙了市場(chǎng)占有率，降低了利潤(rùn)空間。這不僅是起重機(jī)面臨的難題，也是我們機(jī)械行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。為了彌補(bǔ)核心部件技術(shù)水平的制約，提高我國(guó)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，我們應(yīng)該從以下方面發(fā)展我們的技術(shù)水準(zhǔn)。

（1）提高設(shè)計(jì)水平：提高整機(jī)設(shè)計(jì)的匹配性能，提高系統(tǒng)的可靠性，提高制造質(zhì)量的穩(wěn)定性；

（2）改善服務(wù)質(zhì)量：收集設(shè)備的故障問(wèn)題，提供便捷產(chǎn)品使用和設(shè)備維修服務(wù)；

（3）積累充足經(jīng)驗(yàn)：不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，不斷摸索積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提供更安全、更實(shí)用、更經(jīng)濟(jì)的施工方案。

2）制造水平不能滿足設(shè)計(jì)的要求

國(guó)內(nèi)起重機(jī)在制造的水平上不能滿足設(shè)計(jì)的需要，特別在細(xì)節(jié)精益設(shè)計(jì)方面和國(guó)外存在較大的差距。在制造上，不僅僅是工人的技術(shù)水平、工作態(tài)度不如國(guó)外技術(shù)人員的素質(zhì)，尤其突出的是加工制造工藝不成熟，設(shè)備精度不高。往往是一個(gè)完美的設(shè)計(jì)，而制作出低質(zhì)量的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)起重機(jī)的設(shè)計(jì)注重的是產(chǎn)品的功能要求，只要能滿足功能其它設(shè)計(jì)顯得很拙劣，更不要提細(xì)節(jié)方面的設(shè)計(jì)。另外，國(guó)外研發(fā)一臺(tái)新的產(chǎn)品從構(gòu)思到設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試至少需要幾年的時(shí)間，而國(guó)內(nèi)的新產(chǎn)品研發(fā)的周期很短，甚至技術(shù)不成熟就投入市場(chǎng)。要想趕超國(guó)外的技術(shù)水平，我們首先應(yīng)當(dāng)借鑒他們的先進(jìn)技術(shù)，然后消化吸收再創(chuàng)新，結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代。

2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)

2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況

歐美發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家非常重視設(shè)計(jì)技術(shù)的研究，使得起重機(jī)設(shè)備，特別是門(mén)座式起重機(jī)設(shè)備得到了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。它們通過(guò)相關(guān)政策和財(cái)政來(lái)大力扶持和推廣創(chuàng)新設(shè)計(jì)；有些國(guó)家專(zhuān)門(mén)成立了“設(shè)計(jì)委員會(huì)”，把設(shè)計(jì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、美學(xué)和人機(jī)工程學(xué)融為一體，不斷的提高機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，確保產(chǎn)品造型新穎，安全可靠性，節(jié)能又環(huán)保。

我國(guó)起重機(jī)設(shè)備的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)而曲折的過(guò)程。首先從模仿蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)中不斷消化吸收，摸索、總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，后來(lái)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)方法，逐步走向自主設(shè)計(jì)、自主開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，不斷縮小與國(guó)外起重機(jī)設(shè)備在設(shè)計(jì)上的差距。門(mén)座式起重機(jī)的發(fā)展也是這樣的發(fā)展情況。雖然我國(guó)在門(mén)座式起重機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域有了很大的進(jìn)步，但是還存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。其一，我國(guó)很多中小企業(yè)在設(shè)計(jì)研究，員工培訓(xùn)等方面投入的資金少；其二，設(shè)計(jì)人員短缺，沒(méi)有形成有效的設(shè)計(jì)理念，屬于自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)很少，很多都是照抄照搬。

2.2 國(guó)內(nèi)外門(mén)座式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

2.2.1 降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本

產(chǎn)品的生產(chǎn)成本包括設(shè)計(jì)、采購(gòu)制造成本，國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家就成本估算及降低成本的方法進(jìn)行了大量的研究工作，提出來(lái)一些新的思想和評(píng)價(jià)方法，并取得了很大的效果。德國(guó)學(xué)者提出了成本結(jié)構(gòu)和分類(lèi)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，用來(lái)對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案，不同的成本設(shè)計(jì)思想進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)，最后得到最優(yōu)的成本價(jià)。美國(guó)學(xué)者利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品做回歸統(tǒng)計(jì)并建立成本模型，通過(guò)模型的模擬和計(jì)算得到合理的實(shí)際成本。日本、瑞士、英國(guó)等學(xué)者也做了大力的研究，也取得了豐碩的成果。我國(guó)也有很多專(zhuān)家在這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了數(shù)年的研究，提出了具有代表性的理論模式，如DFC和DTC模式。它在單臺(tái)和整個(gè)系列的起重機(jī)的設(shè)計(jì)水平以及設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行了全方位的綜合分析比較。由于缺乏大量的有效數(shù)據(jù)，這兩種模式實(shí)用性不大。從上述可以看出，因缺乏有效的理論和數(shù)據(jù)，降低產(chǎn)品成本的設(shè)計(jì)一直還處于局部分析和計(jì)算階段，沒(méi)有貫穿整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。所以，建立支持設(shè)計(jì)全過(guò)程尤其是初始方案和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的成本信息模型已成為實(shí)現(xiàn)低成本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和迫切需要解決的難題。

2.2.2 面向大型化，高速化和專(zhuān)用化發(fā)展

隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力急劇增加，在這樣的環(huán)境里就要求門(mén)座式起重機(jī)朝大型化、高速化和專(zhuān)用化發(fā)展。大型化、高速化和專(zhuān)用化的門(mén)座式起重機(jī)有利于提高港口碼頭的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，使得企業(yè)在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中處于主導(dǎo)地位。

2.2.3 提高產(chǎn)品的自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化程度

某種意義上講，門(mén)座式起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上依賴于傳動(dòng)部件與控制部件的發(fā)展。現(xiàn)今傳動(dòng)部件和控制部件更新?lián)Q代，利用先進(jìn)的電子技術(shù)和現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)了門(mén)座式起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)和數(shù)字技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)，可編程控制，故障診斷及數(shù)據(jù)管理。使門(mén)座式起重機(jī)具有自動(dòng)保護(hù)和自動(dòng)檢測(cè)，以適應(yīng)現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要。

2.2.4 采用仿真與虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)

仿真與虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)，屬于先進(jìn)現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法。在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，各國(guó)學(xué)者的研究異常活躍。機(jī)械產(chǎn)品的仿真建模設(shè)計(jì)中，目前應(yīng)用最廣泛方法為有限元方法（FEM）、有限差分法等。虛擬設(shè)計(jì)中比較重視的是計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（VRS）環(huán)境中的虛擬設(shè)計(jì)(VD)技術(shù)。

3 結(jié)論

對(duì)于門(mén)座式起重機(jī)的設(shè)計(jì)發(fā)展，不同的國(guó)家有不同的實(shí)際情況，應(yīng)當(dāng)根據(jù)港口碼頭的需要，以及各個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平采取不同的設(shè)計(jì)方法，來(lái)滿足實(shí)際的需求。但門(mén)座式起重機(jī)的在大型化、高速化和專(zhuān)用化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

[1]茍欽.門(mén)式起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析[J].中國(guó)科技博覽，2010(1).

[2]劉金江.履帶起重機(jī)產(chǎn)品現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑機(jī)械，2009(3).