李宇萌 唐 俊

（南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 221000）

1 研究背景

物流業(yè)被認(rèn)為是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)脈和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。由于我國物流行業(yè)起步較晚，整體物流行業(yè)在規(guī)模、體量、管理等方面，相對(duì)于物流行業(yè)發(fā)達(dá)的國家還有一段距離。近年來，隨著貿(mào)易的飛速發(fā)展，物流行業(yè)迎來了一個(gè)高速發(fā)展階段，為國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了強(qiáng)大動(dòng)力。在飛速發(fā)展的同時(shí)，企業(yè)成本一直是困擾著國內(nèi)物流企業(yè)的重要因素。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，物流企業(yè)獲得發(fā)展機(jī)遇，有效完善物流管理制度、降低企業(yè)成本，這也是未來物流行業(yè)發(fā)展的核心。起重機(jī)是國內(nèi)外實(shí)際生產(chǎn)生活當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械，在港口、碼頭、倉庫等各類貨物集中的地方，尤其在工作人員不易進(jìn)入的狹窄空間，由于生產(chǎn)工藝、周轉(zhuǎn)、配送以及廠房布置等原因，需要對(duì)貨物進(jìn)行連續(xù)的運(yùn)送、儲(chǔ)存、堆放等，并按照要求進(jìn)行取出、分揀[1]。現(xiàn)階段被廣泛使用的起重機(jī)在工作時(shí)，通常一次只能運(yùn)送一件貨物，從而造成效率低下的情況。同時(shí)，由于自身的結(jié)構(gòu)的限制，在狹窄空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)不靈活，且分揀機(jī)構(gòu)不能根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行改變，從而在應(yīng)用上受到極大限制。

因此，市場(chǎng)上需要一系列新型的小型起重機(jī)，它可以高效、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景下貨物的運(yùn)送和碼放，可以在狹窄空間內(nèi)靈活運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)變換碼放形式，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，甚至解放人力操作[2]。

2 市場(chǎng)需求

在現(xiàn)在的港口、碼頭、倉庫等各類貨物集中的地方，由于現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝、周轉(zhuǎn)、配送以及廠房布置等因素，需要對(duì)各個(gè)件箱進(jìn)行連續(xù)的輸送、儲(chǔ)存、堆放等，并按照要求進(jìn)行取出、分揀。但是在進(jìn)行各個(gè)件箱的輸送時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)一次只能輸送一個(gè)而造成效率低的情況，由于自身的運(yùn)送或是分揀機(jī)構(gòu)不靈活。需要一種效率高、靈活多變、工作穩(wěn)定、可自動(dòng)變換形式的分揀機(jī)構(gòu)，需要一種穩(wěn)定、高效的機(jī)構(gòu)將一個(gè)地方的貨物運(yùn)送到另一個(gè)地方且要改變碼放形式的工作?，F(xiàn)有技術(shù)的常用方式由過分段動(dòng)力、檢測(cè)以及氣動(dòng)等工序得以實(shí)現(xiàn)，但是它所帶來的問題就是設(shè)備繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且需要大量的設(shè)備投資。雖然提高了工作效率，但是這種方式卻大大提高了生產(chǎn)成本[3]。

因此，市場(chǎng)上急需設(shè)備簡潔、結(jié)構(gòu)簡單且輕松且易上手的小型起重機(jī)。不僅生產(chǎn)成本大大降低，而且回報(bào)提高，突破了傳統(tǒng)和常用方式的困擾。小型起重機(jī)具有機(jī)身輕小、方便靈活、定位準(zhǔn)確等多種優(yōu)勢(shì)，可以推廣到各個(gè)空間狹小且人力操作不便的場(chǎng)合，具有一定的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

3 國外小型起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

小型起重機(jī)一般指的是功率小于60kW的作業(yè)裝備，其在國外已經(jīng)得到了比較成熟的發(fā)展。西方國家以及日本在這個(gè)領(lǐng)域起步較早，可以追溯到20世紀(jì)50年代。例如，20世紀(jì)50年代由日本研制，最大可以提升7t重物，最大起升高度近20m，外形尺寸較小。這種小型吊車當(dāng)時(shí)用來在狹小場(chǎng)地作業(yè)，整車較低，尺寸較小，作業(yè)時(shí)比較靈活。隨后，歐美先后有企業(yè)投入小型起重機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)中。如今，在歐美等國家，小型起重機(jī)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。目前，小型起重機(jī)的全球市場(chǎng)份額大約是整個(gè)起重機(jī)行業(yè)的一半[4]。

目前，小型起重機(jī)產(chǎn)品有4個(gè)發(fā)展方向，即多功能化、專業(yè)化、輕便化和信息化。

3.1 多功能化

近年來，隨著施工作業(yè)越來越復(fù)雜，對(duì)施工機(jī)械的功能要求也日益增多。因此，小型起重機(jī)需要配備越來越多的功能完成不斷變化的作業(yè)要求。早在2012年，德國制造商就已開發(fā)生產(chǎn)了一款小型輪胎起重機(jī)，最大載重量8t。這臺(tái)小型起重機(jī)通過配備不同的工具完成相應(yīng)的任務(wù)。例如，它可以根據(jù)起吊貨物的不同，安裝吊鉤或者貨叉；為了配合更大的作業(yè)幅度，可以額外安裝副臂。

同年，英國制造商推出了更適用于崎嶇路面的蜘蛛起重機(jī)，如圖1所示。整機(jī)僅重1t，最大額定載荷為995kg,起升時(shí)最大幅度為5.17m,最大高度為5.6m。整機(jī)尺寸長1.87m,寬5.95m,高1.305m，它有4個(gè)不同的功能，如表1所示[5]。

表1 蜘蛛起重機(jī)功能

圖1 蜘蛛起重機(jī)

由表1可以看出，蜘蛛起重機(jī)可以完成4個(gè)不同的工作，大大提高了機(jī)器的使用率，降低了施工成本，這臺(tái)起重機(jī)曾在283m高的樓頂完成安裝鋼化玻璃板的作業(yè)?？梢姡袌?chǎng)的多樣性需求促使小型起重機(jī)朝著功能多樣化的方向發(fā)展。

3.2 專業(yè)化

在施工任務(wù)中，經(jīng)常有一些特殊的工作環(huán)境、工作場(chǎng)地，導(dǎo)致傳統(tǒng)的起重機(jī)無法工作，而這些工作往往需要的起重量不大，這就催生出特定作業(yè)設(shè)計(jì)的專用小型起重機(jī)[4]。例如，美國制造商設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一款剪叉式作業(yè)平臺(tái)，如圖2所示。它寬度較小，有很好的通過性，可在狹窄的區(qū)域內(nèi)工作，平臺(tái)上可承載作業(yè)人員，這種剪叉式作業(yè)平臺(tái)特別適合在狹窄空間、高處作業(yè)時(shí)使用[5]。

圖2 剪叉作業(yè)平臺(tái)

3.3 輕便化

為了提高工作效率、節(jié)約成本，有些品牌的小型起重機(jī)正在向輕便化方向設(shè)計(jì)。例如，英國的制造商曾設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一臺(tái)折疊式小型電動(dòng)隨車起重機(jī)，需要運(yùn)輸時(shí)，可以折疊起來放在車廂上，作業(yè)時(shí)再伸展開。整機(jī)電源僅需12/24V蓄電池，單人就可以完成作業(yè)，但其最大起重量為1t。

3.4 信息化

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，工程機(jī)械搭載信息化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。例如，瑞士ABB公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的起重機(jī)遙控系統(tǒng)，通過在施工作業(yè)場(chǎng)地安裝攝像頭的方式，方便監(jiān)控室中的工作人員操作。這套系統(tǒng)的使用大大提升了作業(yè)人員的安全，有效避免了安全問題。同時(shí)，這套系統(tǒng)也可以嵌套在用于救援的車輛中，用于危險(xiǎn)情況和事故現(xiàn)場(chǎng)的探查和救援工作，提高了救援效率，最大限度地保障了工作人員的安全。

4 小型起重機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀

雖然小型起重機(jī)占全球起重機(jī)份額較大，但其在國內(nèi)所占份額較小，各大知名起重機(jī)生產(chǎn)制造商的核心產(chǎn)品依然是大型和重型起重機(jī)械。目前，國內(nèi)的小型起重機(jī)的發(fā)展水平落后于國外，仍處于發(fā)展期。但是，在施工作業(yè)中，小型起重機(jī)可以彌補(bǔ)大型起重機(jī)施工作業(yè)的局限性，小型起重機(jī)的必要性和優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。同時(shí)，隨著國家推進(jìn)城市化建設(shè)的一系列工程落地以及相應(yīng)國家政策的出臺(tái)，小型起重機(jī)可能會(huì)迎來高速發(fā)展期。

目前，我國柳工集團(tuán)在小型起重機(jī)的生產(chǎn)和研發(fā)上處于領(lǐng)先地位，最具代表性的小型起重機(jī)是小型滑移裝載機(jī)，如圖3所示。這臺(tái)滑移裝載機(jī)是柳工0.2t迷你滑移裝載機(jī)，整機(jī)質(zhì)量1.4t，額定載荷235kg，可配合破碎錘、草叉、開溝器、挖掘臂、鉆孔器等多種附件進(jìn)行工作。目前，這臺(tái)機(jī)器已經(jīng)遠(yuǎn)銷國外，是柳工的核心產(chǎn)品之一。雖然我國已經(jīng)由企業(yè)開始投入設(shè)計(jì)制造小型起重機(jī)，但大都局限于將大型起重機(jī)在尺寸上“縮放”，并沒有在功能上和性能上有創(chuàng)新和提高。因此，我國小型起重機(jī)市場(chǎng)需求很大，但是各企業(yè)在設(shè)計(jì)上還需長足發(fā)展。

圖3 滑移裝載機(jī)

5 國內(nèi)小型起重機(jī)的發(fā)展方向

針對(duì)市場(chǎng)需求，結(jié)合國內(nèi)研究水平，我國小型起重機(jī)發(fā)展方向及趨勢(shì)如下。

（1）通用產(chǎn)品向輕型化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不繁重。這類用途的起重機(jī)市場(chǎng)需求量較大，并可以在多工況下使用。為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、合理降低成本，可以將起重機(jī)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，減小自重，結(jié)合使用工況，簡化整車結(jié)構(gòu)，配合靈活性要求，縮小尺寸。

（2）系列產(chǎn)品向模塊化、組合化方向發(fā)展。在設(shè)計(jì)中，將起重機(jī)的各個(gè)功能歸納整理，將相近結(jié)構(gòu)要求和控制要求的功能或結(jié)構(gòu)模塊化、整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化、各個(gè)模塊聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)化。利用這個(gè)方法，通過各個(gè)模塊的組合使用，可以提高整機(jī)使用的多樣性[6]。

（3）專用產(chǎn)品向自動(dòng)化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的起重機(jī)一般是人駕駛機(jī)器運(yùn)行，這樣的工作環(huán)境存在一定的安全隱患。隨著智能控制技術(shù)的飛速發(fā)展，起重機(jī)上可以搭載遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，不再局限于單一的人工駕駛以及人工驅(qū)動(dòng)操作，增加了人機(jī)實(shí)際位移距離。

（4）產(chǎn)品向多樣化、智能化方向發(fā)展。歐美市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)許多成熟的人工智能以及附屬功能多樣化的機(jī)器。隨著國內(nèi)人工智能技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)的小型起重機(jī)也呈現(xiàn)出搭載人工智能的發(fā)展趨勢(shì)[7]。