2025 CM GIEI丨劉成良：大型工程機(jī)械裝備健康監(jiān)測與智能運(yùn)維

2025年3月31日，“2025工程機(jī)械綠智生態(tài)創(chuàng)新大會(huì)”在北京盛大舉行。這是一場意義非凡的行業(yè)盛會(huì)，聚焦于“綠智”“生態(tài)”“創(chuàng)新”三大關(guān)鍵詞，為工程機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展描繪了清晰的藍(lán)圖。“綠智”，即綠色與智能的深度融合，代表著工程機(jī)械行業(yè)在節(jié)能減排、低碳環(huán)保的基礎(chǔ)上，通過智能化技術(shù)提升設(shè)備性能與工作效率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與可持續(xù)發(fā)展；“生態(tài)”則強(qiáng)調(diào)行業(yè)倡導(dǎo)構(gòu)建綠色供應(yīng)鏈，打造可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)；而“創(chuàng)新”是驅(qū)動(dòng)行業(yè)變革的核心動(dòng)力，涵蓋技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新等多個(gè)層面，為工程機(jī)械行業(yè)注入源源不斷的活力，助力企業(yè)在激烈的市場競爭中脫穎而出。

在大會(huì)備受矚目的“技術(shù)前瞻”板塊上，上海交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師劉成良發(fā)表了題為《大型工程機(jī)械裝備健康監(jiān)測與智能運(yùn)維》的精彩主題演講。

上海交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師 劉成良

工程機(jī)械裝備需從傳統(tǒng)自動(dòng)化向智能控制轉(zhuǎn)型，其核心在于部署具備AI芯片的智能終端。劉成良表示，大型工程機(jī)械裝備健康監(jiān)測與智能運(yùn)維技術(shù)近年來取得了顯著進(jìn)展，核心技術(shù)聚焦于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與人工智能融合創(chuàng)新。

以隧道掘進(jìn)裝備為例，通過構(gòu)建智能感知終端與云端協(xié)同的運(yùn)維體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧道掘進(jìn)機(jī)十二大感知子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。這些子系統(tǒng)涵蓋拼裝機(jī)、刀盤檢測、液壓動(dòng)力等關(guān)鍵部位，利用多模態(tài)高頻采樣技術(shù)采集振動(dòng)、溫度、壓力等信號(hào)，并通過邊緣計(jì)算進(jìn)行初步處理，有效減輕了數(shù)據(jù)傳輸壓力。

上海交大與企業(yè)合作研發(fā)的“ARM+GPU+AI模型”智能感知終端可滿足復(fù)雜工況下的監(jiān)測需求，且該技術(shù)已在中鐵裝備和鐵建重工的掘進(jìn)機(jī)中實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代，打破了國外技術(shù)壟斷。目前已知的掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程智能運(yùn)維服務(wù)平臺(tái)可為遍布全球130余臺(tái)掘進(jìn)機(jī)提供了健康監(jiān)測、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、安全控制、維修調(diào)度等遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)。

在關(guān)鍵部件的試驗(yàn)研究方面，劉成良分享到，行業(yè)目前已建立涵蓋液壓系統(tǒng)、主驅(qū)密封、泥漿環(huán)流等部件的縮比實(shí)驗(yàn)臺(tái)。通過等效載荷譜性能測試與加速壽命試驗(yàn)，為構(gòu)建涵蓋18大類工程機(jī)械產(chǎn)品、500余種關(guān)鍵零部件、模型精度≥95%的行業(yè)失效機(jī)理模型庫提供更為豐富的大數(shù)據(jù)支撐。

人工智能技術(shù)的演進(jìn)在工程機(jī)械行業(yè)正朝著更高維度的方向發(fā)展，劉成良詳細(xì)例舉了部分國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)企業(yè)在人工智能上的合作應(yīng)用案例。

其中，三一集團(tuán)基于C/S與B/S混合架構(gòu)打造的混凝土泵車智能系統(tǒng)，依托GPS/GIS/GPRS集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)全鏈路采集，可對(duì)泵送壓力、臂架姿態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)實(shí)施毫秒級(jí)監(jiān)控。徐工機(jī)械推出的“重型機(jī)械云”平臺(tái)整合十余年設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，構(gòu)建起起重機(jī)從整車到零部件的三級(jí)載荷譜模型，顯著提升結(jié)構(gòu)安全評(píng)估精度。中聯(lián)重科針對(duì)起重車液壓系統(tǒng)開發(fā)出故障特征分析算法，攻克了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與精準(zhǔn)診斷的技術(shù)瓶頸。

當(dāng)前全球工程機(jī)械裝備領(lǐng)域已形成以智能化監(jiān)測為核心的技術(shù)體系，多家龍頭企業(yè)開發(fā)出各具特色的遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)。

劉成良指出，未來工程機(jī)械智能運(yùn)維將向“感知—決策—執(zhí)行”全閉環(huán)方向不斷深化，推動(dòng)工程機(jī)械裝備的管理進(jìn)入自主進(jìn)化新階段，而校企合作可為企業(yè)構(gòu)建完善數(shù)據(jù)閉環(huán)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供關(guān)鍵性支撐。