3D打印机
伴随着电脑的普及和互联网的发展，我们生活的这个时代被称为信息时代，事实证明互联网已经并且在继续改变我们的生活，而随着近年来，一些新材料、新能源和新生产方式的出现，一场更大的变革已经不可避免，美国著名经济学家杰里米·里夫金把这场变革称之为“第三次工业革命”。3D打印机、碳纤维、机器人和页岩气将是这场“革命”的关键词，作为装备制造业的重要组成部分，生产要素上的任何变革都可能对工程机械行业产生深远的影响。中国工程机械商贸网记者带您一同了解“第三次工业革命”对工程机械产生的影响并探究在工程机械行业可能发生的变化。
未来的工程机械是“打印”出来的
随着美国次贷危机和欧债危机对于全球经济造成重创，虚拟经济的高风险性和不稳定性引起越来越多国家的警惕，发达国家正在呈现实体经济回归的趋势，在所谓“第三次工业革命”到来的时刻，发达国家将凭借技术上的优势夺回近年来正在失去的制造业份额，全球制造业格局将迎来新的改变。3D打印就被认为是可以促成第三次工业革命的一种新型生产方式。3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以 “打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。“3D打印”是通俗叫法，该技术的学术名称为快速成型技术，也称为增材制造技术。
在3D打印技术得到广泛运用的情况下，制造业将不再运用工厂这种将人力、资金、设备等生产要素大规模集中化的生产方式，而转变为一种以3D打印机为基础的，更加灵活的、所需要投入更少的生产方式。《经济学人》将这种趋势称为“社会化制造(Social Manufacturing)”，当这种方式得到广泛运用时，每个人都可以是一家工厂。
随着科技的进步，制造业的生产效率空前提高，这带来人类物质文明的极大丰富，但与此同时，产能过剩也随之成为人类不得不面对的一个问题。很多需求是持续存在的，所谓产能过剩一方面的确是大规模工业化造成的生产过剩，另一方面雷同的产品遇到多元化、个性化的需求，压制了潜在的购买动力。3D打印的出现无疑可以缓解目前的产能过剩，这一技术将满足消费者对产品个性化的要求。
用3D打印机制造的真车Urbee
3D打印机现在已经可以“打印”一个iPhone手机套，也许在不久的将来，更薄更长（如果蒂姆·库克一直担任苹果CEO的话）的iPhone 会是被“打印”出来的。对于工程机械来说，尽管科技的进步完全可以超越人类的想象，但3D打印目前还远没有达到可以“打印”一台整机的技术。不过，3D打印对于工程机械的现实意义或许不久就会显现，随着3D打印机成本的降低和技术的成熟，制约工程机械售后服务的零部件问题将得到根本性的改变。工程机械的售后服务将不会受制于配件库的布局，设想在未来，服务人员将不会因一个零部件的短缺而束手无策，只要有一台3D打印机，就拥有一个移动的配件库。
“捶不扁、炒不爆、砸不碎、煮不透响当当”的碳纤维工程机械
新材料是工业革命的物质基础，相关统计显示，2010年全球新材料产值已达8000亿美元，在这些林林总总的新材料中，碳纤维无疑是最为引人瞩目的。碳纤维是一种具有很高强力和模量的耐高温纤维，为化纤的高端品种。碳纤维一般以聚丙烯腈、粘胶纤维等为原料，先在200－300℃的空气中进行预氧化，然后在惰性气体保护下用1000℃左右的高温完成碳化，最后加热到1500－3000℃形成碳纤维。
很多人质疑碳纤维，认为这一材料在硬度及抗热性上存在缺陷，然而俄罗斯海军利用碳纤维建造的第一艘大型护卫舰11月底将在巴伦支海进行试验的消息有力还击了对于碳纤维材料的质疑。据俄罗斯《消息报》报道，这艘被命名为“戈尔什科夫海军上将”号（Admiral Gorshkov）的护卫舰为22350碳纤维护卫舰的主导舰，在巴伦支海完成试验后，将加入俄罗斯北方舰队第十四反潜作战旅。该舰的建造方北方船厂认为，就物理参数，碳纤维超过了钢材，对该舰上层建筑及其部件的试验揭示碳纤维具有很高的刚性和赖热冲击性。而在此之前，瑞典的世界上第一艘按照全隐形规范由碳纤维制造的战舰“维斯比”护卫舰已经在瑞典海军服役。
瑞典“维斯比”护卫舰
碳纤维材料目前已经应用在从喷气式发动机到超级跑车的众多领域，而对于工程机械行业来说，这一材料也并不陌生，2012年9月28日，中联重科打破世界记录的101米泵车成功下线，这款打破多项吉尼斯世界记录的泵车的7节臂就是应用了成熟的碳纤维臂架结构技术，这使泵车臂架重量减轻40%以上，解决了传统钢材臂架疲劳开裂的问题，使用寿命长达20年以上。这款泵车还在世界上首次将碳纤维技术油缸应用在工程机械领域，大大降低了泵车的维护难度。此前中联重科已经推出多款以碳纤维为原材料的混凝土泵车。
中联重科101米碳纤维泵车
碳纤维材料在工程机械领域的应用并不广泛，但随着行业先锋对于碳纤维技术研究的深入，未来必将有更多的应用碳纤维材料的工程机械产品出现。专家预测，高碳材料将会成为工程机械行业原材料的发展和应用趋势，而高性能碳纤维的需求空间在不远的将来会实现大幅度增长，到那时重量更轻、使用寿命更长的碳纤维工程机械产品将在市场上占据主流。
24小时“不休息” 工程机械的机器人时代
1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，他把机器人称作“Robota”，也就是后来人们常用的 “Robot”。在科幻作品中，机器人是个永恒的话题，对于机器人的研究也吸引了无数人的目光。被称为“机器人学之父”的科幻作家阿西莫夫在1940年甚至提出了“机器人三原则”，即“机器人不得伤害人类；机器人必须服从人类的命令，除非这条命令与第一条相矛盾；机器人必须保护自己，除非这种保护与以上两条相矛盾。”在工业制造领域，机器人并不是“万能”的，跟科幻作品中的具有高级智慧的机器人相比，这类机器人更安全，也已经应用在一些制造行业中。
工业机器人的外形看起来更像是多关节机械手或者多自由度机械手，它指由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和传感装置构成的一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的光机电一体化生产设备。
幻化成埃菲尔铁塔的工业机器人
英国《经济学人》编辑、《第三次工业革命》的作者杰里米·里夫金表示今天的工业机器人，就是像曾经的大型计算机，价格昂贵，安装费钱，而且移动不便，下一代机器人就如同现在的个人电脑，将非常适用于中小型企业。而早在2006年，《福布斯》杂志就预言：当工业机器人价格降到2万美元左右，而性能趋于成熟稳定时，就会出现制造类企业引进工业机器人代替工人的浪潮。目前，进口工业机器人的价格正在逼近这个节点。全球最大的代工厂富士康董事长郭台铭提出投资1000亿元，在2012年内共引入30万台机器人，三年内出产百万台工业机器人，用来取代生产线上单调、重复性高、危险性强工作的目标也从一个侧面印证工业机器人时代的即将到来。
全球工业机器人行业的四大巨头是瑞士ABB、日本FANUC(发那科)、日本YASKAWA(安川电机)以及德国KUKA(库卡)，其中前三大巨头在全球的工业机器人销量均突破了20万台。这四大巨头目前都在中国设立了分公司，连同其他进口品牌，目前外资品牌工业机器人在中国市场的占有率达到八成以上。以低价、高质的劳动力晋身“世界工厂”的中国每年工业机器人的装机量约占全球的八分之一，仅次于日本、韩国，据预计，2015年中国的工业机器人装机量会超过这日韩，成为世界上使用工业机器人最多的国家。
代表未来工业发展趋势的工业机器人已经被中国工程机械企业重视并且采用。中国工程机械商贸网记者近日在参加中联重科的一场产品推荐会时获悉，中联重科混凝土公司于近日在沅江工业园正式启用搅拌车搅拌筒内焊缝焊接机器人生产系统，这套全部采用欧洲顶级机器人的技术系统将有效提高中联混凝土公司的产品质量和生产效率。而三一重工也在2011年底，同重庆市两江新区有关部门签署了有关工业机器人的战略合作协议。
页岩气的美好时代
2011年度，美国能源自给率达到81%，这是美国的能源自给率在20年来的最高水平。为了能源，美国在21世纪的头十年先后发动了阿富汗战争和伊拉克战争，假如能一直保持如此高的能源自给率，世界将会和平许多。美国能源自给率的提高并不是因为发现了基辛格认为能够掌控一切的石油资源，而是受益于所谓的北美“页岩气革命”。页岩气即蕴藏于页岩层中的天然气，与常规油气资源相比，开发技术难度大，生产成本较高。被世人誉为“页岩气之父”的乔治·米切尔在上世纪90年代末期开创的“水力压裂技术”拉开了美国页岩气革命的序幕。2000年，美国页岩气生产量不足100亿立方米，到 2011年，美国页岩气产量已达到1800亿立方米。在过去的10年里，美国页岩气产量增长超过20倍。页岩气大规模开采拉动了美国天然气的产量，2009年，美国以6240亿立方米的产量成为世界第一天然气生产国。由于产量的大幅度提升，美国国内天然气价格最近下探到了10年来的最低点，当前气价则仅为2.15美元。根据美国能源信息署（Energy Information Administration）的预测，到2035年时，美国46%的天然气供给将来自页岩气。
页岩气的美好时代
凭借在经济、环保等方面的优势，LNG（液化天然气）受到青睐，目前LNG汽车已经比较成熟，而以LNG为燃料的工程机械产品却并不常见，除了LNG混凝土搅拌车之外只有少数企业开发了LNG装载机。 LNG在工程机械领域难以推广主要受以下两方面因素制约，一方面是工程机械的履带式车辆居多，不适合天然气集中加注，即使是轮式车辆也往往因为工作场地的因素而远离商用加注站，有时需要自行建设加注站，而这需要设备达到一定规模。另一方面，工程机械对动力的要求比汽车要高，现在主流的天然气发动机技术在热效率、动力性、扭矩等方面较同等排量的柴油机仍有差距。然而随着卡特彼勒、潍柴等发动机制造商对于LNG动力技术研发的深入，以及“页岩气革命”带来的天然气时代来临，将有更多的工程机械产品采用LNG发动机。
对于“第三次工业革命”可能存在很多争议，然而不可否认的是我们正处在又一次生产方式变革的前夜。历史经验表明，领先者如果固步自封将为时间所淘汰。对于工程机械企业来说，找到适合自身的提升方式尤为重要，变革就在不远方，是机遇也是挑战。
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