一、挖掘机用油缸的市场现状

液压挖掘机是全球工程机械公认的第一大机种，目前，中国挖掘机已成为中国工程机械行业增长最快的机种，具有举足轻重的地位。近几年，随着国家经济建设驶入快车道，液压挖掘机实现井喷式增长。预计2011-2015年期间，在国家利好政策助推下，中国挖掘机市场将逐步形成一股影响全局的力量。

挖掘机专用液压油缸是挖掘机核心部件之一，通常一台挖掘机上需要四只液压油缸，包括斗杠缸、动臂缸、铲斗缸和推斗缸。挖掘机行业的高速成长，带来了挖掘机专用液压油缸行业的快速增长。

大型工程机械厂商通常都有自己的液压件工厂，制造其所需的液压元器件。但由于挖掘机对液压油缸的技术要求很高，目前我国挖掘机专用液压油缸仍主要依靠专业企业来供应，且大部分依靠以日本KYB、韩国东洋机电和小松液压等为主的国外品牌。

二、上海三一精机承接油缸数字化智能工厂交钥匙工程项目

为满足不断升级的市场需求，开发自主创新产品，上海三一精机有限公司开启了一项交钥匙工程，承接了三一集团油缸数字化智能工厂的系统集成技术输出项目。该公司是由三一集团投资创建的，总部位于上海川沙产业园，拥有昆山、无锡两大生产制造基地。主要从事精密机床的研发、制造和销售，产品包括金切机床、成型机床、集成技术、功能部件等四大类。秉承“品质改变世界”的企业使命，三一精机致力于为中国贡献一个世界级机床品牌。

1.项目简介

油缸数字化智能工厂主要包括活塞杆生产线、缸筒生产线及装配线等，涵盖了车、铣、磨、抛光、热处理、焊接、电镀、刮辊、清洗、装配、打码读码、涂装等各类设备，另配有车间集中排屑、集中冷却、自动化物流、企业信息化系统、工厂信息化系统、车间MCIS(制造控制信息)系统等。智能工厂的基础构成为数控机床和自动化物流设备。根据需求，采用国际上先进的工艺方法和合理的规划，将具有编程功能和远程数据接收功能的CNC设备和PLC设备，配上集中排屑、集中冷却、自动化物流、车间总控系统等单元，打破单机加工和人工物流转运的方式，从而实现生产线自动化、智能化和柔性化要求。

智能工厂的实现除了设备等硬件要求外，还需要数字化工厂、虚拟样机等软件的支撑。其上层神经系统为车间的主控网络系统，通过MCIS系统，与生产线上设备进行信息交互和控制，从生产订单管理、物流管理、质量管理、设备管理、刀具管理、异常监控管理等方面实现信息化管理，最终实现工厂的智能化生产。

2. 项目特点及先进性

目前生产线所用工艺为国内外较先进的加工方式，关键工序突破了传统加工方法，这也是生产线的亮点所在。如：活塞杆耳环焊接采用摩擦焊接方式，不仅大大提高生产效率，而且焊接质量远高于传统的环缝焊接方式；缸筒法兰焊接采用了机器人焊接，加工效率提高的同时，焊接质量同样也得到了提升；电镀采用全自动电镀线，零件的电镀质量远远高于传统人工电镀方式；清洗机采用先进的碳氢方式代替传统的水洗方式，不仅提高了零件的表面清洁度。而且碳氢清洗液可循环使用，避免水资源浪费对环境造成影响；装配线采用自动以及半自动化设备代替传统的人工装配，提高装配质量的同时，大大的减少了人工操作时间以及人工带来的不确定性。

所用机床要配备高精度光栅尺，整机采用全闭环控制。切削类机床具备功能互锁，实现三轴联动和插补。机床采用先进数控系统，提供远程控制软件和网络版DNC软件，以实现对机床的远程控制、诊断和数据传输。配有刀具管理中心，并备有自动对刀功能。各类设备均具有行程范围控制、软极限保护、行程保护、UPS断电保护、力矩过载保护等多重保护功能。制造单元具有多种保护功能互锁，确保操作人员的人身安全。应用智能化控制和伺服变频系统，降低能耗。

主控网络是通过MCIS系统相结合的生产线CNC设备和PLC设备的数据采集和监控信息平台。具有以下特点：(1)系统设计确保先进性和现代化；(2)系统架构具有开放性和可扩展性；(3)业务流程整合ERP、MES等各信息化系统，实现上传下达，共同满足生产需要；(4)从软硬件架构和数据上确保系统的高可用性；(5) 生产流程尽可能自动执行，操作方便；(6)生产管理系统设置用户权限，防止未授权的系统操作。

数字化工厂通过虚拟产品开发环境，利用计算机技术和网络技术，对生产工程的各个环节，在操作步骤，生产单元、生产线、工厂等不同层次进行设计、仿真、分析和优化。它以工艺规划和生产线规划为核心，研究如何组织生产的问题，实现产品工艺规划、生产线静态规划、车间物流仿真和优化等，达到缩短工厂建设周期、降低建设成本、优化工艺布局和优化物流方案的目的。

生产管理系统包括ERP和MES系统。其充分利用信息化技术，从生产计划下达、物料配送、生产节拍、完工确认、标准作业指导、质量管理、关重件条码采集等多个维度进行管控，并通过网络实时将现场信息及时准确地传达到生产管理者与决策者。如图所示。

生产管理系统流程图

3.社会和经济效益

该项目完成投入生产后产能预计可达到每年32万支油缸，约占30%市场份额。将产生良好的社会和经济效益。

首先，从经济效益上，将提高中国挖掘机液压油缸生产水平和自动化程度；降低对国外技术依赖程度，减少进口产品及技术投资费用；提高油缸和挖机自主品牌附加值以及产品国际竞争力；实现中国自产挖机油缸外销零的突破；促进上下游相关行业的发展。