一个“外行”对工程机械的大胆想象

近两年，杨涛逐渐发现，自己在工程机械行业似乎有了一些名气。

“就在2020年的工程机械宝马展上，我去各个企业的展区，经常有人跟我打招呼，去其他地方学习、参观、交流的时候也是如此。”杨涛笑着说道，“很多人我并不认识。”

实际上，对于工程机械行业，杨涛着实是一个“外人”。他自己也很清楚，如今的“名气”，也是伴随着争议的。

“争议很大。”杨涛这样评价。而争议的来源，就是数字液压。

数字液压与工程机械

作为亿美博的总经理，杨涛在2018年将数字液压技术正式带进工程机械行业，并试图实现数字液压在工业领域的大规模产业化应用。

“要是能够做下工程机械市场，以后进入其他的行业，无论是价格和可靠性等方面，都会具有明显优势，无疑会大大加速数字液压的普及。在工程机械上取得的这些成果反向作用于其他行业，价值巨大。”当时的杨涛也明白，因为数字液压技术本身一直存在争议，这条路其实并不太容易。但每当有机会，他还是会不停地向更多的人去介绍数字液压，以及数字液压会给工程机械行业带来的变化。

“未来，不是智能化的产品，肯定是卖不出去的，这是科技发展的必然。”

在2020年工程机械宝马展上，杨涛看到，中国工程机械行业的头部企业纷纷拿出了与智能化相关的产品，无论是零部件还是整机，都说明这些企业对于智能化产品的研发与储备早几年就已经开始，这足以证明，如今，智能化已经成为了工程机械行业前进的必然方向。

大方向是对的，但杨涛对于智能化的现状却并不满意。

对于企业来说，智能化主要体现在两个方面，一是生产制造的智能化，二是核心产品的智能化。在中国，头部企业前者都做得非常好，但后者的发展却并不尽如人意。

“产品的智能化相比于智能制造来说无疑是落后的。”

各个企业产品智能化的技术路径，也大同小异，传感器、电气控制、5G网络、AR眼镜、高性能计算、算法叠加、大数据收集……一层一层的加法做下来，似乎越走越艰难，成本大幅增加，但带来的改变和提升却并不如人意。毕竟，在落后的基础上实现更高性能，绝非易事。

“这种方法不对。”杨涛觉得，没有数字化作为基础，智能化想通过“修修补补”是很难实现的，有时事倍功半，反而误入歧途。现在正是数字液压的大好机会。毕竟，实现数字化不是亿美博的终极目标，智能化、机器人化才是亿美博的梦想。在杨涛看，未来智能化的装备“只需要输入任务”，在数字化可精确执行的基础上，一切由软件决定，即：“用软件定义一切，硬件负责执行而非控制”。

“装传感器的目的是要看到设备的运行状态，之所以需要去看，是因为我们不知道。假如我们换个思路，如果运行状态稳定且精准，为什么还要看？自然就不看了。”

杨涛解释说，设备的运行就像人闭着眼走路，因为不知道前面是什么，不知道四周的状态是什么，所以需要辅助工具（传感器）去探知，如果那个闭着眼的人就走在一个非常窄的胡同里，两面就是墙，自然就不需要辅助装置。更进一步，如果走路都是精准控制的，那么两面墙也能不需要了。

而数字液压，就是精准受控的元器件，能大幅提升设备的精度、可控性和可靠性。

亿美博数字液压筒形阀实物吊装图

“数字液压自身的运动状态已知、可控，偏差在允许范围内且不累积，于是很多传感器就可以省掉。传感器少了，系统就简化了，算法也简单了。而当我们的每一个运动环节，都实现已知，那整个系统就容易精准受控了。”

目前工程机械的智能化，无论是起重机、挖掘机，还是摊铺机等，似乎都是相同思路：驾驶员虽然不在工作现场，但是会在千里之外通过5G进行远程操控，并利用激光、视觉、毫米波、红外等多种价值昂贵的环境感知器件，将被操作设备的环境信息想方设法传回千里之外的遥控者现场，努力让遥控者有身临其境的感觉。

“所以才会越来越复杂，但是说实话，无论怎样模拟，其实都不如驾驶员真的在现场操作，因此大大影响了作业效率和安全性。”

这样的所谓智能化作业方式杨涛认为就像在操作第一代无人机，但现在的无人机已经并非一对一的操控。比如一个无人机“蜂群”，有几十上百架无人机同时行动，在空中实现各种编队组合，已经无法再通过几十上百个人同时操控来实现了，而是通过智能化的指控系统来辅助人实现目标达成。无人机能够实现一对多，未来的智能化工程机械，应该也会实现一对多的操控。即：指挥者发出任务指令，数十数百乃至更多不同种类、型号的智能工程机械相互协同，以最高效率、最低能耗等方式，完成既定任务。

中国工程院周济院士到亿美博调研考察

工程机械为什么不能是这样？

早在2000年，对于工程机械设备，杨涛就有了一些自己的想法。那时他经常会去思考、寻找数字液压未来的应用场景。“机器人就是未来数字液压最好的应用场景，而具有广泛性和需要协调作业的工程机械就是机器人。”

杨涛告诉《中国机电工业》的记者，2006年，他去见一个客户，在客户厂区的一个小工地里面，看到了一台挖掘机正在那里作业，他就站在那里，看了整整20分钟。“那时候我就在想，这就是数字液压能够大批量应用的最好场景，也是数字液压推动工程机械实现高质量发展的最好场景。”

“这就是一台机器人呐。”

或许在业内人士看来，将工程机械看成机器人是绝对“外行”的行为，尤其是在技术上耕耘多年的，会脱口而出二者在各方面的不同，但“外行人”杨涛觉得，没什么不同。

“它的大脑是什么？中枢是什么？身体是什么？四肢是什么？怎么样去控制它的运动？”杨涛脑洞大开，想了很多。比如挖掘机，它的回转就是腰身，腿就是履带，上肢就是挖掘装置，整台设备就是一个典型的单臂外骨骼机器人。同样的视角，包括：起重机、装载机、旋挖钻、摊铺机等绝大多数工程机械，都可以抽象看成是机器人。

用机器人的标准来定义工程机械有什么不行？杨涛认为，这样就能够把工程机械的很多液压和控制件标准化和通用化，改变目前工程机械行业中，做挖掘机的做不了起重机，做起重机的又做不了旋挖钻等的现状。大量液压传动和控制软件等需要专业化设计、制造、维护，造成人才、资金和时间的浪费。数字液压可以说是通用传动器件，用在挖掘机、起重机、装载机上的几乎都一样，最大的不同是在软件定义与控制上。更进一步，假如利用大量成熟的机器人控制软硬件平台、智能化算法等，构建标准化和通用化的工程机械机器人标准，推动工程机械向更高层级迈进，并非不能实现。

“不能受制于现有设备和技术的约束，去阻碍了人的创新。”

在杨涛的设想中，未来的工程机械（或者说他心目中的工程机械机器人），需要被操控的并不是每一个动作，而只是任务需求。还是以挖掘机为例，其工作的内容就是将土方砂石等从A地搬到B地，初期人只要告诉机器从哪里搬和放到哪里，到了后期，任务来自于更高级的人工智能系统自动分发，至于具体如何的控制回转、动臂、抖杆和铲斗，何时挖何时掘，统统交给机器人控制系统去实现。“比如什么时候、什么工况、怎样去适应、怎么去满足作业效率和能耗、如何与其它设备协同等，这是智能化控制系统需要做的。我们首先要把数字化平台实现了，大量的人工智能技术、机器人技术就可以落地到工程机械行业，最终就可以根据需求来协调指挥机器运行实现建筑一键交付。”

当然，目前这还是一个设想，如今还远没有做到这个层面，而数字化就是一切的开始。

“今天行业共同追求的是工程机械提升效率、降低能耗，但在这些方面，国外龙头企业几乎已经做到极致了。比如挖掘机，夸张点说，川崎把每一滴油都精准计算过，人家把所有能做的事、能申请的专利都搞完了，中国企业要怎么超越？”

新冠肺炎疫情爆发初期，在网上目睹火神山医院的建设，给了杨涛很大的信心，因为他看到了自己设想的未来工程机械的现实需求。

“我们能够十天建出一座现代化的医院，靠的什么？上百台工程机械同时运作，冒着碰撞危险，与时间赛跑。”火神山医院的建设只能作为非常时期“集中力量办大事”的特殊个案存在，但如果未来所有工程机械实现精准的智能化控制，那么这样高效率、低风险的施工就能够实现常态化，几百台工程机械同时工作，相互之间实现协同作业。第一安全性得到大大提升，第二作业效率也会显著提高，等待的时间少了，能耗肯定也更低了。

杨涛认为，这才是中国工程机械行业实现换道超车的发展方向。

2017 年5 月和8 月，工信部装备司罗俊杰副司长先后两次分别前往亿美博、东方电气调研数字液压的应用情况。

“创新并不仅仅难在技术上”

怎么真正大幅提升工程机械的效率？

杨涛并没有将目光放在已有的框架内、陷在传统的思路里面，他提出了一个听起来“天马行空”的设想：把原来工程机械等待的时间全用上。因为空闲的时间就是耗能。

“大道至简。真正的、最好的创新一定是用最简单的方法解决问题。”

中国的工程机械，其实多年以来，一直没有真正走到“独创”的道路上。尽管追赶外国最先进技术的脚步越来越快，只要还跟在后面，就只能继续“吃土”。

“看着人家靠先进的技术拿到高额的利润，我们学习追赶，有朝一日学会了再进行竞争、杀价，人家就又拿出了另一项更先进的技术产品，然后我们再去学、去追赶。”面对这种貌似“无解”的循环，杨涛认为，想要彻底改变“吃土”现状，就要从根本上进行改变。所以他直接发问：

三十年之后的工程机械，还会是现在这个样子吗？

杨涛的答案是“不是”：“未来可能根本没有挖掘机、起重机这样的区分，设备应该是以需求来定义的。智能化水平会提升、协同能力会提升、新的工艺工法会产生。”

就像乐高玩具一样，所有的东西都标准化、模块化，根据需求组装，通过软件、智能控制来完成作业。设备的运行就像建设火神山医院，十天建成了用一年才能完成的建筑，通过一个百臂机器人。

今天的工程机械是独立的个体，有不同的品种规格，在未来，或许工程机械不再有固定的外貌，而是根据需求在控制系统下任意组合，成为一个庞大变体的工程机器人系统。

“这些听起来美好的设想，前期难度非常大，因为一切都要从头搭建。若是一旦取得突破，后续发展就将势如破竹，对竞争对手构成‘降维打击’。”

杨涛希望数字液压能够在工程机械行业大力推进，毕竟，这是实现所有设想的第一步。

“我们遇到的争议很多，是有心理准备的。毕竟我们在探索一条全新的发展道路，不是所有的人都能认同、都能有相同的视角。路途中还会遇到各种困难、风险和失败，因此做创新可能99.9%的时间是极度痛苦的，但我们相信，不懈努力和坚持前行，团结更多的力量，获得更多的帮助和支持，所有的难题都将迎刃而解。”

目前的亿美博以及数字液压，想要实现目标，有一个巨大的门槛需要突破，那就是批量化。而要想实现批量化，关键的问题就出现了，中间的成本谁来承担？

实体经济，尤其是制造业，与互联网企业为代表的虚拟经济有很大不同，大多数资本看不懂也不愿意看这个产业，因为实体产业变现慢、难度大。

杨涛希望，这个产业蕴含的巨大能量能够被有识之士发掘，能有越来越多的资源投入到这个产业之中。

“其实数字液压成本不比现在的液压系统价格高，甚至可能更便宜。”但如果实现不了批量化，价格将永远居高不下。“我们真的难，但难的不是技术，在技术上，我们有充分、充分的把握。”

杨涛用两个“充分”表达了对数字液压的信心，但却在创新的道路上面临着极为现实的问题：谁来支持我们走到批量？

杨涛说

一、换道超车

“要想智能化，必先数字化。”中国的工程机械行业目前看似辉煌，但在技术与核心零部件的最高端，依然被几家外国巨头企业牢牢压制。杨涛认为，国外数十年的技术积累，中国企业想要在短时间内赶上甚至超越很难，这在关键零部件上的差距尤其明显，很多甚至不知道人家积累到了哪一步。

目前全球制造业都处在数字化和智能化浪潮的当口，大家处在同一起跑线，这是一个实现“换道超车”的绝佳时机。

“工程机械的数字化全面实施后，大家或许可以换个角度试想一下，一群无人全数字化、智能化的工程机械其实不就是真正的机器人吗？而工程机械从笨拙升级为工程机器人灵巧智能且强壮高效，这不就是最好的‘换道超车’吗？”

二、工程机械如何进入“万亿”级？

如果按照传统思路，万亿级在工程机械行业很难实现，因为中国整个行业目前加在一起，也就7000亿。

但换个思路或许就有可能。建筑行业在2018年产值就达到了二十多万亿，如果工程机械成为智能工程机器人，替代人工实现更高效率的工艺工法，传统的建筑行业上下游界限将淡化， “建筑公司”将会消失，取而代之的或许是掌握核心施工工艺和工法的建筑工程机器人企业，实现“万亿”并非不可能。

三、建筑4.0时代

工业4.0大家耳熟能详，建筑行业如果按工艺工法以及效率和科技水平划分，也有我们理解的建筑1.0至建筑4.0时代。

建筑1.0是手工化时代，工具是铁锹、锄头等。

建筑2.0是机械化时代，工程机械的大量应用让建筑效率大幅提升，也就是目前我们所处的时代。

建筑3.0是自动化时代，工程机械将会机器人化，机器人化带来的是相互之间的协同能力、精准作业。工程机械的信息化、自动化与机器人化发展，将大幅提升建筑施工效率与能耗的改变，推动建筑行业工艺工法的不断创新和升级。

建筑4.0是超过20万亿的智能化时代，是“一键”交付的时代，全链条、全方位、全生命周期的智能化建筑时代得到构建。是从需求到全生命周期终结“一键”实现的时代。这个时代，谁掌握了核心科技，谁就引领了总产值超过20万亿建筑行业的发展。

四、“轧钢”趣闻

杨涛的父亲杨世祥是亿美博的创始人，时至今日都在研究数字液压这项技术，他在上个世纪90年代就提出，数字液压在轧钢上将会得到极好的应用。但直到最近几年，这个小目标才得以实现。“我们用数字液压改造了轧机，把硅钢极薄带轧到0.03毫米以下，这在以前，国内根本无法实现。”极薄取向硅钢目前主要依靠进口，价格昂贵。杨涛感慨，“要是二十几年前就能实现数字液压在轧钢上的应用，不仅能为国家省下很多钱，或许今天的竞争格局也有很大的不同。”