2026年工程机械自动化发展趋势:自主作业将分阶段推进

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核心提示:美国设备制造商协会(AEM)2026年11月9日发布《自动化与自主化的未来》白皮书,分析工程机械、农业机械等非道路设备未来5至10年的自动化发展方向。报告认为,行业不会在短期内全面转向无人自主运行,而是优先从重复性较高、作业环境相对明确的任务开始,逐步提高设备自动执行能力。传感检测、设备控制、远程监测及智能诊断等技术,将在这一过程中发挥重要作用。

工程机械和农业机械正在经历从传统机械控制向自动化、智能化作业系统的转变,但设备自主运行的发展速度,并不像部分市场宣传所描述的那样迅速。

2026年11月9日,美国设备制造商协会(Association of Equipment Manufacturers,AEM)发布《自动化与自主化的未来》(The Future of Automation & Autonomy)白皮书,对非道路设备未来5至10年的技术发展作出分析。报告由AEM未来委员会及其自动化与自主化专题团队编制,重点讨论工程机械、农业机械在不同作业条件下实现自动化的可能路径。

报告的核心判断是,非道路设备不会通过一次技术升级直接进入全面自主运行阶段。未来更可能出现的情况,是不同设备根据作业环境和任务特点,逐步实现部分操作自动化、辅助决策和有限条件下的自主执行。

与工厂内位置相对固定的生产设备相比,工程机械和农业机械面对的作业环境具有更多变化。施工现场可能存在不断变化的地形、物料和作业区域,农业机械则需要适应不同土壤条件、作物状态及田间环境。这些因素使设备自主运行不仅涉及运动控制,还需要考虑现场感知、任务规划、异常识别以及必要的人工干预。

AEM指出,重复性较高、作业过程相对明确且受到劳动力条件限制的任务,预计将率先提高自动化程度。对于环境变化复杂、操作后果较为重要的任务,自动化应用可能需要更多时间,并继续依赖人员判断。

这一判断说明,未来设备自动化的发展重点未必是完全取消人工操作,而是重新分配人与机器之间的工作内容。机械设备可以承担更多标准化执行任务,人员则负责作业安排、运行监督、异常处理和设备维护。

对于工程机械制造企业,这种变化意味着自动化功能需要更加紧密地与整机系统结合。传统工程机械主要依赖驾驶人员操作动力、传动和液压执行系统,而具备更高自动化水平的设备,还需要利用传感器获取运行状态,通过控制系统处理信息,再由执行机构完成相应动作。

例如,在适合自动化作业的设备中,位置传感器、倾角传感器及其他状态检测装置可以用于获取设备姿态或执行机构状态。控制系统根据任务要求及检测信息生成控制指令,执行机构再完成相应操作。

不过,设备能否按照预期运行,还取决于传感器精度、控制算法、液压系统响应和实际作业条件。仅增加传感器数量或计算能力,并不能保证机械设备具备可靠的自主作业能力。

报告特别强调了安全和运行监督的重要性。自动化技术如果能够减少人员进入高风险作业环境的次数、改善现场感知能力、降低碰撞风险,或者支持人员远程操作危险区域内的设备,就可能产生实际应用价值。

在工程机械行业,远程操作与完全自主运行属于不同技术阶段。远程操作仍由人员直接控制设备,只是改变了操作位置;自主作业则需要机械设备在规定条件下自行完成部分任务。两种方式对通信、控制及安全保护系统的要求并不完全相同。

AEM认为,未来设备运行方式可能逐步由一名操作人员控制一台机械,转向一名人员监督多台设备的模式。人工智能技术可参与作业规划、设备调度、故障诊断和决策辅助,人员继续承担监督、批准操作、设备维护和异常干预等职责。

这种模式对设备信息处理和运行管理提出了新的要求。当多台机械同时作业时,设备状态、任务执行进度和异常信息需要及时传递,现场管理系统也需要具备相应的数据处理能力。

工业通信设备和远程监测技术与这一发展方向具有直接的技术联系。对于分布在不同位置的机械设备,通信网络可以承担设备状态传输、运行信息采集和必要的远程管理任务。但通信方式需要根据现场覆盖条件、响应要求及设备设计确定,不能简单认为所有工程机械都适合采用同一种无线通信技术。

设备维护也是AEM此次报告关注的重要领域。随着机械设备自动执行功能增加,售后服务人员和维修技术人员在保障设备正常运行方面的作用将更加突出。

传统机械故障主要涉及动力、传动、液压和机械结构等部分。自动化程度提高后,设备维护还可能涉及传感器信号、控制器状态、通信连接及软件配置等问题。因此,机械维修与电气控制系统诊断之间的联系可能进一步加强。

不过,自动化程度提高并不意味着所有设备都会立即增加复杂的电子系统。对部分结构简单、作业条件稳定或使用频率较低的机械而言,增加自动化功能是否具有经济价值,仍需结合设备成本、实际作业效率和维护条件进行判断。

AEM报告同时提出了影响非道路设备自动化发展的11项趋势,并讨论了到2035年的技术发展路径。报告属于行业前瞻性研究,不是已经确认的设备部署计划,也没有公布2035年全球工程机械自动化设备的具体销量。

按照协会的判断,未来自动化应用更容易在任务明确、环境较为可控、技术价值容易验证的场景中取得进展。对于作业环境变化较大、系统兼容困难或维护能力不足的场景,应用进程可能相对缓慢。

这一发展方向对工程机械相关产业链具有参考意义。传感器、工业控制器、液压执行元件、工业通信设备和状态监测系统等产品,均与机械设备自动化技术存在一定联系。但目前的报告并未提供这些细分产品的实际订单或市场增幅,因此不能直接据此判断相关产品需求已经增长。

此次AEM白皮书反映出非道路设备行业对自动化发展路线的认识正在更加重视实际应用条件。未来5至10年,工程机械和农业机械的自动化水平可能继续提高,但不同设备之间的技术进展不会完全同步。

对于工程机械制造商及工业控制设备供应链而言,值得持续关注的不是单纯追求完全无人运行,而是设备在具体作业任务中能否稳定执行、方便维护,并与现有机械系统实现可靠配合。随着实际应用项目逐步推进,自动化技术的工程适用性将成为判断行业发展水平的重要依据。


 
 
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