挖掘機(jī)哪家強(qiáng)？不找藍(lán)翔找AI！

原標(biāo)題：挖掘機(jī)哪家強(qiáng)？不找藍(lán)翔找AI！

挖掘機(jī)一直都是個謎一樣的存在，上至老人下至小孩，都為之著迷，只要在路上看到挖掘機(jī)作業(yè)，總會有一大批停下匆匆腳步行注目禮的人，挖掘機(jī)是除游戲外，男人的另一個天堂，屬于男人的快樂玩具。

挖掘機(jī)的神奇在于它像個英雄一樣，在各種危險的環(huán)境中都能看到它的身影，好像什么都能干的樣子，又A又颯。挖掘機(jī)也被稱為工程機(jī)械領(lǐng)域的皇冠明珠，作為一種物料搬運(yùn)的工具，被廣泛用于資源開采、建設(shè)施工、搶險救災(zāi)應(yīng)急救援中，擁有廣闊的應(yīng)用市場。

但是其工作的天然場景就是在高危的環(huán)境中，施工的環(huán)境復(fù)雜，路況起伏不平，高噪音、高粉塵、傷亡事故等，雖然司機(jī)的薪資較高，但是很多年輕人不太感冒進(jìn)入這個圈子，現(xiàn)存的熟練主力工人都是三四十歲的中年人為主，惡劣的作業(yè)環(huán)境、頻發(fā)的安全事故、降本增效的要求等是實際工業(yè)生產(chǎn)中的挑戰(zhàn)，也是挖掘機(jī)向智能化方向迭代的推動力量，AI+挖掘機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

AI+挖掘機(jī)的智能變身

目前我國的工程機(jī)械領(lǐng)域仍是一個勞動密集型的產(chǎn)業(yè)，在“新基建”和“中國制造2025”的政策推動下，技術(shù)革新傳統(tǒng)行業(yè)的浪潮四起，工程機(jī)械設(shè)備智能化、無人化的升級革新可以顯著減少作業(yè)安全事故、降本增效，賦能工程機(jī)械企業(yè)提升產(chǎn)品競爭力，行業(yè)的發(fā)展朝著智能化方向升級日漸清晰。

作為工程機(jī)械設(shè)備中使用最廣泛的挖掘機(jī)，搭載AI技術(shù)的順風(fēng)車，讓其升級搖身一變?yōu)楣ぷ餍士衲АＭ５那闆r，挖掘機(jī)作業(yè)主要依賴司機(jī)的手感，他們憑借經(jīng)驗把握施工的分寸和位置，這種經(jīng)驗有時可以發(fā)揮積極的作用，但有時也會造成作業(yè)失誤。在爬坡、挖斗、移動等極易出現(xiàn)作業(yè)事故的場景下，施工質(zhì)量合格與否難保證，效率偏低，費(fèi)時費(fèi)力。

智能挖掘機(jī)搭載的AI輔助駕駛技術(shù)不再那么嚴(yán)重的依賴人的經(jīng)驗，附加的傳感器和感知系統(tǒng)，讓挖掘機(jī)眼觀六路、耳聽八方。AI主要是從挖掘機(jī)的感知、規(guī)劃、控制層面助力，百度近日開發(fā)的全新無人挖掘機(jī)作業(yè)系統(tǒng)（AES）技術(shù)展示，可以進(jìn)行無人化作業(yè)。

無人挖掘機(jī)作業(yè)系統(tǒng)使用多種傳感器融合和感知算法，包含一整套軟件和界面設(shè)計，協(xié)助終端司機(jī)用戶完成系統(tǒng)的操作、部署和使用。在感知層面，利用高精度低成本相機(jī)和激光雷達(dá)，實時生成高精度的三維環(huán)境地圖，通過計算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)等算法，可以檢測作業(yè)環(huán)境中的作業(yè)物料材質(zhì)、運(yùn)輸卡車、障礙物、標(biāo)識和人員等，并對卡車、障礙物等物體進(jìn)行三維姿態(tài)估計，及時調(diào)整動作。

基于感知系統(tǒng)的信息反饋，通過學(xué)習(xí)和優(yōu)化算法，能夠快速進(jìn)行作業(yè)規(guī)劃和多自由度的挖掘機(jī)各關(guān)節(jié)運(yùn)動路徑規(guī)劃，確保提升作業(yè)效率的同時降低機(jī)械損耗。最后，通過高精度運(yùn)動閉環(huán)控制算法，能夠?qū)崿F(xiàn)挖掘機(jī)各傳動機(jī)構(gòu)的精準(zhǔn)運(yùn)動控制。

目前百度的智能挖掘機(jī)已經(jīng)在工業(yè)廢料處理領(lǐng)域落地使用，在沒有駕駛?cè)藛T操作的情況下，自主完成物料挖掘和上料功能，實現(xiàn)連續(xù)24小時的全天候作業(yè)，不僅杜絕了工業(yè)廢料環(huán)境對于駕駛?cè)藛T的傷害，也幫助企業(yè)節(jié)省了人力成本。

在一些作業(yè)場景比較平整安全的環(huán)境中，智能挖掘機(jī)的操作完全可以實現(xiàn)無人化，但是在一些復(fù)雜場景特殊場景中，比如房屋拆除、采石場、地下挖掘等環(huán)境中，需要司機(jī)的經(jīng)驗自主判斷要挖掘作業(yè)的方位，單憑挖掘機(jī)自主判斷，估計就車毀人亡了。算力和算法有限，智能挖掘機(jī)倒也沒有在復(fù)雜環(huán)境中安全作業(yè)的本事。

我們都知道樓房是有承重的位置，需要按照一定的先后順序以及臨場反應(yīng)去操作，不然的話很容易造成倒塌事故，造成傷亡。采石場的采石區(qū)與落石區(qū)經(jīng)常有塌方的情況出現(xiàn)，挖掘機(jī)作業(yè)過程中經(jīng)常會遇到，碰到落石和坍塌的危險，在石頭雨中，砸掉車身周圍的攝像頭或其他感知器件，也只有一首涼涼送給自己。在這些比較復(fù)雜的環(huán)境中，智能挖掘機(jī)還不能脫離操作司機(jī)的經(jīng)驗判斷，對于挖掘的力度與角度需要實際的情況去判斷，算法和策略的迭代積累有限，脫離操作人員的控制的話，就真會失控。

在上述復(fù)雜的場景中，完全無人化的操作短期內(nèi)不會取代操作司機(jī)現(xiàn)場作業(yè)的方式，部分危險環(huán)境中的固定操作中，輔助使用一些遠(yuǎn)程操控的作業(yè)也是一種已知的解決方案。駕駛?cè)藛T在模擬艙內(nèi)進(jìn)行操控，利用5G遙控技術(shù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)離危險的復(fù)雜操作作業(yè)。比如無人挖掘機(jī)可以通過遠(yuǎn)程遙控安全排除未爆航彈，通過在5G環(huán)境中進(jìn)行無線遙控，對于熟練的操作司機(jī)來說，在復(fù)雜危險的環(huán)境中作業(yè)，遠(yuǎn)程操作跟現(xiàn)場操作沒有任何區(qū)別，有種模擬打游戲的感覺，既能高效完成挖掘任務(wù)，又能保證人員安全。

在挖掘機(jī)智能化的初期階段，使用傳感器和感知系統(tǒng)可以增加一些視域的開闊與判斷的輔助，但是離完全的無人化作業(yè)還有點距離，需要技術(shù)與場景的迭代發(fā)展，算法的積累和學(xué)習(xí)需要時間與數(shù)據(jù)的支持。在一些關(guān)乎生命財產(chǎn)安全的情景中，成熟的駕駛員經(jīng)驗相對更可靠。

智能挖掘機(jī)的無人化路徑發(fā)展是一個比較特定的場景，但是作為工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的核心搬運(yùn)部件，其無人化作業(yè)從0到1的產(chǎn)品跨越，給產(chǎn)業(yè)發(fā)展打了一針很強(qiáng)的定心劑，AI技術(shù)與特定場合的解決方案，組合的力量讓其在新基建、資源開采等場景中，蘊(yùn)含了更多的智能機(jī)遇有待迸發(fā)。

其他物流、制造兄弟的AI進(jìn)化

5G、AI技術(shù)代表的“新基建”，正在與實體經(jīng)濟(jì)在具體場景的結(jié)合下深度融合。工程設(shè)備行業(yè)乘風(fēng)而上，并不斷向數(shù)字化、智能化方向演進(jìn)。比如智能重卡與智能天車，這兩位也是工程設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)具有代表性的生產(chǎn)要素之一，其智能化的發(fā)展也能見微知著窺探工業(yè)設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢脈絡(luò)。

智能重卡主要作為工程物流運(yùn)輸設(shè)備來使用，這也是工程機(jī)械領(lǐng)域的標(biāo)志性運(yùn)用場景，目前智能重卡已在港口、園區(qū)、礦區(qū)等場景較為精確的領(lǐng)域得以應(yīng)用。智能重卡是自動駕駛領(lǐng)域內(nèi)相對較早進(jìn)行落地和商業(yè)化的細(xì)分領(lǐng)域，目前來看L3、L4級別的車輛都有落地使用，主要是在場景固定的港口與封閉的一些工業(yè)園區(qū)內(nèi)使用，行駛路線較為固定。

使用的場景與搭載的技術(shù)都與挖掘機(jī)不同，智能重卡主要是搭載毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)、深度攝像頭等，具備多維度多方位感知能力，能夠精確感應(yīng)行人、車輛、其他障礙物等，并且依規(guī)劃路徑實現(xiàn)自主超車、自動變道、自適應(yīng)巡航、繞行避障、預(yù)見性規(guī)劃等功能，智能重卡通過車輛自身的主動智能感知能力，厘米級定位與自動化港機(jī)設(shè)備交互實現(xiàn)精確行駛的任務(wù)，降低駕駛員的駕駛疲勞強(qiáng)度，有效提升行駛安全性。

隨著技術(shù)的成熟和量產(chǎn)的落地，智能重卡在一級市場的投融資活動愈加頻繁，圖森未來的上市與量產(chǎn)，重卡自動駕駛企業(yè)智佳科技的最新4.2億美元的融資，上汽紅巖與中國重汽等自研智能重卡并且已經(jīng)上市等信號，無不說明著行業(yè)進(jìn)入到了飛速發(fā)展的階段。

工程設(shè)備不僅在資源開采、物資運(yùn)輸、搶險救災(zāi)等方面發(fā)揮著重要作用，在工業(yè)生產(chǎn)中，最值得一提的是天車這個在大型制造廠的核心設(shè)備。在大型制造廠商制造業(yè)中，天車作為搬運(yùn)物料的大力士不可或缺。所謂“天車”，是橋式起重機(jī)在工廠中的俗稱，是橋架在高架軌道上運(yùn)行的起重設(shè)備，可以沿著軌道橫向移動，以此搬運(yùn)工廠中沉重物料和設(shè)備產(chǎn)品。

往日的天車設(shè)備一直是熟練的操作工人進(jìn)行駕駛，因為高空低頭彎腰俯視作業(yè)，工作強(qiáng)度大，條件惡劣，并且比較依賴工人的經(jīng)驗，與挖掘機(jī)的行業(yè)痛點類似，也是存在著生產(chǎn)效率、成本與安全的桎梏，智能化可以有效降低作業(yè)過程的安全隱患，并能大幅提升勞動生產(chǎn)率。

天車的無人化，背后的核心技術(shù)從視覺系統(tǒng)層面來說，配備3D識別、精準(zhǔn)定位、視頻追蹤等設(shè)備，掃描獲取場景內(nèi)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算與反饋給控制系統(tǒng)，由中控系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度，通過剛性升降機(jī)械結(jié)構(gòu)與機(jī)器人手臂，完成精確運(yùn)動。因為天車是移動設(shè)備，很難聯(lián)接固定網(wǎng)絡(luò)，但智能天車的作業(yè)需要實時化、高精度進(jìn)行大量數(shù)據(jù)傳輸。先前，天車無人化一般都依賴Wi-Fi。而在今天，智能天車與5G結(jié)合，低延時、高效率傳輸?shù)目鞓氛谛袠I(yè)中成為趨勢。

智能挖掘機(jī)、智能重卡與智能天車這些案例可以直觀展現(xiàn)出，AI作為關(guān)鍵的技術(shù)變量，給工程設(shè)備行業(yè)的核心生產(chǎn)要素帶來巨大的改變，而工業(yè)設(shè)備是工業(yè)發(fā)展的命脈，是最具代表性的制造業(yè)和實體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本。無論是效率還是安全，或者是成本，技術(shù)的提升，市場的需求被點燃，使得產(chǎn)業(yè)端迎來了發(fā)展的機(jī)遇階段，滿足了工業(yè)設(shè)備行業(yè)的智能化、無人化、高效率的發(fā)展需求，在產(chǎn)業(yè)供需關(guān)系方面，也進(jìn)行了新的高效適配，向著低成本高安全的方向進(jìn)發(fā)。

長線投入才見花開與月明

工業(yè)設(shè)備行業(yè)整體來說，產(chǎn)業(yè)鏈冗長，涉及的場景與業(yè)務(wù)，復(fù)雜而又危險，比如露天礦區(qū)、隧道開鑿、建筑拆除、生產(chǎn)制造等，安全性與智能化必須協(xié)同發(fā)展。

因為工程設(shè)備的機(jī)械傳動本身就比較復(fù)雜與專業(yè)性強(qiáng)，技術(shù)的革新需要專業(yè)知識的加持，需要引入一些領(lǐng)域?qū)＜一蛘呤歉袠I(yè)內(nèi)人士協(xié)同革新。這也是傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備廠商的選擇，無論是與互聯(lián)網(wǎng)巨頭企業(yè)合作還是與技術(shù)背景深厚的初創(chuàng)企業(yè)聯(lián)合，都是雙贏的選擇。

傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備廠商發(fā)展多年經(jīng)驗沉淀需要活化，新興的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)技術(shù)與算法能力強(qiáng)勁，感知能力、決策判斷與工業(yè)設(shè)備廠商自動化控制能力結(jié)合相得益彰。優(yōu)化和落地?zé)o人化作業(yè)系統(tǒng)，無論是智能挖掘機(jī)的自主挖掘、卡車裝載等，還是智能重卡的特定場景的自動駕駛，新興技術(shù)快速發(fā)展幫助工程機(jī)械設(shè)備提升生產(chǎn)安全、降本增效，助推工業(yè)生產(chǎn)向智能化、無人化、安全化的方向邁進(jìn)。

工業(yè)機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的智能化還在建設(shè)的初始階段，投入期階段的商業(yè)化落地能力沒有全面鋪開，市場的教育與發(fā)展還需要資本、技術(shù)與時間，整個革新過程需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游各方勢力的共同協(xié)作，耐得住寂寞埋頭苦干才能守得花開見月明。不像互聯(lián)網(wǎng)新零售的一些噱頭風(fēng)口那樣，打一槍換一地兒，或者吆喝兩三年吸引資本投資后作鳥獸狀散去，留一地雞毛。

面對人口紅利的減退、疫情的沖擊，無人施工作業(yè)的需求日益增長，無論是國內(nèi)基建領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，還是出海國外，智能化設(shè)備對于生產(chǎn)與建設(shè)都至關(guān)重要，商業(yè)化的錢景一片明朗。

中國制造的標(biāo)簽從山寨大國到智造工業(yè)設(shè)備未來再到智能設(shè)備出海，短短二十年的發(fā)展，技術(shù)強(qiáng)國的發(fā)展成果已經(jīng)引人側(cè)目，基建速度、生產(chǎn)制造智能化、智慧物流的高速運(yùn)轉(zhuǎn)等，中國速度以開拓者身份步步為營，工業(yè)設(shè)備的數(shù)字化到智能化路徑，已經(jīng)遠(yuǎn)超過了預(yù)期，未來的發(fā)展會有什么樣的速度與面貌，值得憧憬與期待。

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