2019年工程机械质量检验情况
一、发展概况
近年来，工程机械产品质量水平不断提升，这主要是由于行业部分企业对工作装置和结构件等关键部件进行了部分优化，对零部件质量的管控力度不断加强；对生产制造工艺进行了升级改造，应用信息化、智能化制造手段，如零部件自动搬运、自动化装配和力矩自动拧紧等，打造智能化生产车间，进一步稳定了产品质量；对关键部件（如箱、桥等）寿命进行提升，进一步提高整机产品的可靠性和耐久性；对工程机械产品及部件数字化加工制造水平逐步进行提升，数字化车间、智能工厂初见雏形，为产品质量的提升奠定了基础。
同时，部分制造企业相继开展关于应用先进的现代分析技术进行疲劳寿命预估与可靠性、耐久性的研究，使得零部件的质量一致性控制得到提升，可靠性试验手段也逐步加强，提升了产品的可靠性、耐久性；着手研究整机和传动系统、液压系统、控制系统、制动与转向系统等关键部件的可靠性、耐久性试验装备和试验方法的规范与标准，进一步规范可靠性验证工作，部分产品整机可靠性已达到或接近国际先进水平。
工程机械整机的质量水平虽然有一定的提升，但总体而言，与国外产品还存在着一定的差距，包括工程机械核心零部件（如高端液压元件、传动元件和发动机等），这种差距仍集中反映在基础部件技术水平方面，较为突出地表现在动力换挡变速器和驱动桥设计制造技术，高端高压柱塞型液压马达、液压泵设计制造技术，整体式多路阀设计制造技术等方面。
在产品人性化设计方面，产品的操控性、舒适性、环境性、安全性及减振降噪等与国外同类产品仍存在一定差距。例如：部分机型司机耳边噪声水平的差距达5～8dB，机外辐射噪声水平差距达2～5dB；部分机种还未建立科学的能耗评价体系，产品本身能耗较大，有一定的节能空间；工程机械整机环保水平与国外发达国家和区域仍有较大差距，当前国内仍执行国三排放标准，欧盟已全面进入欧五时代。
我国部分工程机械产品第一个大修期与国外同类产品相比差距显著，卡特彼勒、小松等外资品牌装载机的第一个大修期为15000～20000h，中型挖掘机的第一个大修期为12000～13000h，叉车的第一个大修期为10000h，大马力推土机的第一个大修期略长，为20000h以上。但当前国内部分品牌工程机械主要机种的大修期约为国外产品的1/2。
国外工程机械品牌产品平均失效间隔时间分别为：挖掘机约1000h，装载机为800～1000h，内燃叉车约1200h，推土机约800h，工程起重机约800h。我国同类产品平均失效间隔时间均约为国外产品的1/2，与国际先进水平存在的差距还是显而易见的。
国内制造商普遍未进行有限寿命设计，虽然在产品静态设计方面取得一定的进展，但缺乏动态分析、载荷谱的研究，并且实际应用范围有限；可靠性也仅针对设计安全冗余进行类比，工程机械主要机种的寿命未能清楚地表达。
部分工程机械产品绿色制造技术也存在一定的差距，对于基于能源多样化的节能研究较少，采用混合动力驱动系统，开展能量回收、单独驱动等节能技术的研究不够，未形成商品化的节能产品。
国家工程机械质量监督检验中心（简称质检中心）在多年的试验检验数据的基础上，开展了典型工程机械产品失效统计和分析工作。下文选取挖掘机、装载机、工程起重机、非公路自卸车、叉车、推土机、压路机和观光车等典型产品，针对其可靠性试验中发生的失效，按照平均失效间隔时间、失效类别、失效模式、失效所属系统等进行统计，给出分析建议，希望对提高行业产品的可靠性有所帮助。
二、典型工程机械产品质量状况分析
（一）挖掘机产品质量状况分析
1.挖掘机行业发展情况
近几年，挖掘机行业发展相对较快，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。从专利的角度看，近几年关于挖掘机的相关专利数量大幅增长。多年的技术积累，帮助国内企业实现挖掘机技术的追赶和超越，最近几年国产品牌市场占有率不断提升也与技术水平的提高密不可分。
虽然技术水平不断提高，但产品质量依然是产品的核心要素。随着大数据、互联网等技术在传统工程机械领域的应用，很多企业建立了数据采集和分析中心，通过“工程机械+互联网”的深度融合，实现对主机运行状态的检测和分析，对产品的可靠性、生产一致性和耐久性的评价提供了技术支撑。
随着挖掘机技术水平的提高和应用领域的不断扩展，我国挖掘机行业企业对质量的要求也越来越高。但在产品一致性、可靠性和耐久性方面的关注和投入不够，我国挖掘机产品质量仍有提升的空间。
2.液压挖掘机可靠性试验数据统计与分析
质检中心通过采集300余台6t以上液压挖掘机的1000h现场跟踪可靠性试验数据，对它们的失效发生时间、发生部位和发生次数，按照失效类别、失效模式、失效所属系统等进行统计与分析。
按失效所属系统可以划分为动力系统、传动系统、执行系统（工作装置）、行走系统、回转系统、制动系统、控制系统、电气系统和其他主要零部件等九大系统。
按失效所属系统统计：其他主要零部件失效比例为28.6%，执行系统失效比例为17.3%，传动系统失效比例为13.6%，动力系统失效比例为11.7%，行走系统失效比例为11.1%，电气系统失效比例为9.6%，控制系统失效比例为4.8%，回转系统失效比例为2.2%，制动系统失效比例为1.1%。
通过数据分析可见，在挖掘机各系统的失效率中，主要零部件、执行系统、传动系统和动力系统的失效率较高。其中，部分失效原因是同一零部件有多个供应商，导致产品一致性较差。在选择零部件时，对供应商评价不科学，缺乏零部件试验验证手段和评选体系。
按失效发生模式统计：松脱性失效比例为31.6%，损伤性失效比例为26.8%，泄漏性失效比例为25.4%，其他失效比例为6.7%，断裂性失效比例为3.4%，堵塞性失效比例为2.5%，失调性失效比例为2.1%，退化性失效比例为1.5%。
通过数据分析可见，在挖掘机各模式的失效率中，损伤性、松脱性、泄漏性失效模式的失效次数较高。针对这些失效，应建立完整科学的失效数据库、可靠性评价体系和可靠性分析手段，以确认哪些属于产品开发过程中的缺陷，哪些属于设计输入的缺陷，进而采取与之相适应的解决措施。
3.挖掘机行业提高产品质量的建议与发展方向
我国挖掘机产品质量的提高需要从以下三个方面来着手进行：
（1）可靠性。近年来，随着技术水平的提升、国产化率的逐年提高以及产品的维修和安全性的加强，挖掘机的可靠性水平也在持续提高，但仍需在设计、工艺、制造、检查及试验等阶段进行质量分析管理。随着技术的进步以及环保要求的不断提高，产品的结构日趋复杂，产品发生失效的概率增大。各企业应结合实际情况制定企业标准，建立产品的评价体系，推动可靠性技术的应用。通过产品可靠性试验，收集产品失效数据，进行产品可靠性指标的评定。
（2）节能环保。绿色环保型挖掘机是未来的主要发展方向。一方面，绿色环保体现在高效率、低油耗、低噪声、清洁排放发动机的应用上。此外，非道路移动机械排气污染物新标准也即将出台，挖掘机企业应对此高度重视。另一方面，挖掘机企业应将更多的节能环保技术运用到挖掘机产品中，研究发动机的控制技术、发动机与液压系统的匹配技术、液压技术（主阀流量分配、配管技术等）、能量回收技术及减振降噪技术等，提高挖掘机产品的环保技术水平。
纯电动挖掘机以及远程操控电动挖掘机的出现符合节能环保的发展趋势，但也带来了新的质量问题。企业应严把质量关，严格控制零部件的可靠性、耐久性和一致性，还要考虑与整车的匹配性以及匹配后带来的质量问题。
（3）智能化。一方面是指制造智能化。但构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术和关键零部件主要依赖进口，如新型传感器等感知与在线分析技术、典型控制系统与工业网络技术，高性能液压件与气动原件、高速精密轴承、特种执行机构等。许多重要装备和制造过程尚未掌握系统设计与核心制造技术，几乎所有高端装备的核心控制技术严重依赖进口。另一方面是指产品智能化。随着制造业智能化、网络化、服务化步伐的加快，制造业与相关产业、要素深度融合，催生了更多引领制造业发展的新模式、新业态。为此，要把握“制造业+”发展趋势，推动挖掘机智能化产品的发展。当前挖掘机智能化水平较低，人机协作甚至多机协作水平还有待提高。伴随着挖掘机控制逐步实现电子化、自动化，可利用现有传感器技术，结合大量的产品运行数据库，建立产品的失效诊断系统，实时监测运行情况，甚至根据实时运行情况对机器进行前瞻性预判，并给出风险提示和操作建议。
当前，挖掘机行业面临调整压力，行业企业应加强风险防范，保持理性，不以一时的市场占有率为目标，应以创新驱动发展，以价值创造构建竞争优势，提升全产业链竞争力，推动行业向高质量、高价值领域转型；应加快新技术创新与应用，推动我国挖掘机行业由价格竞争向价值竞争转变，打造更为健康的产业生态链。
（二）装载机产品质量状况分析
1.装载机行业整体情况
近年来，随着我国装载机行业持续发展，装载机的性能和可靠性有了很大提升，在产品多样性、安全舒适性、节能环保、远程智能操控、人性化等方面都得到了跨越式发展，丰富了装载机产品市场，满足了不同层次客户的各种特殊需求。
伴随装载机市场有序竞争的推进，制造企业必须在原有产品质量的基础上加大投入力度，在影响产品质量的关键因素上下功夫。
2019年，国内装载机产品技术质量发展呈现新变化，主要体现在以下四个方面：
（1）节能环保。节能环保已经成为工程机械制造企业发展的重要方向。在新形势下，国家的强制性政策一直倡导工程机械制造企业高能效、低排放、节能环保的发展理念，保持健康良好的运营理念。对于工程机械制造企业而言，这既是机遇也是挑战。国内工程机械产品采用的发动机排放标准已经全部由国二切换到国三，特别是装载机行业的主流企业推进产品升级换代，在确保高效能、低油耗、低排放、低噪声方面做了大量的工作，并取得了良好的效益。
除了对传统装载机进行研发升级外，企业产品研发工作呈现以下趋势：一是为进一步响应国家环保政策，装载机企业与发动机制造企业已联合开展国四排放的研发工作，并于2018年年初成功试制出国四排放的新样机。二是装载机向纯电动装载机方向迈进，并已在装载机产品上改装完成，处于可靠性验证测试阶段。三是装载机产品呈多样化发展，静液压传动装载机以其低能耗、低噪声等优势备受市场及国内装载机企业青睐，已有部分企业着手研发，部分样机已经投放市场。
（2）安全舒适性。作为近年来装载机发展的新方向，安全舒适性不仅是指产品要有安全舒适性，还应满足市场不同环境、人群的工作环境需求。例如，与前些年相比，当前除了井下装载机外，绝大部分装载机都加装了空调系统，有效改善了操作人员的工作环境。同时，上下机器的通道，扶手、抓手及踏脚，主出入口、备用出入口的大小，司机室的空间大小，门窗采用的安全玻璃，司机的操纵装置，灭火器的存放位置，以及司机室环境等都是基于人机工程学进行设计的。除机器的正常操作外，对于机器的日常维护也采用相关的人性化设计，可减轻维修人员的保养疲劳，极大地提高了工作效率。
（3）远程智能化。随着社会的发展、科技的进步，智能化产品日渐普及，人工智能技术在工程机械领域得到广泛应用。远程智能化多角度、全方位地服务于工程机械后台，如无人驾驶非公路自卸车、无人挖掘机、远程操控装载机，均可远程操控机器，如进行自动保养和维护、监控工作状态、统计油耗及发现异常故障信息等。
（4）产品可靠性。随着研发技术能力的提高，装载机产品的可靠性较之前有了很大的提升。从可靠性数据分析来看，装载机可靠性试验的平均失效间隔时间逐渐增大，基本上都在800～900h，有的甚至可以达到1000h，其工作可用度一般都在95%以上。
2.装载机产品可靠性数据统计与分析
质检中心选取2017—2019年的86台装载机作为样本，对其可靠性试验结果分别进行统计。2017年平均失效间隔时间为749h，2018年平均失效间隔时间为865h，2019年平均失效间隔时间为886h。我国装载机产品的平均失效间隔时间持续加大，可靠性指标已达到或接近国外产品的可靠性等级。
2017年的38个样本总失效次数为143次。其中：一般失效为48次，占总失效次数的33.6%；轻微失效为95次，占总失效次数的66.4%。按失效所属类别统计：其他系统及部件失效比例为45.5%，电器系统失效比例为19.5%，液压系统失效比例为17.5%，转向系统失效比例为4.2%，发动机、制动系统失效比例均为3.5%，传动系统失效比例为2.8%，行驶系统失效比例为2.1%，工作装置失效比例为1.4%。按失效时间统计：渐变失效为108次，占总失效次数的75.5%；偶然失效为35次，占总失效次数的24.5%。没有发生早期失效、损耗失效和突发失效。
2018年的25个样本总失效次数为145次。其中：一般失效为29次，占总失效次数的20.0%；轻微失效为116次，占总失效次数的80.0%。按失效所属类别统计：其他系统及部件失效比例为59.3%，电器系统失效比例为20.0%，制动系统失效比例为4.8%，传动系统失效比例为4.1%，工作装置失效比例为3.4%，转向系统失效比例为2.8%，行驶系统、液压系统失效比例均为2.1%，发动机失效比例为1.4%。按失效时间统计：渐变失效为85次，占总失效次数的58.6%；偶然失效为48次，占总失效次数的33.1%；损耗失效为10次，占总失效次数的6.9%；突发失效为2次，占总失效次数的1.4%。没有发生早期失效。
2019年的23个样本总失效次数为166次。其中：一般失效为32次，占总失效次数的19.3%；轻微失效为134次，占总失效次数的80.7%。按失效所属类别统计：其他系统及部件失效比例为51.8%，电器系统失效比例为16.9%，液压系统失效比例为11.4%，制动系统失效比例为6.6%，工作装置失效比例为4.2%，传动系统失效比例为3.0%，行驶系统、发动机失效比例均为2.4%，转向系统失效比例为1.3%。按失效时间统计：渐变失效为119次，占总失效次数的71.7%；偶然失效为42次，占总失效次数的25.3%；突发失效为5次，占总失效次数的3.0%。没有发生早期失效和突发失效。
从2017—2019年可靠性统计数据来看，失效所属系统中来自液压系统及其他系统的失效仍占较大比重，而失效现象主要是泄漏性、松脱性、磨损性和退化性，说明装载机配套件在材质、制造装配工艺、质量保证能力尤其是保证产品一致性方面还有待于进一步提高。当前，装载机上的发动机、液压元件、电气元件主要来自配套企业，而国产液压元件、电气元件产品的制造工艺水平、质量保证能力仍然不足，装载机主机生产企业仍须加强对诸如外协液压元件、电气元件结构件及薄板件等配套件的质量控制。另外，从失效所属系统及失效现象来看，影响装载机早期失效甚至影响装载机寿命的因素在使用环节，这也是常常容易被忽视的环节。装载机的工作环境比较恶劣，正确的操作、定期的维护和保养对提高装载机作业的可靠性有着重要意义，很多大的失效均源于平时错误的操作习惯及对装载机的维护、保养不及时。国外装载机企业在售后服务中注重对装载机操作、维护、保养的培训，而国内装载机企业售后服务的主要精力用在产品维修和解决质量纠纷上，疏于对用户的培训和指导，导致国产装载机使用和维护不当，造成早期失效频发，大幅缩短了装载机产品的使用寿命，影响了装载机产品的整体质量。
国产装载机正不断拉近与国际先进技术水平之间的距离，但也应该看到，在产品可靠性、安全性等方面依然存在差距。要赶超世界先进水平，提高产品技术含量，装载机行业企业应重点攻关解决制约行业发展的共性问题，在基础材料，技术工艺，质保能力，产品测试验证能力，发动机、桥箱、液压元件、电气元件等关键配套件等方面不断改进。装载机企业应注重产品售后服务，加强对用户的培训指导，将售后服务提升到市场竞争战略的高度。
（三）工程起重机行业质量状况分析
1.工程起重机行业发展情况
工程起重机行业在“十一五”期间经历了爆发式的增长后，因国家宏观调控、货币政策、国际经济放缓等因素，尤其是行业出现恶性价格竞争现象，降低了用户进入的门槛，影响了用户群体收益和价值，加速了行业在2012年后负增长的新常态变化。2016年，随着国家整体经济环境回暖向好，工程起重机行业展现弱复苏的新气象。2017年，因新增需求改善、更新需求增加、行业竞争格局改善等多重因素驱动，行业实现全面复苏。2019年，在基建需求增加、出口拉动和环保趋严的叠加影响下，工程起重机行业实现稳定增长，起重机产品推陈出新，企业加速变化，销量再创历史新高。
当前，我国城镇化水平约61%，基建需求有较强的提升潜力。加之近年来我国国民经济发展良好，基建相关产业拉动明显。工程起重机是基建项目施工中不可或缺的重要设备，其产品质量的提升和行业的良性发展对国家建设有着重要意义。
工程起重机行业正处于高质量发展的上升初期，成熟度较高，宏观经济环境、基建投资政策、出口、环保和规模效应是关键影响要素。在行业发展过程中，竞争会愈演愈烈，对正在加速升级的众多企业来讲，产品和技术是做到高质量发展的根本，要将质量、技术、成本和服务做到极致。
工程起重机行业的市场竞争趋于理性，摒弃了过去以规模扩张的发展模式，主流企业基本完成全系列产品布局，新产品研发更加突出差异化、专用化和高性能等特点。但产品质量仍是永恒不变的主题，也是最具市场竞争力的硬性指标。
2.工程起重机产品可靠性数据统计与分析
质检中心依据随机抽样原则，分别选取了2017年、2018年、2019年的各50台工程起重机（汽车起重机和全地面起重机40台、履带起重机4台、轮胎起重机3台、随车起重机3台）作为样本，对其可靠性试验结果分别进行统计。
2017年的50个样本总失效次数为99次。其中：一般失效为75次，占总失效次数的75.8%；轻微失效为24次，占总失效次数的24.2%。按失效所属类别统计：液压系统失效比例为40.7%，电子、电气系统失效比例为30.5%，发动机及传动系统失效比例为20.2%，结构失效比例为5.4%，其他系统及部件失效比例为3.2%。
2018年的50个样本总失效次数为94次。其中：一般失效为74次，占总失效次数的78.7%；轻微失效为20次，占总失效次数的21.3%。按失效所属类别统计：液压系统失效比例为38.9%，电子、电气系统失效比例为32.8%，发动机及传动系统失效比例为22.7%，结构失效比例为4.2%，其他系统及部件失效比例为1.4%。
2019年的50个样本总失效次数为92次。其中：一般失效为73次，占总失效次数的79.3%；轻微失效为19次，占总失效次数的20.7%。按失效所属类别统计：液压系统失效比例为38.1%，电子、电气系统失效比例为32.6%，发动机及传动系统失效比例为23.9%，结构失效比例为3.3%，其他系统及部件失效比例为2.1%。
从样本失效统计结果看，工程起重机整体质量仍呈逐年小幅提升态势，致命失效、严重失效均未发生，一般失效发生频率有所上升且占比较高，轻微失效发生频率有所下降。
从失效所属类别统计结果看，液压系统失效及电子、电气系统失效仍是起重机主要的失效形式。工程起重机液压系统失效主要表现为因液压油清洁度不达标造成的卡滞、抖动、渗漏油等问题。影响液压油清洁度的原因是多方面的，主要包括用户保养不及时、不到位，起重机使用环境条件恶劣，密封件老化，液压元件装配工艺不达标等。随着工程起重机智能化水平大幅提高，配备的电子部件随之增多，电子、电气系统失效率呈逐年上升趋势，主要表现在传感器失效、电气元件老化、接头松动、密封不严导致电子元件受潮、进水等方面。
随着排放标准要求的日益提高，车辆的排放系统更加复杂，发动机、后处理系统的失效增长较快。传动系统失效主要表现在车桥部分，这与起重机轴荷分配设计合理性及使用环境路面状况有关。
3.提高工程起重机产品质量的建议
当前，我国工程起重机制造企业的产能日趋扩大，生产线自动化程度不断提升，提高了生产一致性的保障能力，降低了人为因素影响产品质量的概率。但行业发展仍存在技术瓶颈，如关键配套件供不应求，进口件进货周期长、成本偏高，使用国产件时存在可靠性相对较低的产品质量隐患。
对于关键配套件不足的现状，建议通过并购重组核心零部件企业来实现关键零部件的提升，满足行业对关键零部件的需求，解决关键零部件技术空心化的问题。此外，众多中小企业的产品多为模仿制造，造成产品同质化，建议中小企业理性地走自主创新发展之路，在多功能产品上进行研发投入，实现产品在应用领域的多功能拓展。
对于工程起重机行业企业而言，在当前企业快速发展的意愿与宏观经济增速低缓产生矛盾的情况下，一方面，企业需要深化调整市场结构、客户结构、产品结构、资产结构等来应对新的市场形势；另一方面，需要强大的创新驱动力，这种驱动力来源于企业的内涵式升级与创新突破，从而促进工程起重机产品在外观、作业性能、可靠性、人机工程等质量方面的持续提升。
未来一段时间，各企业应由激烈竞争转向包容、合作、共赢，构建新格局，共同开拓国际市场，进一步加强政、产、学、研、产业链协同创新理念，积极推进关键零部件企业和主机厂的整合，通过产业重构、资本重构和价值提升中国品牌的世界竞争力；通过重构实现技术、制造、销售和服务的全球一体化目标；通过智能化、数字化、精益化提升产品性能和可靠性，以提升产品的市场竞争力。国内工程起重机行业企业应重视创新人才培养和产品技术研发，提高产品的可靠性和综合性价比，从而实现中国品牌引领世界的目标。
（四）非公路自卸车产品质量状况分析
1.非公路自卸车行业发展情况
在过去很长一段时期，我国非公路自卸车生产处于空白期，主要依赖于使用公路自卸车或购置国外产品。而公路自卸车是为公路运输设计，其重心高，容易出现翻车，故障率高、寿命短、损耗大，不太适用于矿山工况。国内的非公路自卸车起源于20世纪60年代，生产企业起初仿制国外车型，设计制造电传动和液力传动自卸车；改革开放后，部分企业直接引进国外技术，采用委外设计或聘请国际设计人员的模式，产品的设计水平得到大幅度提升。进入21世纪，我国出现了非公路机械传动宽体自卸车。该类车具有优良的性价比，迅速成为主流产品，产量已达到国内非公路自卸车行业总产量的90%左右。
2019年，非公路自卸车行业继续保持2018年平稳增长的态势，市场需求旺盛，行业发展迅速。企业在现有产品种类的基础上，不断研发新产品，先后有近10家企业新增加产品种类，进入非公路自卸车行业；部分停产、限产的企业重新恢复生产，从观望转向积极进入市场。非公路自卸车行业企业理性发展势头良好，行业整体技术质量水平持续提升，产品质量不断提高，部分产品已经达到或接近国际先进水平。大吨位自卸车产品逐渐趋于成熟，以良好的性能、优惠的价格和快捷的服务赢得了国内用户的认可。
2.非公路自卸车可靠性数据统计与分析
质检中心对2017—2019年生产的非公路自卸车进行可靠性试验结果分析。
本次统计42台试验样机（非公路电传动矿用自卸车1台、非公路机械传动矿用自卸车2台、非公路机械传动宽体自卸车39台），在1000h内可靠性试验中共发生331次失效，平均失效间隔时间为404.9h，一般失效占总失效次数的45%，轻微失效占总失效次数的55%，未发生致命失效和严重失效。由此看出，非公路自卸车技术已基本成熟，试验检测期间未发生危及驾驶人员和机械安全的严重失效，但轻微失效偏多，较国际水平仍有较大差距。
按失效模式统计：断裂性失效比例为24%，损伤性失效比例为17%，泄漏性失效、退化性失效比例均为16%，松脱性失效比例为10%，失调性失效比例为8%，其他失效比例为5%，堵塞性失效比例为4%。主要失效模式集中在断裂性失效、损伤性失效、泄漏性失效和退化性失效。从失效模式可以发现，自卸车特别是非公路机械传动宽体自卸车仍处于产品的早期阶段，产品尚未达到成熟状态。产品存在较多的断裂和损伤性失效。究其原因，一方面归咎于矿山使用工况恶劣、矿区道路凹凸不平及超载等情况，另一方面也反映出宽体自卸车产品过高的载质比，固然有价格优势，但整体结构偏单薄。宽体自卸车产品源自汽车，汽车适于长途公路，而用于短距离大坡度的矿区运输，部分结构（如板簧、离合器等）已经出现问题，部分企业将其定为易损件。这就需要制造企业进行全面设计分析，减少产品缺陷，优化设计方案，提高产品质量。
按失效所属系统统计：动力系统失效比例为19%，行走系统失效比例为18%，传动系统、制动系统、电气系统失效比例均为11%，转向系统失效比例为9%，操纵系统失效比例为7%，液压系统、工作装置失效比例均为5%，其他失效比例为4%。其中，动力系统和行走系统失效比例较大。这主要是由于自卸车在重载时隔振系统效能下降，机械振动加剧，出现了许多设计人员未曾预料的失效，如发动机、变速器隔振垫损坏，甚至出现因隔振损坏未及时发现而导致其他部件损坏的情况。同时，长期重载作业，还会导致钢板弹簧断裂、推力杆损坏等。
3.非公路自卸车提高质量的建议与发展方向
（1）电动自卸车。随着国家对环保要求的提高以及电池、电控技术的发展，电动自卸车应运而生。在一些特定工况（如重载下坡、高原作业）下，电动自卸车具有柴油车无法比拟的优势：在重载下坡工况下，电动自卸车不但不用频繁使用制动，还能利用下坡产生的动能反向给电池充电，减少了部件磨损，保障了机器的行驶安全，节约了能源；在高原作业工况下，不会因海拔过高而导致电动自卸车的效率降低，具有较好的经济性。另外，我国电控系统有比较成熟的技术，采用电动技术，不但能避开自动挡变速器完成机械的自动控制，还能完成机械的限速功能，避免频繁制动。电动自卸车在发展中还存在一些问题，如使用场合受到限制、电池价格偏高造成整车成本较高、能量如何高效回收等。
（2）核心零部件。非公路自卸车主要零部件依赖于进口或其他行业采购，由于进口零部件价格偏高，产品进一步拓展市场时失去了价格优势，也制约了行业企业的发展。非公路宽体自卸车的最大总质量难以突破百吨级，这主要是因为板簧结构的承载能力已达到极限，油气悬挂系统技术还未成熟。要降低驾驶人的劳动强度，应采用自动换挡的液力变矩装置。但国内变矩器技术水平较国外有一定的差距，采购国外高价产品将会降低自卸车产品的竞争力。大功率发动机、液力传动系统、电控传动系统和油气悬挂系统等核心零部件的水平将决定非公路自卸车的水平，提高国产核心零部件的质量刻不容缓。
（3）智能化操作系统。随着工程机械智能化的发展，多家非公路自卸车企业着手研究无人驾驶技术，并已初步实现在矿山现场的试用。一方面，矿山作业工况下有许多有利条件，如车辆、人员少，意外情况少，车速低，道路宽阔，运输路线相对简单，均有利于智能操控系统的应用。另一方面，矿山路面条件差，机械振动剧烈，驾驶人员作业时间长，多有夜班作业，易出现疲劳驾驶，导致事故多发。如果采用智能驾驶的作业方式，就可解决此类问题。
（五）叉车产品质量状况分析
1.叉车行业发展情况
（1）国外销售市场从逐年增长到首次下降。随着我国叉车行业竞争力的不断提高，我国叉车出口呈现平稳增长态势。但随着劳动力、原材料和企业转型等成本的上升，企业利润降低。2019年，贸易壁垒和贸易摩擦的加剧直接影响了国内叉车的出口，国外市场首次出现了下降态势。
（2）从内燃叉车向电动叉车转变。我国叉车行业历经十几年的飞速发展，在市场需求、国家节能减排及电动叉车行业产业链逐步完整等多重因素作用下，从2017年开始，国内电动叉车所占比重逐年增高。电动叉车在生命周期内的使用成本低于内燃叉车，具有操作灵活、节能高效、工作准确性高、噪声低、无尾气排放等优点，在食品、饮料、医药、电子、轻纺、仓库货架等对环境要求较高的场所，正在逐步取代内燃叉车，其渗透率快速攀升。随着我国环保政策日益趋严，电动叉车技术水平不断提升，适用范围越来越广，再加上新兴产业的高要求，我国电动叉车市场渗透率仍将持续提升，未来发展前景广阔。
（3）智能化促进叉车行业转型升级。在我国叉车行业高速发展之时，智能化逐渐成为叉车行业的发展重心之一，自动导引运输车（AGV）对传统的叉车具有良好的替换作用。与传统叉车相比，智能化叉车主要有四个方面的优势：一是叉车的感知技术。如采用车载RFID超高频读写技术及巷道标签、货位标签、货物标签有效识别感知技术，实现出入库系统自动确认。二是与信息系统调度指令的交互技术。最典型的是车载电脑和手持技术的应用，可大大提高物流效率。三是叉车的各类传感器的应用。如速度、质量、碰撞、温度、油压、电量等传感技术，使得叉车总线控制数据更加丰富，同时配以系统安全预警，实现设备状态的监控。四是将智能化叉车的位置、任务、状态、效率等信息汇集的“远程平台”可进行大数据处理和输出，实现叉车的远程运维和租赁运营。随着智能制造、智慧仓储的快速发展，叉车式AGV表现出更加智能化的特点。随着智能物流的发展，AGV必将成为各个传统叉车企业重点开发的板块，传统叉车企业的转型之路也面临较大挑战。
2.叉车产品可靠性数据统计与分析
2019年，质检中心随机选取40台叉车（内燃叉车20台、蓄电池叉车20台）作为样本，对其可靠性试验结果进行统计，内燃叉车平均失效间隔时间为359h，蓄电池叉车平均失效间隔时间为184h。
通过对40台叉车型式试验中所发生的63次失效情况统计结果分析：一般失效为21次，占总失效次数的33.3%；轻微失效为42次，占总失效次数的66.7%。一般失效发生次数所占比例持续下降，表明叉车产品质量水平呈上升趋势。
按失效模式统计：配套件性失效比例为28.5%，泄漏性失效比例为23.8%，电气性失效比例为17.5%，加工性失效比例为14.3%，装配性失效比例为11.1%，焊接性失效比例为4.8%，轮胎、设计性失效均未发生。
按失效所属系统统计：液压系统失效比例为46.0%，电器系统失效比例为15.9%，工作装置失效比例为9.5%，制动系统、其他失效比例均为6.3%，传动系统、转向系统失效比例均为4.8%，发动机、行驶系统失效比例均为3.2%。
按液压系统失效分类统计：油管、管接头失效比例为46.4%，密封件失效比例为25.0%，电动机、液压缸失效比例均为10.7%，泵、阀失效比例均为3.6%。
通过数据统计与分析可见，叉车可靠性较2018年略有提高。液压系统、电器系统、工作装置失效仍占较大比重，而失效模式主要是泄漏、松脱和失调性失效，这说明叉车配套件在材质、制造工艺、质量保证能力方面仍存在问题，外协质量控制有待改进。另外，由于叉车价格相对其他工程机械价格低，利润微薄，加上近年来市场竞争激烈，企业生存愈发艰难，只能降低外协价格，导致低价外协产品出现质量问题，国产叉车质量远不及进口品牌叉车。
3.叉车行业发展趋势
近年来，我国叉车行业在设计、制造水平方面都有了迅速的提升，但随之而来的是日益激烈的行业竞争。纵观叉车市场，未来的叉车行业将会呈现以下发展趋势：
（1）节能环保。内燃叉车具有功率大、应用广等优势，但其排放量大、对环境污染大，未来使用的比例将会逐渐缩小，而更符合节能环保需求的电动叉车的应用必会进一步增大。国家提出加快推动环保清洁能源产业的发展，也将有助于叉车行业向着更加节能环保的方向发展。
（2）产品系列化。在日趋激烈的市场竞争中，通过产品系列化，减少产品种类，既可以降低产品研发成本、提高设计质量、减少产品开发的风险，又可以降低生产成本、缩短研制周期、加快更新换代。另外，系列化的产品有较高的结构相似性和零部件通用性，对产品的售后维修也有积极的帮助，并能够用较少的产品种类满足市场较大范围的需求。
（3）人机工程学设计。随着叉车设计水平的不断提高，除了叉车本身的性能指标外，将更多考虑人机工程学在叉车设计中的应用，通过更为合理的外形设计、驾驶室操作按钮的合理布置、驾驶员座椅的优化设计等，整体提高叉车操作的舒适性和准确性，进而提高作业效率。
2019年，电动叉车的销量与内燃叉车的销量相差不大，仓储叉车销量依然保持较好的增长，锂电池叉车的销量也大幅增加，租赁市场在租车辆增长明显，AGV产品的推广发展迅速。但叉车行业还存在大吨位的叉车依赖进口、配套件生产有待提高、市场竞争日趋激烈和产品普遍缺乏核心竞争力等问题。随着非道路国四排放标准即将来临，对我国叉车行业提出了更高的要求，排放的升级、不同功率段的成本也将随之增加，这将加速改变国内叉车市场的格局。
（六）推土机产品质量状况分析
1.推土机行业发展情况
近年来，随着国内推土机行业的不断发展壮大，制造企业的技术研发能力不断增强，液力传动、静液压传动、节能化、智能化等先进技术在推土机产品上不断应用，与国外产品的差距正在逐渐缩小。产品性能和产品质量是评价一个产品的两个主要方面，推土机产品质量方面是国内外企业产品之间的主要差距点，对于企业来说，产品质量的提升需要持续的产品市场追踪反馈、问题分析、产品再设计、制造质量再提升、产品再应用等循环改进，虽投入大，改进周期长，却决定产品的好坏，关系到企业产品是否具有市场竞争力。
2.推土机产品可靠性数据统计与分析
2019年，质检中心采集了18台推土机1000h现场跟踪可靠性试验数据。其中，90～160马力（1马力=735.5W）推土机选用6台，160～320马力推土机选用12台，具有广泛的代表性。对它们的失效发生时间、发生部位和发生次数按照失效类别、失效模式、失效所属系统等进行统计与分析。统计结果表明：推土机在可靠性试验1000h内未发生致命失效和严重失效，一般失效次数占总失效次数的30.2%，轻微失效次数占总失效次数的69.8%。
按失效模式统计：泄漏性失效比例为41.7%，松脱性失效比例为30.6%，断裂性失效比例为11.1%，堵塞性和其他失效比例均为8.3%。
按失效所属系统统计：液压系统失效比例为33.3%，电气系统失效比例为25.0%，其他失效比例为13.9%，动力系统、传动系统失效比例均为8.3%，行走系统失效比例为5.6%，其他失效比例为13.9%。
总的来看，推土机在可靠性试验1000h内泄漏性和松脱性失效发生频率较高，主要原因是推土机产品的液压管件等配件的安装问题导致泄漏、螺栓等紧固件拧紧问题导致松脱、整机在装配过程中的过程检测和调试检查环节把关不严以及因液压件和密封件等配套件的质量检测不到位导致泄漏。从失效分布来看，失效主要分布在电气系统和液压系统，失效分布相对分散，产品的一致性水平有待提高，应建立体系化的品质管理，使批量产品质量得到保障。
3.提高推土机产品质量的建议
（1）健全产品评价体系。企业应建立自己的产品评价体系，用以认知自己产品的技术质量状态，研究竞争伙伴的产品发展水平，规划产品更新换代的步伐和创新技术，使产品保持长久的竞争优势。从产品质量控制上来说，应健全产品理论、转化设计理论、践行试验理论，变革研发体系、充实试验体系、完善标准体系，从产品设计输入到产品试验验证环节形成一个完整的质量控制闭环体系。多数国内企业的可靠性管理仅限于三包期以内，零部件缺少试验验证手段和遴选评价体系，应建立完整的整机以及零部件可靠性验证手段或评价体系，建立多样本整机可靠性评价方法，从而反映批量产品的可靠性水平。
（2）保证生产一致性。企业要保证产品的一致性，可以从生产管理、装备提升、人才建设等多方面入手，如健全生产质量保证体系、引入精良的制造装备、建立合理的人才培养机制等。
（3）加大研发投入。我国推土机行业应加大先进技术研发力度，在大力提高产品可靠性的同时，加快新技术的应用速度，提高产品的技术含量和技术水平；进一步研究和完善推土机静液压驱动及控制技术；改善人机环境，开发低噪声驾驶室，提高舒适性；降低作业成本，提高生产率；加大产品的系列化开发，丰富产品的种类，尤其是研发小功率和超大功率推土机，以满足不同用户的需求；开发多功能、多用途的产品，做到一机多用、高效节能，提高产品的竞争力。
4.推土机的发展方向
（1）智能化。推土机技术的主要发展方向是智能化，即将信息技术、传感技术、控制技术等应用于推土机上，以实现推土机操作、使用、性能的改善和提高，提高工作效率，提升动力性能，提高设备的稳定性，实现无人驾驶的智能化施工。
（2）绿色环保。绿色设计技术、绿色制造工艺及可再生技术将是未来推土机行业的发展方向。要实现全生命周期的绿色环保设计，在产品的研发设计初期，将产品制造、使用、维护、回收、再利用等整个环节在保障功能、可靠性的基础上，充分考虑环境属性，使产品的技术性、环境性、经济性达到协调统一。
（七）压路机产品质量状况分析
1.压路机行业发展情况
当前，国内压路机的产品配置、参数同国外著名企业的产品相当，但施工质量参差不齐，主要是由于压路机用户水平不同，对压实材料的力学特性、结构、物理参数等把握不准，确定施工工艺时缺少核心技术支撑。
可靠性涉及制动系统、外购件或外协件质量等。国内机械传动压路机前轮无辅助制动器，整机制动扭矩小、制动距离长、制动系统可靠性低，前后轮异步作用，制动效能较低，更不适用于山区，同时还存在钳盘制动的发热问题。压路机产品的外购件、外协件价格占整机的70%左右，因此，外购件、外协件质量已成为影响国内压路机产品整机质量的主要因素之一。因外协件质量问题引发的失效一般可占全年失效的70%～80%。例如，一些企业的生产设备落后，检测手段匮乏，偏心轴的同轴度较差，以致产生水平轴向振动，不仅影响压实效果，而且造成振动轴承过热，极大地降低了振动轴承的寿命。总之，压路机的外购件或外协件质量不稳定，而且可选择范围小、品种少，导致轻微失效频繁发生。
2.压路机产品可靠性统计与分析
GB/T 8511—2018《振动压路机》于2019年7月1日正式实施，可靠性总时间由400h调整到600h。
质检中心采集了18台压路机（3～14t振动压路机2台，16～28t振动压路机15台，轮胎压路机1台）在600h现场的可靠性试验数据，对其失效发生时间、发生部位和发生次数按照失效类别、失效模式、失效所属系统等进行统计。
按失效类别统计：一般失效次数占总失效次数的42.9%，轻微失效次数占总失效次数的57.1%，致命失效、严重失效均未发生。
按失效模式统计：松脱性失效比例为42.8%，泄漏性失效比例为28.5%，失调性失效比例为9.5%，堵塞性、断裂性、损伤性、退化性失效比例均为4.8%。
按失效所属系统统计：液压系统失效比例为23.8%，操纵系统失效比例为19.1%，动力系统、传动系统失效比例均为14.3%，行走系统、制动系统、电气系统失效比例均为9.5%。
统计结果表明：从失效模式看，主要集中在松脱性、泄漏性、失调性失效，其中来自液压系统、电气系统的失效仍占有较大比重。分析得出压路机早期失效的主要原因是：国产压路机产品装配、制造过程中检测手段匮乏，产品一致性水平很难判定；基础原材料质量有待提高，如液压系统密封件、油管等大量使用的橡胶产品存在受环境影响大，耐腐蚀、耐老化、耐疲劳性差等问题；电气系统使用的电子元器件也同样存在可靠性差、寿命短的问题，这些成为压路机液压系统、电气系统早期失效率高的主要原因。
3.提高压路机产品质量的建议及发展方向
（1）绿色节能产品。人类社会和经济的可持续发展对环境保护提出了越来越严格的要求，绿色节能产品最具市场发展潜力，市场的需求变化促进了绿色节能产品的发展。良好的节能和环保性能将成为压路机参与国际市场竞争的重要指标之一，现已成为许多工业发达国家的市场准入证。
（2）智能化。随着计算机应用技术的发展，机载电脑将普遍应用在压路机上，用来进行工作过程监测、设备运行状态显示以及故障报警、诊断和分析。在对某种材料进行压实时，通过一段时间的实践，设备会自动对压实作业的各项参数（频率、振幅、碾压速度和遍数）进行不同组合，并判断其压实效果，从而决定最优操作方案。当土质情况发生变化时，设备会不断改变自身的参数，自动适应情况的变化，以获得最佳的压实效果。振动压路机的发展将从局部自动化过渡到全面自动化，并向完全智能化的工程机器人发展。
（3）个性化定制。国内压路机企业的产品用途比较单一，而一些特殊用途的压路机（如用于梯形沟槽的小型压实机械、路基护坡的压实机械、特殊材料的压实机械等）均未开发。中小型压路机企业应以小批量、多品种，引用高新技术、创造高附加值作为一种新的发展理念，结合当前市场形势和用户需求，合理设计产品参数，以提升产品质量为契机，积极进行产品升级；企业应引导用户合理选择机型及施工工艺，加强对用户使用设备的调查和跟踪，找出问题并加以解决，进行大数据分析，从而为企业产品设计、定型提出新的思路。
（八）观光车产品质量状况分析
1.观光车行业发展情况
近年来，观光车产品技术取得了较大进步，中大型企业具备比较完善的质量管理体系，不断推出适应市场需求的新款式、新车型。观光车产品品质、安全性得到逐步提升，并从价格竞争向品质、品牌竞争方向转变。
2019年，观光车行业呈现以下特点：①随着新能源在国内的广泛应用和产品稳定性的提高，锂电池具备寿命长、免维护、续航里程按照客户需求可调整等优势越来越受到认可，其在观光车上的应用已逐步展开。②消防车、环卫车、货柜车、机场驳运车等观光车衍生产品有了更大发展，产品种类繁多，产量稳步提高，产业规模不断扩大。③受我国环保政策持续趋严影响，采用国五标准排放的内燃观光车开始投入使用，车辆尾气中的CO、HC、NOx等气体的转化效率大幅提高，减少了对环境的污染。④观光列车生产企业数量持续增加。因观光车列车载乘能力较大，车头一般可牵引2～3个车厢，最多可有72个座位，从而大大提高了景区的运营效率。⑤在汽车智能化、网联化、电动化、共享化发展的背景下，无人驾驶技术受到广泛关注，许多企业已着手研究开发无人驾驶观光车。其中，国内首款自主研发的L4级别无人驾驶观光车——“蓝鲸号”开发成功，针对厂区、景区等客户通勤及观光的需求，可实现封闭场景下自动循迹、主动避障、自主寻找充电桩等功能。
2.观光车可靠性数据统计与分析
2019年，质检中心选取了52台进行新产品定型试验的观光车（内燃观光车10台、蓄电池观光车42台）作为样本，对其可靠性试验结果进行统计，内燃观光车平均失效间隔时间为151h，蓄电池观光车平均失效间隔时间为136h。
52台观光车试验中所发生的失效次数为61次。其中：一般失效为18次，占总失效次数的29.5%；轻微失效为43次，占总失效次数的70.5%。
按失效模式统计：松脱性失效比例为54.1%，退化性失效比例为21.3%，其他失效比例为19.7%，损伤性失效比例为4.9%，断裂性失效未发生。
按失效所属系统统计：车体系统失效比例为50.8%，电器系统失效比例为27.9%，其他系统失效比例为14.8%，转向系统失效比例为3.3%，传动系统、制动系统失效比例均为1.6%。
从统计结果来看，观光车整体质量较2018年有所提高，致命失效、严重失效均未发生，一般失效发生频率有所下降，但轻微失效发生频率有所增加；松脱性失效所占比例较大，主要由装配质量及使用环境因素导致，如观光车在颠簸的路上行驶导致座椅螺丝松动，雨刮器、仪表等插头松脱；车体系统失效发生较多，主要由观光车的使用及保存环境较为复杂所致，如潮湿环境导致车体油漆开裂、脱落和外露部件生锈。
3.观光车行业发展趋势
（1）在政策以及市场的推动下，电动观光车需求量日益增长。一方面，为缓解能源紧张和环境污染问题，国家出台了一系列政策鼓励发展新能源车，并通过试点示范、财税支持等措施加以推广普及。电动观光车作为一种新能源车，市场发展较快，企业生产积极性也不断增强。另一方面，我国对旅游市场的发展十分重视，明确“以转型升级、提质增效为主题，以推动全域旅游发展为主线”的战略，各地也积极践行全域旅游发展理念，旅游行业的蓬勃发展将推动电动观光车行业的发展。
（2）智能化或将成为观光车行业重要的产品升级方向及技术突破口。近年来，我国在信息技术研发和标准研制方面取得了一定的突破。基础软件创新发展取得新成效，产品质量和解决方案成熟度显著提升，5G、云计算、大数据、物联网、传感器等技术日新月异，推动了智能化时代的到来，观光车也开始向互联、智能、交互的方向发展。无人驾驶、车队管理系统、刷脸乘车、智能导览等新技术、新功能的应用，给观光车使用者提供了前所未有的用户体验。
三、发展建议
今后，工程机械行业企业应继续加大技术创新，提升关键配套件的产品质量和性能水平，提升公司的智能制造水平，在焊接、涂装、装配等工序加大机器人设备的应用力度，加强生产线自动化、智能化水平，继续加快数字化车间的建设，推进制造装备的数字化，从而有效保证产品质量的稳定性，提高生产线的生产效率；加大过程检验和检测手段的投入，保证关键性的试验和检测设备运行有效，同时对外购件和外协件的质量加大检验力度，提升产品质量；继续做好工程机械产品的优化升级工作，针对关键部件，加大研发投入，补足试验验证短板，关注部件的可靠性和寿命提升工作，力争工程机械主要产品可靠性水平保持稳定增长；重视安全、环保、健康方面标准的研究、制定工作，应借鉴发达国家标准化的先进经验和做法，结合我国工程机械行业发展实际，逐步提升工程机械产品排放水平，缩小与发达国家的产品排放差距。
〔撰稿人：国家工程机械质量监督检验中心刘智慧、席学斌、张益民、郑海宁、李跃、孙林伟、赵亮、黄海潮、范晓兰、李洪波〕