工程機械是裝備工業(yè)的重要組成部分。概括地說，凡土石方施工工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、流動式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機械化施工工程所必需的機械裝備，稱為工程機械。而無人駕駛工程機械則是工程機械領(lǐng)域邁向自動化、智能化的新型應(yīng)用趨勢。
當(dāng)下，人口紅利消失，人工成本上漲，工程機械的智能化、無人化成為行業(yè)發(fā)展新趨勢，各大企業(yè)正加大力度投入到無人駕駛工程器械的開發(fā)或是升級當(dāng)中，為我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及商業(yè)工程發(fā)展賦能。（從某種意義上說，非公路礦用自卸車也屬于工程機械的范疇，但不在本文重點討論范圍）
落地應(yīng)用提速，高速公路項目占比較高
早在十幾年以前便有許多公司開始積極投入到無人駕駛工程機械的推廣當(dāng)中，例如2013年，柳工提出“全面智能化”的戰(zhàn)略目標(biāo)，并開始涉足智能制造業(yè)務(wù)，推動無人駕駛在工程機械領(lǐng)域的發(fā)展。如今，在倡導(dǎo)“5G基建”和“萬物互聯(lián)”的背景下，我國無人駕駛工程機械的發(fā)展已經(jīng)實現(xiàn)了從0到1的跨越，日益成為行業(yè)關(guān)注的焦點。
特別是近兩年，我國工程機械在無人駕駛方面的發(fā)展已呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長的態(tài)勢，多項行業(yè)首創(chuàng)和落地案例，展示出我國大國重器的傲人實力。
近五年國內(nèi)部分無人駕駛工程機械落地應(yīng)用項目（據(jù)公開報道，新戰(zhàn)略低速無人駕駛產(chǎn)業(yè)研究所不完全統(tǒng)計，未完善之處請指正）
從上表統(tǒng)計情況來看，伴隨工程機械智能化、無人化技術(shù)的成熟，越來越多的基建項目都引入了無人駕駛設(shè)備參與實際施工作業(yè)。其中，無人駕駛工程機械在高速公路施工現(xiàn)場集群作業(yè)的項目占比極高，且正在從示范演練進(jìn)入常態(tài)應(yīng)用階段。
大企領(lǐng)軍入局，多款車型攻破技術(shù)壁壘
目前，無人時代已然來臨，無論是從成本、效率還是安全角度出發(fā)，無人駕駛都是工程機械行業(yè)提升競爭力的重要發(fā)展方向。尤其在5G技術(shù)廣泛應(yīng)用、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)全面提速的大環(huán)境支持下，無人駕駛工程機械也吸引著企業(yè)爭先入局。
追溯發(fā)展歷程，以三一、柳工等為代表的工程機械制造商是較早一批入局者。這些企業(yè)本就深耕工程機械裝備制造，擁有豐富的造車經(jīng)驗和穩(wěn)定的客戶群體，且都是國內(nèi)乃至全球的領(lǐng)軍企業(yè)，有充足的資金支持開展無人化探索。
三一重工：實現(xiàn)工程機械無人化的多場景應(yīng)用
作為工程機械行業(yè)的領(lǐng)頭企業(yè)，三一敏銳察覺這一行業(yè)的科技變革，從遠(yuǎn)程遙控到無人駕駛，持續(xù)深耕、全面布局，相繼推出無人駕駛純電動牽引車、無人駕駛攤壓機、純電動無人寬體車等產(chǎn)品，廣泛涉及港口、路面、礦區(qū)等多種場景，實現(xiàn)工程機械的無人化、多場景、全工況應(yīng)用。
其中，2016年由三一壓路機改裝的5臺無人駕駛振動碾正式投入大渡河長河壩水電站高壩建設(shè)，實現(xiàn)了國內(nèi)首批高性能無人駕駛振動碾集群化作業(yè)；2019年12月，三一重工的無人駕駛攤鋪機和無人駕駛壓路機在上海朱建路道路改建項目應(yīng)用，是國內(nèi)首套無人駕駛智能瀝青道路攤鋪壓實設(shè)備“首秀”；今年8月，三一重工云南省首批7臺無人駕駛電動裝載機成功交付云南建投集團(tuán)，開啟云南省裝載機無人時代......
三一不僅具有傳統(tǒng)工程機械設(shè)備制造的優(yōu)勢，還擁有智能集卡調(diào)度管理系統(tǒng)、全場景運行的無人駕駛系統(tǒng)以及線控純電牽引車底盤等技術(shù)。因此，在無人駕駛工程機械產(chǎn)品的的生產(chǎn)制造上，大多采取自主研發(fā)的形式。
徐工集團(tuán)：無人集群施工技術(shù)步入常態(tài)化施工階段
早在2011年，徐工就率先推出可實現(xiàn)無人駕駛的步履式挖掘機。2014年，徐工無人化壓路機就已經(jīng)研發(fā)成功，2017年技術(shù)完全成熟，并在四川大壩等工地上成功使用驗證，成為全球首臺在大壩上實現(xiàn)應(yīng)用的大噸位無人駕駛壓路機。
作為行業(yè)的領(lǐng)軍者，徐工道路機械一直將無人智能化技術(shù)作為研究重心，2016年開始計劃挺進(jìn)道路機械無人化“無人區(qū)”。經(jīng)過數(shù)年披荊斬棘，徐工成功解決了復(fù)雜環(huán)境集群交互策略、貼邊壓實等“卡脖子”難題，無人集群施工技術(shù)從實驗室走向應(yīng)用市場，相繼在攀大高速、阿烏高速、京德高速等高速上實現(xiàn)落地應(yīng)用。
2022年10月，徐工道路無人集群完成了全國首例在不中斷交通的環(huán)境下進(jìn)行高速公路1.8cm超薄罩面無人施工裝備養(yǎng)護(hù)作業(yè)，從此進(jìn)入常態(tài)化施工階段，現(xiàn)已超10多個省份引入應(yīng)用。
徐工表示，公司正加緊研發(fā)自決策無人駕駛壓路機平臺技術(shù)、無人駕駛單機及其控制系統(tǒng)，努力打造行業(yè)領(lǐng)先的智能/無人系統(tǒng)成套產(chǎn)品解決方案。
中聯(lián)重科：從單機智能化邁向機群智慧化
中聯(lián)重科主要從事工程機械、農(nóng)業(yè)機械等高新技術(shù)裝備的研發(fā)制造。2020年3月，中聯(lián)重科在美國工程機械展推出ZE75G無人駕駛挖掘機。ZE75G可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的作業(yè)模型，自動進(jìn)行作業(yè)路徑規(guī)劃，采用RTK技術(shù)，實現(xiàn)高精度定位，采用雷達(dá)測距技術(shù)，測量與障礙物的距離，同時依靠視覺傳感器自動識別障礙物。
2022年3月，中聯(lián)重科新一代無人操作智能施工升降機成功下線，這是中聯(lián)重科瞄準(zhǔn)市場需求和痛點，充分結(jié)合市場推廣性打造的全新產(chǎn)品。
2022年12月，中聯(lián)重科智慧工地正式啟動，這是中聯(lián)重科發(fā)布的行業(yè)首個綠色智慧工地作業(yè)場景，11款純電動智能工程機械齊聚一堂形成智能工程機械集群，協(xié)同進(jìn)行“挖掘-澆筑-吊裝-裝飾”全流程建造的自主、無人化施工。綠色智慧工地的落地標(biāo)志著中聯(lián)重科率先挺進(jìn)行業(yè)高地，打通了“單機智能化-機群智能化-智慧施工”的技術(shù)路徑，探索出全流程數(shù)字化閉環(huán)施工新模式。
與三一、徐工相比，中聯(lián)重科的無人駕駛發(fā)展起步較晚，自主研發(fā)的力量相對薄弱。2022年2月，中聯(lián)重科出資約7.8億元收購涉及無人駕駛解決方案、智能化出行解決方案研發(fā)的路暢科技，開始深化布局工程機械的無人駕駛領(lǐng)域。
柳工機械：產(chǎn)品快速迭代搶占智能高地
廣西柳工機械股份有限公司是中國工程機械第一家上市公司。2015年，全面智能化成為公司三大戰(zhàn)略之一，由柳工機械副總工程師、全球研發(fā)中心智能研究院院長蔡登勝帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊全面轉(zhuǎn)入產(chǎn)品智能化研發(fā)工作，作為其主攻方向之一的柳工無人駕駛技術(shù)探索也就此開始。
2019年，柳工發(fā)布了5G智能遙控裝載機，為柳工推進(jìn)全面智能化、無人化遙控作業(yè)邁出堅實的一步。2021年，柳工持續(xù)發(fā)力，在全球客戶節(jié)上發(fā)布922F挖掘機、856HMAX裝載機、6626E壓路機三款“無人駕駛工程機械”。這三款無人駕駛設(shè)備采用了柳工完全自主創(chuàng)新開發(fā)的慧眼系統(tǒng)和智行控制系統(tǒng)，這是柳工在工程機械智能施工機器人領(lǐng)域的又一重大突破。
2022年11月，柳工第二代“無駕駛室”遙控滑移裝載機在常州東部基地完成相關(guān)實驗測試并正式交付華南地區(qū)客戶。產(chǎn)品的快速迭代更新與落地體現(xiàn)不僅體現(xiàn)出柳工對無人駕駛工程機械領(lǐng)域的重視程度，還體現(xiàn)出他們自身強大的無人駕駛技術(shù)研發(fā)能力。
在三一重工、徐工集團(tuán)、中聯(lián)重科、柳工機械等資深設(shè)備廠商持續(xù)深化轉(zhuǎn)型的同時，諸如武漢英途、優(yōu)控智行、斐視科技、網(wǎng)易伏羲、拓疆者等研發(fā)無人駕駛技術(shù)、人工智能的科技公司也在廣泛布局無人駕駛工程機械市場，或優(yōu)化自身技術(shù)水平，或積極尋求戰(zhàn)略合作，推動技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品落地的進(jìn)程。
武漢英途：引領(lǐng)道路施工無人化發(fā)展新潮流
武漢英途成立于2017年，專注于工程機械智能產(chǎn)品的研發(fā)、制造及銷售。2019年3月，武漢英途自主研發(fā)的攤鋪機智能遙控器成功面世，給傳統(tǒng)攤鋪機施工領(lǐng)域帶來一場劃時代的“操作變革”。該產(chǎn)品由無線發(fā)射端、接收端和控制單元構(gòu)成，可以在50米范圍內(nèi)實現(xiàn)攤鋪機的智能作業(yè)。
2021年，武漢英途推出的雙鋼壓路機可自主切換人工與自動駕駛模式，自動駕駛在實現(xiàn)行走轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上擁有自主防撞、自動變道、自動路徑等功能，標(biāo)志著武漢英途在無人駕駛工程機械領(lǐng)域的發(fā)展更上層樓。
根據(jù)道路施工痛點，武漢英途先后研發(fā)了路面工程機械攤鋪機及壓路機的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)、無人駕駛輔助功能、多機協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)，并建立起以智能產(chǎn)品為核心的路面工程機械攤鋪機遙控器、攤鋪機無人駕駛控制、壓路機自動駕駛控制、壓路機無人駕駛控制四大業(yè)務(wù)體系。
優(yōu)控智行：全棧式解決方案補齊傳統(tǒng)廠商短板
2021年，優(yōu)控的智慧施工無人作業(yè)系統(tǒng)在某無人駕駛壓路機機群作業(yè)中完成實車測試應(yīng)用和項目驗收，標(biāo)志著優(yōu)控?zé)o人駕駛技術(shù)在工程機械領(lǐng)域逐漸走向成熟和商業(yè)化落地。
據(jù)悉，優(yōu)控多年研究無人駕駛行業(yè)，基于其在汽車電控及域控制器領(lǐng)域的積累，推出了面向特定場景的L4級無人駕駛的全棧式解決方案，已實現(xiàn)在工程機械領(lǐng)域的多場景落地。
在產(chǎn)品研發(fā)上，優(yōu)控智行采取合作的方式進(jìn)行，例如與同力重工達(dá)成戰(zhàn)略合作。對于傳統(tǒng)工程機械廠商而言，他們在機械、液壓等相關(guān)領(lǐng)域有深厚積累，但是在自動駕駛相關(guān)的激光雷達(dá)、圖像處理、傳感檢測等智能硬件以及人工智能軟件算法領(lǐng)域，通常沒有太多技術(shù)積累，而優(yōu)控的解決方案將施工工藝需求與技術(shù)科研、前裝市場特點與后裝市場特點、硬件與軟件相結(jié)合，與這些傳統(tǒng)企業(yè)形成優(yōu)勢互補。
斐視科技：遠(yuǎn)程駕駛加速多行業(yè)無人化轉(zhuǎn)型升級
斐視科技成立于2021年，專注于遠(yuǎn)程駕駛系統(tǒng)解決方案研發(fā)與供應(yīng)，致力于為自動駕駛系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程接管安全底線保障。斐視科技遠(yuǎn)控系統(tǒng)為自主研發(fā)，可以提供專業(yè)、完善的遠(yuǎn)程駕駛系統(tǒng)技術(shù)服務(wù)體系。
當(dāng)前市場上存在各式種類繁多的智能工程機械裝備，且不同裝備之間駕駛方式差異巨大。針對于此，斐視專為遠(yuǎn)程操控工程機械打造了專用遠(yuǎn)程駕駛艙，遠(yuǎn)程操作接管平臺的按鍵操控模塊可以單獨定制設(shè)計，支持復(fù)刻原智能裝備的按鍵布局，可將原智能工程機械裝備的駕駛習(xí)慣“原封不動”地移植到本產(chǎn)品，使用戶在最短時間內(nèi)上手操控。
目前，斐視已針對挖掘機、礦用自卸車、裝載機、鏟運車等多種工程機械車型推出了優(yōu)質(zhì)解決方案，與三一智礦、中煤科工、龍碼科技、創(chuàng)遠(yuǎn)智能、山東臨工等達(dá)成項目合作。
網(wǎng)易伏羲：尋求合作大步邁入工程機械無人化
網(wǎng)易旗下的網(wǎng)易伏羲專業(yè)從事游戲與AI研究和應(yīng)用。2022年9月，網(wǎng)易伏羲聯(lián)合中建八局研發(fā)的無人駕駛挖掘機在世界人工智能大會首次亮相。據(jù)悉，這是全球首臺在高原作業(yè)的無人駕駛挖掘機，可通過手柄、電腦遠(yuǎn)程遙控其在零下20℃、4000米海拔的低溫缺氧環(huán)境中作業(yè)。
此次嘗試是網(wǎng)易伏羲首次涉足無人駕駛工程機械領(lǐng)域。與原本研究無人駕駛系統(tǒng)的科技公司不同，網(wǎng)易入局無人駕駛工程機械屬于全新的跨界嘗試，仍需要積極尋求合作方，以期能夠進(jìn)一步提升工程機械無人駕駛技術(shù)的研發(fā)水平。
拓疆者：為工程機械安裝“數(shù)字大腦”
2019年，成立僅一年的拓疆者便研發(fā)出“掘悟”系統(tǒng)，賦予無人駕駛工程機械姿態(tài)監(jiān)測、行人識別、一鍵裝車等功能。2021年“掘悟”系統(tǒng)升級至2.0，延時進(jìn)一步降低40%，并增添“鏟斗景深感知”功能，無人駕駛挖掘機精確感知挖斗落點和卸料點。
2020年，拓疆者與徐工集團(tuán)共同研發(fā)遠(yuǎn)程智能遙控套件，實現(xiàn)工程機械設(shè)備在4G/5G環(huán)境中進(jìn)行不限距遠(yuǎn)程駕駛操作。在眾多企業(yè)積極研發(fā)無人駕駛挖掘機、無人駕駛壓路機等熱門機械的浪潮中，拓疆者關(guān)注到了被大多數(shù)人忽視的領(lǐng)域——無人駕駛鉆機。2022年，拓疆者武家塔煤礦X55遠(yuǎn)程智控一體化鉆機項目成功落地。
市場競爭日益激烈，立足創(chuàng)新以求突破
無人駕駛工程機械不在道路上行駛、沒有標(biāo)志標(biāo)線指引，除了在行駛之外還多了作業(yè)的過程，既要對障礙物進(jìn)行檢測、識別、作業(yè)，還要精準(zhǔn)應(yīng)對各種工況的規(guī)劃和決策，要求其大規(guī)模落地應(yīng)用并達(dá)到甚至超過人類的操作效率，就目前的狀況而言，還存在一定的應(yīng)用瓶頸：
研發(fā)與使用脫節(jié)：大多數(shù)企業(yè)不具備工程機械無人駕駛技術(shù)的自主研發(fā)能力，需要尋求企業(yè)合作，在一定程度上會造成研發(fā)與使用相脫節(jié)的現(xiàn)象；
政府措施缺乏：政府缺乏有效激勵措施引導(dǎo)工程機械無人駕駛技術(shù)的落地與應(yīng)用；
成本與效率不相匹配：無人駕駛工程機械要實現(xiàn)真正落地，需要滿足研發(fā)和使用無人駕駛設(shè)備產(chǎn)生的成本低于人工駕駛設(shè)備產(chǎn)生的成本，以及無人駕駛設(shè)備創(chuàng)造的價值要高于人工駕駛設(shè)備創(chuàng)造的價值這兩個條件。就當(dāng)前來看，這兩個條件尚不能得到很好的滿足；
人才匱乏：無人駕駛工程機械的操作員是具備高素質(zhì)、高學(xué)識的人才，需要充分了解通訊、測量、計算機等專業(yè)知識，而非只會干苦力的勞工。因此，無人駕駛工程機械的大規(guī)模落地應(yīng)用很大程度上會面臨人才困境；
技術(shù)限制多：即使現(xiàn)今衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)十分發(fā)達(dá)，但仍有許多地方未能實現(xiàn)衛(wèi)星全覆蓋，比如偏遠(yuǎn)山區(qū)、隧道、礦井等，無人駕駛工程機械的諸多技術(shù)限制令其在這些地方難以正常作業(yè)。
可見，我國無人駕駛工程機械距離大規(guī)模復(fù)制仍有很長的路要走，未來會有越來越多的企業(yè)攜著新想法、新技術(shù)不斷涌入。在新老玩家的大力圍剿下，市場競爭會愈加激烈，但也正是這種競爭，不斷推動著技術(shù)的變革以及落地應(yīng)用的加快，更多場景種類的無人駕駛工程機械會從技術(shù)研發(fā)、試點驗證階段邁向規(guī)模化商用探索階段。
