Máy xúc mini: xu hướng đổi mới sinh thái? 

Khi bạn nghe thấy sự đổi mới sinh thái và máy xúc mini cùng nhau, hầu hết mọi người sẽ nghĩ ngay đến điện. Đó là buzz, phải không? Nhưng đã dành nhiều năm xung quanh những cỗ máy này, từ những chiến hào lầy lội đến những khu đô thị chật hẹp, tôi có thể nói với bạn rằng cuộc trò chuyện vừa thú vị vừa lộn xộn hơn là chỉ đổi một động cơ diesel lấy một bộ pin. Xu hướng thực sự không phải là một sự chuyển đổi đơn lẻ; đó là sự xem xét lại cơ bản về toàn bộ vòng đời của máy và vai trò của nó đối với một địa điểm làm việc đang thay đổi. Đó là về tính hiệu quả mà bạn có thể cảm nhận được trong ví tiền của mình và tính bền vững không chỉ là nhãn hiệu tiếp thị.

Con voi điện trong phòng

Trước tiên hãy giải quyết vấn đề lớn. Máy xúc mini chạy điện đang ở đây và chúng rất ấn tượng trong bối cảnh phù hợp. Không phát thải cục bộ, giảm tiếng ồn đáng kể—hoàn hảo cho việc phá dỡ trong nhà hoặc làm việc tại các khu dân cư nhạy cảm. Tôi đã chạy một mẫu xe điện nặng 1,8 tấn trong một tuần trong một dự án cải tạo công viên thành phố. Sự im lặng lúc đầu gần như đáng sợ, nhưng khả năng bắt đầu lúc 7 giờ sáng mà không có lời phàn nàn nào đã thay đổi cuộc chơi.

Nhưng đây là một trở ngại thực tế mà mọi người đều học rất nhanh: vấn đề không chỉ là về máy móc. Đó là về hệ sinh thái. Bạn cần bộ sạc có thể tiếp cận chứ không chỉ là ổ cắm tiêu chuẩn—nguồn điện công nghiệp phù hợp. Trong công việc ở công viên đó, chúng tôi phải phối hợp với thành phố để tạm thời chạy đường dây cường độ cao, kéo dài thêm hai ngày và một khoản ngân sách lớn. Sự lo lắng trong thời gian chạy cũng là có thật. Bạn liên tục tính nhẩm về mức pin so với danh sách nhiệm vụ, điều mà bạn không bao giờ làm với bình xăng diesel. Nó buộc phải có một kiểu quản lý trang web khác.

Sau đó là cái lạnh. Chúng tôi đã thử nghiệm một dự án trong một dự án mùa đông ở Canada (một thời gian ngắn). Hiệu suất của pin giảm mạnh và chất lỏng thủy lực, nếu không được pha chế đặc biệt, sẽ hoạt động chậm chạp. Sự đổi mới không chỉ ở lĩnh vực hóa học của pin mà còn ở hệ thống quản lý nhiệt tích hợp. Các công ty làm đúng điều này, giống như một số mô hình từ Công ty TNHH Máy móc Kỹ thuật Tiên phong Sơn Đông, là các loại máy xây dựng có chu trình làm nóng/làm mát trước cho pin và hệ thống thủy lực. Đó là loại chi tiết giúp chuyển sản phẩm từ một sản phẩm trưng bày demo thành một công cụ đáng tin cậy. Bạn có thể xem cách tiếp cận của họ để xây dựng các môi trường khác nhau trên trang web của họ tại https://www.sdpioneer.com.

Ngoài nguồn năng lượng: Cuộc tranh giành hiệu quả

Nếu bạn chỉ nhìn vào động cơ, bạn sẽ bỏ lỡ bức tranh toàn cảnh hơn. Một số đổi mới sinh thái có ý nghĩa nhất nằm ở hiệu quả tuyệt đối—làm được nhiều hơn với ít năng lượng hơn, bất kể nguồn năng lượng đó đến từ đâu. Đây là nơi các kỹ thuật thực sự được thể hiện.

Lấy hệ thống thủy lực. Sự chuyển đổi từ các hệ thống trung tâm mở tiêu chuẩn sang các thiết lập cảm biến tải tiên tiến hoặc thậm chí là điện-thủy lực (EOH) là rất lớn. Ví dụ, hệ thống EOH chỉ cung cấp năng lượng thủy lực chính xác khi nào và ở nơi cần thiết. Trên thiết bị demo mà tôi vận hành, bạn có thể nghe thấy sự khác biệt theo đúng nghĩa đen - tiếng rên rỉ liên tục của máy bơm thủy lực đã biến mất. Mức tiết kiệm nhiên liệu trên mô hình động cơ diesel tương đương được đo ở mức khoảng 20-25% trong một chu trình đào thông thường. Điều đó không tầm thường.

Một lĩnh vực khác bị đánh giá thấp là giảm cân thông qua khoa học vật liệu. Việc sử dụng nhiều thép hoặc vật liệu tổng hợp có độ bền cao hơn trong cần và cánh tay sẽ giúp giảm trọng lượng chết của máy. Tại sao điều đó lại quan trọng? Một chiếc máy nhẹ hơn cần ít năng lượng hơn để tự di chuyển, do đó, nhiều năng lượng của động cơ (hoặc dung lượng pin) sẽ được dùng vào công thực tế hơn. Tôi nhớ một nguyên mẫu sử dụng vật liệu tổng hợp mới cho cấu trúc cabin. Cầm trên tay nó có cảm giác mỏng manh nhưng khi cầm trên máy, nó lại cực kỳ cứng cáp và giảm được gần 80 kg. Đó là kiểu đổi mới không được chú ý nhưng được tích lũy qua hàng nghìn giờ hoạt động.

Cờ lê kinh tế tuần hoàn

Đây là nơi thực sự thú vị và thành thật mà nói, nơi mà nhiều nhà sản xuất vẫn đang tìm được chỗ đứng của mình. Eco không chỉ là vận hành; đó là về toàn bộ tuổi thọ. Chúng tôi bắt đầu thấy thiết kế để tháo rời và tái sản xuất.

Tôi đã đến thăm một cơ sở thí điểm ở Đức cách đây không lâu. Họ đang sử dụng những chiếc máy xúc mini 10 năm tuổi, tháo dỡ hoàn toàn và xây dựng lại chúng theo thông số kỹ thuật như mới với các bộ phận hiệu quả được cập nhật. Cấu trúc cốt lõi - khung chính, cần trục - thường ở tình trạng hoàn hảo. Sự đổi mới nằm ở việc thiết kế máy sao cho các bộ phận cốt lõi này có thể dễ dàng tách ra khỏi các bộ phận bị hao mòn và hệ thống trở nên lỗi thời. Hãy nghĩ đến các mẫu bu lông được tiêu chuẩn hóa, bộ dây nối theo mô-đun có kết nối nhanh và định tuyến đường thủy lực không yêu cầu phải cắt khung để tháo máy bơm.

Đối với một công ty có tầm nhìn dài hạn thì đây là một cách chơi thông minh. Nó xây dựng lòng trung thành của khách hàng và tạo ra một nguồn doanh thu mới. Một công ty như Shandong Pioneer, được thành lập năm 2004 và hiện đang hoạt động từ cơ sở mới rộng 1.600 mét vuông ở Tai’an, có đủ chuyên môn sản xuất để nghĩ theo cách này. Quá trình phát triển của họ từ một nhà sản xuất địa phương của Trung Quốc thành một nhà xuất khẩu được tin cậy ở các thị trường như Mỹ, Canada và Úc cho thấy họ đang xây dựng độ bền và giá trị lâu dài, vốn là nền tảng của cách tiếp cận tuần hoàn.

Lớp viễn thông và dữ liệu

Bạn sẽ không nghĩ phần mềm là một xu hướng sinh thái nhưng nó đang trở nên quan trọng. Máy xúc mini hiện đại là trung tâm dữ liệu. Các cảm biến trên tàu theo dõi mọi thứ: RPM của động cơ, áp suất thủy lực, mức tiêu thụ nhiên liệu, thời gian không tải và kiểu đào của người vận hành.

Chúng tôi đã triển khai hệ thống viễn thông cơ bản trên một nhóm sáu máy cho một nhà thầu tiện ích. Mục tiêu chỉ là lên lịch bảo trì, nhưng khoản tiết kiệm lớn nhất lại đến từ hành vi của người vận hành. Dữ liệu cho thấy một máy không hoạt động gần 40% thời gian ca của nó. Đó không phải là ác ý; người điều hành chỉ có thói quen để nó chạy trong khi kiểm tra kế hoạch hoặc chờ chỉ đạo. Một hệ thống cảnh báo đơn giản khi chạy không tải quá mức, cùng với việc đào tạo, đã cắt giảm mức tiêu thụ nhiên liệu của thiết bị đó gần 18% trong một tháng. Đó là lợi ích môi trường trực tiếp từ byte chứ không phải phần cứng.

Bước tiếp theo là sử dụng dữ liệu này để thiết kế máy. Nếu các nhà sản xuất thấy rằng 90% công việc của máy xúc mini được thực hiện trong một dải áp suất thủy lực cụ thể, thì họ có thể tối ưu hóa việc lập bản đồ máy bơm và động cơ một cách chính xác cho phạm vi đó, thu được thêm một vài điểm phần trăm hiệu suất. Đó là một vòng phản hồi trong đó việc sử dụng trong thế giới thực liên tục cải tiến sản phẩm.

Giống lai, HVO và quá trình chuyển đổi lộn xộn

Trong khi điện thuần túy đang được chú ý thì quá trình chuyển đổi sẽ kéo dài và các giải pháp kết hợp là cầu nối thực dụng. Tôi đã thấy các loại xe hybrid diesel-điện trong đó một động cơ diesel nhỏ, cực kỳ hiệu quả chạy ở tốc độ tối ưu không đổi để tạo ra điện, sau đó cung cấp năng lượng cho động cơ truyền động điện và máy bơm thủy lực. Sự mượt mà và khả năng phản hồi là tuyệt vời và khả năng tiết kiệm nhiên liệu rất ổn định. Nhưng độ phức tạp và chi phí… chúng rất đáng kể. Đối với một nhà thầu nhỏ, mốc thời gian ROI có thể đáng sợ.

Sau đó, có các loại nhiên liệu thay thế như Dầu thực vật được xử lý bằng hydro (HVO). Đây là giải pháp thay thế thay thế cho động cơ diesel có thể cắt giảm tới 90% lượng khí thải CO2 ròng. Chúng tôi đã điều hành một đội tàu trên đó trong một năm. Các máy móc không cần sửa đổi gì, hoạt động giống hệt nhau và có mùi khoai tây chiên thoang thoảng. Vấn đề? Chuỗi cung ứng và chi phí. Nó không thường xuyên có sẵn tại các kho và giá mỗi lít không ổn định. Đó là một giải pháp tuyệt vời về mặt kỹ thuật, nhưng nó cần có cơ sở hạ tầng để thực sự khả thi. Đây là thực tế nghiệt ngã của sự đổi mới – bản thân chiếc máy chỉ là một mảnh ghép.

Nhìn vào danh mục đầu tư của một nhà xuất khẩu toàn cầu, như Shandong Pioneer và đối tác sản xuất Shandong Hexin, bạn sẽ thấy chủ nghĩa thực dụng này. Họ có thể đưa ra nhiều lựa chọn: các mẫu động cơ diesel hiệu quả sẵn sàng cho HVO, khám phá các lựa chọn điện cho các thị trường thích hợp và tập trung vào việc tăng hiệu quả cốt lõi trên diện rộng. Cách tiếp cận cân bằng này là điều đã tạo được niềm tin ở các thị trường đa dạng từ Đức đến Úc; nó đáp ứng nhu cầu của khách hàng trong hành trình phát triển bền vững của chính họ.

Yếu tố con người và suy nghĩ cuối cùng

Tất cả công nghệ này sẽ vô dụng nếu người dân trên thực địa không tin tưởng vào nó. Sự chấp nhận của nhà điều hành là rất lớn. Một cỗ máy điện có cảm giác khác biệt—mô-men xoắn tức thời, sự im lặng. Một số nhà khai thác kỳ cựu không tin tưởng nó; họ bỏ lỡ tiếng ầm ầm và phản ứng ga. Đào tạo không chỉ là cách sạc pin; đó là việc làm quen lại với họ với một loại đường cong sức mạnh mới. Những hoạt động triển khai thành công nhất mà tôi từng thấy có sự tham gia của người vận hành từ giai đoạn thử nghiệm, giúp họ trực tiếp cảm nhận được lợi ích (chẳng hạn như ít rung và ít nhiệt hơn).

Vậy máy xúc mini có nhìn thấy xu hướng đổi mới sinh thái không? Tuyệt đối. Nhưng đó là một bức tranh phức tạp, nhiều lớp. Đó là điện, nhưng hãy cẩn thận. Đó là hiệu quả triệt để trong thủy lực và vật liệu. Đó là thiết kế cho cuộc sống thứ hai và thứ ba. Đó là sử dụng dữ liệu để cắt giảm lãng phí từ hoạt động. Và nó đang điều hướng một quá trình chuyển đổi phức tạp, đa hướng bằng nhiên liệu và xe hybrid.

Các công ty sẽ dẫn đầu không chỉ là những công ty có nguyên mẫu pin hào nhoáng nhất. Họ là những người, giống như Pioneer với hai thập kỷ tích lũy, đã tích hợp những ý tưởng này vào những cỗ máy bền bỉ, thiết thực để giải quyết các vấn đề thực tế trên công trường thực tế. Xu hướng không phải là một điểm đến duy nhất; toàn bộ ngành đang dần dần, đôi khi vụng về, biến cỗ máy—và tư duy—thành một thứ gì đó tinh gọn hơn, thông minh hơn và có trách nhiệm hơn. Công việc, như chúng tôi nói, vẫn còn ở trong rãnh.