【摘要】：隨著科技的發(fā)展，智能化在各個(gè)領(lǐng)域也得到了較為廣泛的應(yīng)用，不僅有效提高了效率和降低了成本，為促進(jìn)社會(huì)的科技進(jìn)步提供了保障。一些高新技術(shù)進(jìn)入了工程機(jī)械的生產(chǎn)，工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了智能化發(fā)展的趨勢(shì)。工程機(jī)械的智能化極大地提高了工人生產(chǎn)的效率和安全性可靠性。

【關(guān)鍵詞】：智能化;工程機(jī)械

1、工程機(jī)械智能化的必然性

1.1國(guó)際前沿工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)

一直以來(lái)，國(guó)際市場(chǎng)上工程機(jī)械技術(shù)產(chǎn)品由美國(guó)、日本、西歐、俄羅斯等國(guó)際大型企業(yè)集團(tuán)所壟斷. 在全球范圍內(nèi)，傳統(tǒng)的工程機(jī)械產(chǎn)品與現(xiàn)代電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、人工智能技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和多傳感器融合技術(shù)等高新技術(shù)相結(jié)合，大大提高了產(chǎn)品的技術(shù)含量，形成了“機(jī)電一體化”、“機(jī)電液一體化”、“電子化”、“自動(dòng)化”、“建設(shè)機(jī)器人”技術(shù)等一大批成熟的高新技術(shù)，進(jìn)而開(kāi)出了一大批高技術(shù)含量、高檔次的工程機(jī)械產(chǎn)品。因此，傳統(tǒng)的工程機(jī)械基礎(chǔ)與現(xiàn)代的高新技術(shù)相結(jié)合，形成“機(jī)電液光訊一體化工程機(jī)械”、“智能化工程機(jī)械”、“機(jī)器人化工程機(jī)械”、“信息化工程機(jī)械”，這也是未來(lái)工程機(jī)械技術(shù)發(fā)展的方向與趨勢(shì)。

1.2我國(guó)工程機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到了快速升級(jí)，技術(shù)研發(fā)能力也在不斷的提高。我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品不論是在高端、大型還是在智能化方面都取得很大的進(jìn)步。尚普咨詢機(jī)械行業(yè)分析師認(rèn)為雖然中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)正表現(xiàn)出強(qiáng)勁的上升勢(shì)頭，但中國(guó)工程機(jī)械企業(yè)在產(chǎn)品層次、技術(shù)水平、及技術(shù)創(chuàng)新能力上與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)有很大的差距，很多原材料要依賴進(jìn)口。因此中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)要想在國(guó)際市場(chǎng)上表現(xiàn)出強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力，就要邁過(guò)技術(shù)創(chuàng)新這道坎。

以工程機(jī)械行業(yè)中挖掘機(jī)為例。目前國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)生產(chǎn)模式有兩種：第一種是挖掘機(jī)產(chǎn)品集成要靠國(guó)內(nèi)外可采購(gòu)資源的支撐;第二種是克隆模式即引進(jìn)—測(cè)繪—制圖—裝配—改進(jìn)的模式。因此導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)產(chǎn)品“山寨”現(xiàn)象的普遍存在。

1.3我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)存在的不足

我國(guó)工程機(jī)械制造業(yè)在自主創(chuàng)新方面存在三方面的不足：

第一、技術(shù)來(lái)源上存在問(wèn)題。工程機(jī)械制造企業(yè)一般有社會(huì)公共技術(shù)研究平臺(tái)提供的，企業(yè)自主的原創(chuàng)性技術(shù)和企業(yè)通過(guò)引進(jìn)技術(shù)及消化吸收后所形成的三個(gè)技術(shù)來(lái)源。科技體制的改革導(dǎo)致原屬于產(chǎn)業(yè)部門(mén)公共性質(zhì)的研究機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)制成企業(yè)，經(jīng)營(yíng)性身份沒(méi)有義務(wù)和能力去從事共性技術(shù)的研究。而且，從工程機(jī)械行業(yè)整個(gè)創(chuàng)新體系上看，結(jié)構(gòu)上共性技術(shù)研究缺位;

第二、作為自主創(chuàng)新主體在創(chuàng)新過(guò)程中發(fā)揮的作用明顯不足;

第三、目前，國(guó)內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入的力度不大，實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)平臺(tái)的投入明顯不夠。實(shí)驗(yàn)做得不多，數(shù)據(jù)積累就不夠，沒(méi)有數(shù)據(jù)庫(kù)的支撐，產(chǎn)業(yè)就不可能創(chuàng)新。

2、工程機(jī)械智能化發(fā)展的特點(diǎn)

2.1“機(jī)電一體化”“機(jī)電液一體化”

現(xiàn)代工程機(jī)械正處在一個(gè)機(jī)電一體化的發(fā)展時(shí)代引入機(jī)電一體化技術(shù)，使機(jī)械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機(jī)的結(jié)合，可以極大地提高了工程機(jī)械的各種性能，如動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性，操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。目前以微機(jī)或微處理器為核心的電子控制裝置在現(xiàn)代工程機(jī)械中的應(yīng)用已相當(dāng)普及，電子控制技術(shù)已深入到工程機(jī)械的許多領(lǐng)域，如攤鋪機(jī)和平地機(jī)的自動(dòng)找平，攤鋪機(jī)的自動(dòng)供料，挖掘機(jī)的電子功率優(yōu)化，柴油機(jī)的電子調(diào)速，裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)變速箱的自動(dòng)控制，工程機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)工程機(jī)械的性能要求不斷提高，電子控制裝置在工程機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜。

在工程機(jī)械上運(yùn)用傳感器技術(shù)是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)最主要的技術(shù)手段和特征，傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能;其水平越高，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高。在一套完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)中，如果不能利用傳感檢測(cè)技術(shù)對(duì)被控對(duì)象的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出并轉(zhuǎn)換成易于傳送和處理的信號(hào)，我們所需要的用于系統(tǒng)控制的信息就無(wú)法獲得，進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)就無(wú)法正常有效的工作。

2.2人工智能機(jī)器人應(yīng)用廣泛

在過(guò)去的幾十年，機(jī)器人控制理論得到了極大的發(fā)展。國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者做出了許多有益的嘗試，取得了豐碩的成果。然而，大多數(shù)控制方法需要合適的數(shù)學(xué)模型。但由于機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的非線性、時(shí)變性、多關(guān)節(jié)強(qiáng)藕合及變慣量等復(fù)雜性，不僅其數(shù)學(xué)模型的參數(shù)，就連數(shù)學(xué)模型的類型都很難準(zhǔn)確確定。由在線進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)的方法確定的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型將隨著負(fù)載和機(jī)器人型位的變化而不斷變化。其巨大的計(jì)算量使這種方法根本無(wú)法應(yīng)用到實(shí)際中去。因此在實(shí)際應(yīng)用中，我們看到最多的應(yīng)用還是Pl，PD和PID控制。另一方面，人類的操作員在執(zhí)行相似任務(wù)的時(shí)候，并不需要知道什么數(shù)學(xué)模型，卻能夠執(zhí)行得很好。因此，采用一種方式模擬人類的行為而不需要大量的數(shù)計(jì)算的控制方法自然而然地被提出來(lái)，這就是所謂的智能控制。智能控制涉及到人工智能的多個(gè)領(lǐng)域，包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)以及模糊控制等。機(jī)械工程不斷重視新型的計(jì)算機(jī)人才和智能技術(shù)的發(fā)展。 科學(xué)發(fā)展的最終目的就是由理論科學(xué)轉(zhuǎn)化為技術(shù)。而計(jì)算機(jī)科學(xué)就 是信息理論發(fā)展的最終應(yīng)用成果。目前的研究重點(diǎn)就是計(jì)算機(jī)與人 工智能的結(jié)合，并將其應(yīng)用機(jī)械工程制造中。企業(yè)通過(guò)智能化的實(shí) 現(xiàn)可以有效的提高企業(yè)生產(chǎn)水平，改善生產(chǎn)模式，提高質(zhì)量，降低 成本等，進(jìn)而提高企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

3、工程機(jī)械智能化發(fā)展主要體現(xiàn)的方面

3.1工程機(jī)械單機(jī)集成化操作及智能控制

工程機(jī)械單機(jī)集成化操作及智能控制主要包括以下內(nèi)容：電液控制自動(dòng)換擋變速器技術(shù)，機(jī)電液一體化控制技術(shù)，負(fù)荷傳感全功率控制技術(shù)和可編程控制與無(wú)人操作技術(shù)等。微機(jī)或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)目前在國(guó)外工程機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及，并已成高性能工程機(jī)械不可缺少的組成部分。

3.2網(wǎng)絡(luò)機(jī)群集成控制與智能化管理

智能化工程機(jī)械中的機(jī)群智能化是為了工程的施工項(xiàng)目更好的完成，實(shí)現(xiàn)資源配置的最優(yōu)化、工作效率的最高化、工作質(zhì)量的最佳化為最終目標(biāo)而進(jìn)行的智能化組合。通過(guò)對(duì)各種工程機(jī)械在單機(jī)狀態(tài)下對(duì)工作質(zhì)量、位置、進(jìn)度等進(jìn)行在線檢測(cè)和故障診斷的智能化。主控站對(duì)施工任務(wù)的完成狀態(tài)、機(jī)群的動(dòng)態(tài)組織以及施工的動(dòng)態(tài)優(yōu)化進(jìn)行調(diào)度管理，達(dá)到資源的最佳利用效果和施工效果的最優(yōu)化。機(jī)群智能化是利用單機(jī)的高適用性以及高可靠性的性能，進(jìn)行智能的實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)調(diào)度，把最大的作業(yè)效率當(dāng)成目標(biāo)，把施工對(duì)象當(dāng)成車(chē)間里的加工零件，完成了生產(chǎn)的高質(zhì)量和高效率。機(jī)群智能化的靈活和應(yīng)變能力非常能夠適應(yīng)變幻萬(wàn)化的現(xiàn)代市場(chǎng)形勢(shì)。機(jī)群智能化把傳統(tǒng)的工程機(jī)械的制造企業(yè)改變其單純追求高性能的思路，能夠?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械的聯(lián)合智能化作業(yè)、施工質(zhì)量最佳化、企業(yè)綜合效益最大化。機(jī)群智能化技術(shù)還處在研究的階段，但廣闊的市場(chǎng)前景已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

4、結(jié)語(yǔ)

目前，在工程機(jī)械里已經(jīng)越來(lái)越多的使用智能化的技術(shù)。可以說(shuō)在工程機(jī)械里智能化的技術(shù)使用水平高低直接影響工程機(jī)械的自動(dòng)化水平高低。智能化技術(shù)逐漸成為工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。研究工程機(jī)械的智能化技術(shù)，進(jìn)行推廣應(yīng)用，不僅能夠加快施工的進(jìn)度，符合現(xiàn)代化安全、節(jié)能、環(huán)保等施工要求，有著非常重要的作用，而且還能滿足我國(guó)在構(gòu)建社會(huì)主義資源循環(huán)型的社會(huì)要求，所以應(yīng)該重視智能化技術(shù)的研發(fā)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步。