趙玉洲河北省唐山市曹妃甸實(shí)業(yè)港務(wù)有限公司

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工程機(jī)械的智能化趨勢與發(fā)展策略

趙玉洲
河北省唐山市曹妃甸實(shí)業(yè)港務(wù)有限公司

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工程機(jī)械也正向自動化、智能化發(fā)展。工程機(jī)械自動化、智能化水平的提高，能夠有效提升工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量及施工效率。當(dāng)前我國工程機(jī)械的智能化水平與先進(jìn)國家相比還有很大的提升空間，對于工程機(jī)械的智能化應(yīng)用還于起步階段。本文簡要分析了我國工程機(jī)械現(xiàn)狀及智能化的發(fā)展趨勢，并探討工程機(jī)械智能化的發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；智能化；智能控制；智能監(jiān)測；機(jī)群協(xié)同作業(yè)；發(fā)展趨勢

制造業(yè)不僅是國家技術(shù)水平的重要體現(xiàn)，也是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合競爭力的重要途徑。在世界經(jīng)濟(jì)變革的浪潮中，在加入WTO之后，中國制造業(yè)所面臨的是與國際接軌、與國際競爭的嚴(yán)峻形勢。信息技術(shù)能夠改造、提升傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)業(yè)，智能機(jī)器與系統(tǒng)能夠推動國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。工程機(jī)械智能化是未來發(fā)展的必然趨勢。本文簡要分析了我國工程機(jī)械現(xiàn)狀及智能化的發(fā)展趨勢，并探討工程機(jī)械智能化的發(fā)展策略。

一、工程機(jī)械的智能化發(fā)展趨勢

智能化是工程機(jī)械的主要發(fā)展方向，當(dāng)前，工程機(jī)械智能化主要體現(xiàn)在三個方面，包括工程機(jī)械單機(jī)智能控制技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)，以及施工作業(yè)機(jī)群的智能化調(diào)度控制技術(shù)。

1.1單機(jī)智能控制技術(shù)

工程機(jī)械單機(jī)智能控制技術(shù)包括自動換擋變速技術(shù)、負(fù)荷傳感全功率控制技術(shù)以及搖操作與無人駕駛技術(shù)等等。從整體上看，自動換擋系統(tǒng)的應(yīng)用日益得到推廣，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，其能夠有效改善工程機(jī)械的使用性能，降低勞動強(qiáng)度。其整個系統(tǒng)包括液壓式和電液式，分別負(fù)責(zé)油壓信號和電信號的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)自動換擋。

負(fù)荷傳感全功率控制從很大程度上提升了系統(tǒng)的工作效率，負(fù)荷傳感系統(tǒng)的應(yīng)用也日益廣泛，由于其具有良好的控制性能和動態(tài)性能，且具有較長的使用壽命，節(jié)能環(huán)保，受到了高度重視。應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全功率控制，從而使發(fā)動機(jī)與變量泵的匹配達(dá)到經(jīng)濟(jì)最優(yōu)。

遙操作也就是機(jī)器人化，是工程機(jī)械的重點(diǎn)發(fā)展方向。這種操作十分適用于高危作業(yè)區(qū)，從而避免對工作人員造成傷害，如塌陷區(qū)、易爆炸區(qū)、高輻射區(qū)等等。具有視覺性能的搖控系統(tǒng)，利用遠(yuǎn)程控制來完成高危作業(yè)任務(wù)。

1.2智能監(jiān)控技術(shù)

智能監(jiān)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對工程機(jī)械的監(jiān)控、檢測、診斷、報(bào)警等等。工程機(jī)械智能監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在向電子監(jiān)控系統(tǒng)、多傳感器融合技術(shù)等方面發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械故障監(jiān)控的自動化、數(shù)字化以及智能化。隨著科技的快速發(fā)展，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，一些發(fā)達(dá)國家的工程機(jī)械企業(yè)已經(jīng)開始在工程機(jī)械上融入電子監(jiān)控技術(shù)，同時也取得了顯著的成效。與發(fā)達(dá)國家相比，我國當(dāng)前工程機(jī)械在這個領(lǐng)域中的應(yīng)用與研究還有很大的進(jìn)步空間，電子監(jiān)控技術(shù)還處于發(fā)展和應(yīng)用的初級階段。

多傳感融合應(yīng)用于工程機(jī)械是將不同類型的傳感器設(shè)置于診斷系統(tǒng)，目的是實(shí)現(xiàn)對部件磨損、疲勞斷裂等現(xiàn)象引起的振動、溫度、壓力等反映的探測，在整個作業(yè)過程中，對多個不同對象進(jìn)行定位、跟蹤及分類識別，為故障預(yù)測和診斷提供有效的參考。當(dāng)前我國傳感器技術(shù)也落后于先進(jìn)國家水平，從某種程度而言，傳感器技術(shù)是我國電子監(jiān)控與故障診斷發(fā)展的瓶頸。

1.3群機(jī)智能化高度控制技術(shù)

在工程施工作業(yè)中，會用到多種不同的機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)具有較強(qiáng)的隨機(jī)性，而在實(shí)際施工作業(yè)中，對于項(xiàng)目的控制、高度始終是一個難題，一方面要降低施工成本，另一方面還要優(yōu)化機(jī)群的配置和高度，使機(jī)群達(dá)到最佳的工作效率。對于這方面的問題，國內(nèi)外一直在進(jìn)行不斷探討和研究，雖然在理論上取得了一些成果，但是由于不具備相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)手段，工程化成果還沒有應(yīng)用到實(shí)際工程項(xiàng)目中，因此，工程化的研究十分重要。

二、工程機(jī)械智能化發(fā)展策略

現(xiàn)代化的工程機(jī)械發(fā)展，需要綜合多方面的技術(shù)性能，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)等等，從而優(yōu)化和提升我國工程機(jī)械的性能和技術(shù)，同時，針對我國國情創(chuàng)新研發(fā)適用于工程機(jī)械的產(chǎn)品，推動我國工程機(jī)械的發(fā)展步伐，增強(qiáng)我國工程機(jī)械的國際競爭力。

首先，綜合利用微電子、計(jì)算機(jī)、多傳感器以及自動控制等技術(shù)，使工程機(jī)械集成操作技術(shù)及控制系統(tǒng)更加優(yōu)化，并成為智能化發(fā)展趨勢的重點(diǎn)，同時也是工程機(jī)械智能化發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)。其次，研發(fā)故障診斷系統(tǒng)和技術(shù)，憑借安裝多傳感器來反應(yīng)機(jī)械中的關(guān)鍵零部件，來更好的監(jiān)測和控制機(jī)械工作狀況，同時根據(jù)不同的故障進(jìn)行不同的報(bào)警，實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控。再次，大力開發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和智能維護(hù)技術(shù)，對工程機(jī)械中的故障進(jìn)行有效預(yù)防。然后，深入研發(fā)機(jī)群控制技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)群相關(guān)配置的優(yōu)化、實(shí)時科學(xué)調(diào)度、協(xié)同化控制等等。最后，研發(fā)新智能機(jī)來科學(xué)有效地控制機(jī)群。

三、結(jié)語

現(xiàn)代大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日益增多，這些建設(shè)是由多個品種，多個數(shù)量的工程機(jī)械來完成，特別是機(jī)群的協(xié)同作業(yè)，有效提高了整個工程的施工效率及施工質(zhì)量。與此同時，工程機(jī)械的監(jiān)測與維護(hù)工作也日益加重。因此經(jīng)，工程機(jī)械的單機(jī)智能化控制、智能化監(jiān)控以及機(jī)群智能化控制及監(jiān)測非常必要。科技的快速進(jìn)步，電子技術(shù)的精益求精使得工程機(jī)械正在向智能化邁進(jìn)，這種發(fā)展趨勢必然引起一場聲勢浩大的革命，為工程機(jī)械行業(yè)帶來重大影響。

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作者簡介：趙玉洲（1983-），男，河北石家莊人，本科，河北省唐山市曹妃甸實(shí)業(yè)港務(wù)有限公司保障隊(duì)工程師，主要研究方向：港口機(jī)械。