工程機(jī)械的智能化趨勢與發(fā)展探討

邱建波

摘要：工程機(jī)械的智能化是電子信息科技不斷發(fā)展的產(chǎn)物，智能化的機(jī)械給人們的生產(chǎn)活動提供無限便利的同時也存在著“電腦非人腦”所導(dǎo)致的問題。探討工程機(jī)械的智能化趨勢和發(fā)展，始終是指導(dǎo)工程機(jī)械使用和預(yù)測工程機(jī)械制造方向的重要手段。本文從工程機(jī)械智能化概述入手，對工程機(jī)械智能化發(fā)展的趨勢進(jìn)行展望，并針對應(yīng)用大型工程機(jī)械的企業(yè)提出了三點(diǎn)應(yīng)對工程機(jī)械智能化發(fā)展的方法。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；智能化；發(fā)展趨勢

引言：信息技術(shù)的誕生和發(fā)展不僅為人們的日常生活帶來便利，也為人們的生產(chǎn)活動提供方便。將信息技術(shù)使用到大型工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑機(jī)械制造領(lǐng)域，達(dá)到通過應(yīng)用程序控制大型作業(yè)機(jī)械，是目前工程機(jī)械智能化的主要表現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展的是超越人們想象的信息科技，隨之而來的也是工程機(jī)械智能化的不斷更新和演變。

1.工程機(jī)械智能化概述

1.1 工程機(jī)械智能化的現(xiàn)狀

大多數(shù)的工程機(jī)械是重型機(jī)械，由于施工環(huán)境復(fù)雜，工作任務(wù)繁重，需要機(jī)械操作人員手、腦、眼并用，因此操作起來較為困難。工程機(jī)械智能化是將可以編輯的應(yīng)用程序作為基本的技術(shù)原理，實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行存儲、運(yùn)算、定時、控制等功能，通過運(yùn)行操作系統(tǒng)，控制和操作工程機(jī)械的過程。工程機(jī)械智能化能夠節(jié)省人工、規(guī)避人工操作的風(fēng)險性、降低機(jī)械操縱難度，因此得以迅速發(fā)展。

1.2 工程機(jī)械智能化中存在的問題

工程機(jī)械智能化雖然解決了重型機(jī)械在操作上的很多困難，例如使用Plc技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)字控制機(jī)械，使用GPRS定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械集團(tuán)作業(yè)等。但目前的工程機(jī)械智能化不能達(dá)到建筑施工對細(xì)節(jié)的要求，例如，人工操作挖掘機(jī)能夠及時避免挖掘過程中對地下管道和電纜、光纜等設(shè)備的破壞，而智能化的挖掘機(jī)不能判斷施工環(huán)境，一旦開工就不會停止。

1.3 探討工程機(jī)械智能化發(fā)展趨勢的意義所在

探討工程機(jī)械智能化發(fā)展的趨勢首先能夠?yàn)楣こ虣C(jī)械智能化的發(fā)展提供目標(biāo)。因?yàn)榇祟愄接懯腔谀壳爸悄芑こ虣C(jī)械的使用狀況和存在的問題進(jìn)行的推測，發(fā)現(xiàn)的問題和預(yù)測的機(jī)械功能為智能化工程機(jī)械研發(fā)提供參考。探討工程機(jī)械智能化發(fā)展的趨勢還能夠?yàn)槭褂么祟悪C(jī)械的企業(yè)提供生產(chǎn)作業(yè)方面的建議，幫助企業(yè)進(jìn)行技術(shù)、機(jī)械引進(jìn)計劃的制定和安排。

2.工程機(jī)械的智能化發(fā)展趨勢展望

2.1 大規(guī)模作業(yè)的智能化機(jī)械的使用

工程機(jī)械一般是重型機(jī)械，包括起重機(jī)、挖掘機(jī)、壓路機(jī)等，被廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)和水利建設(shè)、電力建設(shè)和港口、國防等工程領(lǐng)域。隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的增長和城市化規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，工程建設(shè)的設(shè)計內(nèi)容和施工工作量對工程機(jī)械提出了新的挑戰(zhàn)。目前智能化的工程機(jī)械通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和智能管理系統(tǒng)的使用做到了機(jī)械群組作業(yè)和工程的模擬施工，但無法應(yīng)對更高的施工要求。因此，設(shè)計適用于更大規(guī)模城市建設(shè)的重型機(jī)械并實(shí)現(xiàn)智能操作成為工程機(jī)械智能化的發(fā)展趨勢之一。這些大規(guī)模作業(yè)的智能化機(jī)械不僅能夠應(yīng)對更加艱苦的作業(yè)條件，并且能夠達(dá)到最大范圍的實(shí)現(xiàn)作業(yè)。如大型橋梁建設(shè)施工需要反復(fù)使用多種機(jī)械，大規(guī)模作業(yè)的智能化機(jī)械能夠通過作業(yè)速度提升以及作業(yè)范圍擴(kuò)大，降低同種機(jī)械的使用頻率，達(dá)到降低機(jī)械使用成本的目的。這方面的機(jī)械設(shè)計及制造不僅需要使用到已有的機(jī)械智能化技術(shù)，還需要進(jìn)行智能化的可操作范圍上的擴(kuò)展。

2.2 智能化在大型橋梁施工機(jī)械中的應(yīng)用更加廣泛

與以往的橋梁建筑工程先比，現(xiàn)代大型橋梁建筑不僅在施工規(guī)模和施工難度上有區(qū)別，對機(jī)械能夠?qū)崿F(xiàn)的施工作業(yè)速度有著更嚴(yán)格的要求。由于機(jī)械設(shè)備使用的更加廣泛，施工中對機(jī)械的投資更多，就機(jī)械本身而言，實(shí)現(xiàn)功能檢查的自動化和故障排除自動化，成為橋梁機(jī)械智能化發(fā)展的主要方向。大型橋梁建筑中需要使用到混凝土加工機(jī)、鋼筋加工機(jī)等重型機(jī)械，由于施工范圍大、時間長、施工環(huán)境復(fù)雜，機(jī)械一旦投入使用，就很難再拉回來，因此，機(jī)械出現(xiàn)故障會造成整個施工的延誤，更有甚者，會導(dǎo)致相關(guān)的質(zhì)量問題的產(chǎn)生。在機(jī)械設(shè)計中寫入電腦程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能的自檢；在機(jī)械投入使用前通過對施工過程的模擬，實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能故障的自我排查；通過遠(yuǎn)程調(diào)控、數(shù)位控制等手段，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自檢報告的遠(yuǎn)程接收；通過計算機(jī)編程控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的機(jī)械數(shù)控方面的檢修，使機(jī)械在不撤離工地的情況下在最短的時間內(nèi)完成修理，重新投入使用，而不耽誤整體的工程進(jìn)度，是目前大型橋梁施工機(jī)械對智能化發(fā)展的首要需求。

2.3 人工智能的進(jìn)一步成長

為了應(yīng)對工程機(jī)械智能化中的短板——機(jī)械不能應(yīng)對突發(fā)事件這個問題，人工智能的成長成為工程機(jī)械智能化發(fā)展的必然趨勢。人工智能在工程機(jī)械中的應(yīng)用能夠使控制系統(tǒng)本身具備運(yùn)算、判別、反應(yīng)、執(zhí)行的一系列智能化功能，這是模擬人腦處理問題的基本反應(yīng)而進(jìn)行的計算機(jī)程序語言編排上的開發(fā)，對于重型機(jī)械在無人操控或半自動操控時避免破壞性工程事件來說十分重要。另外一方面，人工智能的使用和開發(fā)也涵蓋了重型機(jī)械在無人操控的狀態(tài)下接受指令這一行為，例如，挖掘機(jī)在進(jìn)行挖掘的過程中遇到地下管道，地面監(jiān)工人員通過對講機(jī)發(fā)出“停止”的指令，挖掘機(jī)能夠立刻停住動作。這種人工智能的實(shí)現(xiàn)不僅需要無線控制技術(shù)和語言數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出技術(shù)的使用，同時也需要機(jī)械操作系統(tǒng)編程方面更加精細(xì)和嚴(yán)密的校對支持?？傊?，人工智能的進(jìn)一步成長將實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械智能化的仿人腦操作行為，機(jī)械工作的智能性和控制的靈活性都將得到大幅度的提升。

3.對企業(yè)面對工程機(jī)械智能化提出的建議

3.1 合理利用機(jī)械智能化進(jìn)行工程作業(yè)

鑒于智能化的工程機(jī)械可能被設(shè)計的能夠適應(yīng)更大規(guī)模的工程建設(shè)，或者進(jìn)行更加精細(xì)的工程建設(shè)活動，選擇更大規(guī)模作業(yè)的機(jī)器或者更大程度的減少人工的使用成為使用工程機(jī)械的企業(yè)在購置機(jī)械的類型時必須考慮的問題。企業(yè)應(yīng)該從日常施工的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)上出發(fā)，合理計劃智能化工程機(jī)械的購置配比。

3.2 注意規(guī)避智能工程機(jī)械的弊端

工程機(jī)械智能化的程度越高，使用工程機(jī)械的操作步驟就越簡潔，工程機(jī)械能夠完成的任務(wù)也就更多，因此工程機(jī)械智能化發(fā)展是使用重型機(jī)械的企業(yè)喜聞樂見的事情。但值得一提的是，無論人工智能發(fā)展的多么接近人腦，對于“突發(fā)事件”始終缺乏組織能力和判斷能力，在進(jìn)行施工作業(yè)過程中可以使用無人駕駛的工程機(jī)械，但卻不能出現(xiàn)無人監(jiān)管的工地。加強(qiáng)機(jī)械使用監(jiān)督是規(guī)避智能工程機(jī)械使用風(fēng)險的唯一途徑。

3.3 減少使用智能化工程機(jī)械的成本

智能化工程機(jī)械的使用一方面減少了人工施工的成本，另一方面卻增加了機(jī)械操作員工和機(jī)械維修的成本。因此，為了更好的控制施工成本，使用智能化工程機(jī)械的企業(yè)應(yīng)該重視機(jī)械操作技術(shù)人員的聘任和培養(yǎng)，同時做好機(jī)械的維護(hù)和保養(yǎng)，以減少智能化工程機(jī)械的使用成本。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，工程機(jī)械的智能化發(fā)展趨向于更加精細(xì)的操作和更加主動的智能化。使用工程機(jī)械的企業(yè)在生產(chǎn)行為過程中應(yīng)該注意到工程機(jī)械智能化可能帶來的利益與弊端，主動配合和處理由于機(jī)械智能化帶來的生產(chǎn)問題，以更好的應(yīng)對工程機(jī)械智能化的發(fā)展。

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