工程機(jī)械技術(shù)現(xiàn)狀與智能化信息化趨勢

王明義 蘭暉

摘 要：當(dāng)前，中國科技與生產(chǎn)力水平均處于不斷上升的時候，人民生活水平有了明顯提升。我國一直注重住宅、公路的建設(shè)，并加大對其的重視和投資，所以，工程機(jī)械的技術(shù)水平也在不斷提高，近年來，為了各種工程企業(yè)能夠得到持續(xù)進(jìn)步和發(fā)展，信息化發(fā)展成為工程機(jī)械的主要技術(shù)。文章通過對工程機(jī)械技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，探討了工程機(jī)械的具體產(chǎn)品，分析了智能化信息的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械技術(shù);智能化;信息化

引言

工程機(jī)械是工程建設(shè)過程中使用的一切機(jī)械設(shè)備的總稱。它是各種工業(yè)建設(shè)中使用的主要設(shè)備，其中主要包含了挖掘機(jī)、 壓路機(jī)、 起重機(jī)、 混泥土攪拌機(jī)等，并且設(shè)備在電力建設(shè)、礦山采辦、公路建設(shè)、港口物流控制、國防安全等領(lǐng)域進(jìn)行全面應(yīng)用。工程機(jī)械技術(shù)主要是工程機(jī)械所牽扯的力學(xué)、材料科學(xué)、運(yùn)動學(xué)、工程設(shè)計科學(xué)等技術(shù)的結(jié)合。

1 工程機(jī)械技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國外發(fā)展?fàn)顩r狀

長期以來，世界先進(jìn)高效的工程機(jī)械產(chǎn)品均來自美國、德國、俄羅斯等各個國家，所具有的核心工程技術(shù)同樣被他們壟斷，使得其它國家不得不進(jìn)行工程技術(shù)的研發(fā)，為工程技術(shù)的進(jìn)程進(jìn)行奉獻(xiàn)。這些國家分工程技術(shù)長期處于全球領(lǐng)先位置，比如：卡特彼勒998H輪式裝載機(jī)就是最初的裝載機(jī)類型，至今仍活躍在各國的建設(shè)中，發(fā)揮著重要作用，其優(yōu)秀的職能往往表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）節(jié)油燃油管理系統(tǒng)：應(yīng)用卡特彼勒998H輪式裝載機(jī)和傳統(tǒng)裝載機(jī)相比較，其燃油效率高15%。它主要是利用降低發(fā)動機(jī)除機(jī)械部分外的工作周期來達(dá)到節(jié)油的效能。

（2）發(fā)動機(jī)怠速停車和下檔功能：如果機(jī)器長時間處于怠速運(yùn)作，發(fā)動機(jī)就會自動停止，或者長時間沒有運(yùn)行設(shè)備，會自動降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。只要操作人員控制好方向盤和檔位開關(guān)，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速就會自動恢復(fù)到以前的工作狀態(tài)。

（3）負(fù)載控制體系：它可以幫助用戶管理有效載荷和產(chǎn)生準(zhǔn)確的材料運(yùn)輸記錄。它不僅在稱重時記錄準(zhǔn)確，而且適用于各種車輛和材料。

（4）自動限位裝置：為了可以不斷提升用戶操作機(jī)器的舒適性，這項裝置允許操作者在各種情況下靈活設(shè)置鏟斗的角度以及高度，確保工作效率的提升。

1.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國在1991年1月，通過科學(xué)家姜新松的領(lǐng)導(dǎo)，啟動了“863工程”，開始研究開發(fā)挖掘機(jī)、推土機(jī)和自動導(dǎo)向車輛的機(jī)器人化技術(shù)。與此同時，提倡各個高校、科研院所、科研院所之間開展合作與共同發(fā)展。工程機(jī)械技術(shù)的進(jìn)程由2000年以前依靠進(jìn)口機(jī)械設(shè)備，到2003年引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和學(xué)習(xí)，再到2006年國內(nèi)企業(yè)普遍開展自主研發(fā)，通過20多年的長期發(fā)展，已經(jīng)不斷進(jìn)入快速發(fā)展環(huán)節(jié)。

2 工程機(jī)械智能化與信息化

2.1 信息檢測技術(shù)

工程機(jī)械信息主要是對工程機(jī)械系統(tǒng)工作狀態(tài)的物理量進(jìn)行相應(yīng)的反映，即位移和角度;速度和加速度;旋轉(zhuǎn)速度和角加速度;重量、力和力矩;壓力、流量;壓力率和流量;油溫等。這些物理量通常是由傳感器進(jìn)行測量，所以，傳感和多傳感器結(jié)合技術(shù)的發(fā)展對工程機(jī)械的信息監(jiān)測具有極為重要的效用。在工程建設(shè)過程中，距離、角度、位置的檢查也非常關(guān)鍵，例如：工程機(jī)械檢測的深度值、基礎(chǔ)工程建設(shè)中的姿態(tài)檢測等，對工程機(jī)械都具有極為重要的影響。

2.2信息傳輸技術(shù)

因為微電子學(xué)和微電腦只能對微弱的電信號進(jìn)行處理，所以，從各種傳感器和檢測設(shè)備測量到的機(jī)械、液壓、聲學(xué)等信號都必須轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷跣盘?。然后將計算機(jī)控制器處理的弱電信號放大為強(qiáng)電流信號驅(qū)動機(jī)器，或經(jīng)過電液轉(zhuǎn)化對機(jī)進(jìn)行控制器。各種各樣的物理信息間的轉(zhuǎn)變依賴工程機(jī)械信息接口技術(shù)進(jìn)行完成。目前，已經(jīng)研發(fā)了高速數(shù)據(jù)采集硬件和高效方便的軟件，能夠有效落實對工程機(jī)械信息處理的相關(guān)需求?，F(xiàn)如今，對于信息技術(shù)的轉(zhuǎn)變期重點在于電液比例、電比例、智能化這三個方面的控制。

2.3智能信息處理技術(shù)

在工程機(jī)械技術(shù)中信息智能處理技術(shù)具有主導(dǎo)意義，處理技術(shù)的好壞確定了工程機(jī)械的智能化水準(zhǔn)。信息處理技術(shù)往往利用計算機(jī)來實現(xiàn)，但是，計算機(jī)處理器的好壞將會對信息智能處理的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)前，計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都在進(jìn)行快速的發(fā)展，對電能處理能力進(jìn)行了相應(yīng)的完善，提高了工程機(jī)械的智能化水平。

3 工程機(jī)械技術(shù)智能化信息發(fā)展趨勢

站在目前社會發(fā)展需求的角度來說，工程機(jī)械技術(shù)勢必會向著信息集成控制和基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能控制的方向發(fā)展。有關(guān)的技術(shù)工作者應(yīng)該對其進(jìn)行廣泛關(guān)注，促進(jìn)中國工程機(jī)械技術(shù)研發(fā)和使用的水準(zhǔn)能夠得到有效提升。

3.1向著電子化和自動化結(jié)合進(jìn)行發(fā)展

現(xiàn)如今，和其他發(fā)達(dá)國家相比較，我國工程機(jī)械技術(shù)的電子化、自動化水平相對較落后，對于兩者的有效融合還不完善。我國大多數(shù)企業(yè)中，將機(jī)械自動化與電子化進(jìn)行有效結(jié)合是困難的課題。如果將兩者有效融合，為了實現(xiàn)生產(chǎn)自動化和電子化，這條生產(chǎn)線最初需要10個人，通過改進(jìn)僅僅只需一個人進(jìn)行控制，大大提升了生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本，使得產(chǎn)生的競爭能力不斷提升。

3.2向著遠(yuǎn)程控制的方向發(fā)展

目前，工程機(jī)械在日常應(yīng)用中還具有各種不足，例如：設(shè)備的一個工作周期通常需要大量的時間，而員工跟著設(shè)備等待，會導(dǎo)致人員、時間的浪費(fèi)，因此，必須研發(fā)有關(guān)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)?，F(xiàn)如今，在我國農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各個行業(yè)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的使用。并且，伴隨工程設(shè)備的不斷大型化，這些技術(shù)也會越來越完善。

3.3虛擬化和集群控制技術(shù)的集成

近幾年間，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)、數(shù)字技術(shù)對項目的生產(chǎn)流程實行監(jiān)控是合理控制項目的有用方式。經(jīng)過應(yīng)用虛擬技術(shù)對項目的整個生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，可以及時、快速地發(fā)現(xiàn)對項目質(zhì)量和進(jìn)度的具有不良影響的因素，以此來有效提升項目的質(zhì)量和進(jìn)度。機(jī)群控制技術(shù)是機(jī)群的最良好的配置。經(jīng)過建立力和運(yùn)動仿真模型，創(chuàng)建目標(biāo)函數(shù)并進(jìn)行分析，得到最佳的參數(shù)信息，得到最良好的結(jié)果。

結(jié)論

工程機(jī)械技術(shù)是當(dāng)今社會不斷發(fā)展的產(chǎn)物，智能化信息技術(shù)是工程機(jī)械技術(shù)持續(xù)發(fā)展的趨勢。機(jī)械制造行業(yè)如果想要不斷提升生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的品質(zhì)，就應(yīng)該對工程機(jī)械技術(shù)開展相應(yīng)的深入研究，不斷提升工程機(jī)械技術(shù)的信息、智能水平，以適應(yīng)社會的迅猛發(fā)展。

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