淺談工程機(jī)械智能化與信息化發(fā)展概況

徐浩宸

摘要：隨著國際高新科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，工程機(jī)械行業(yè)的技術(shù)水平也水漲船高，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。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械智能化;信息化

前言

進(jìn)入 21世紀(jì)，網(wǎng)絡(luò)信息化、計(jì)算機(jī)智能化在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域得到了長足發(fā)展。在現(xiàn)代化的機(jī)械工廠，從材料的輸入，裝卡定位，機(jī)床啟停，參數(shù)調(diào)整，切削加工，工件拆卸，到運(yùn)輸均可實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化、全自動(dòng)化，無人值守;一輛普通轎車可以裝備數(shù)十個(gè)微計(jì)算機(jī)控制單元，定速巡航控制、自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)總線通信控制、路徑導(dǎo)航、遠(yuǎn)程定位通信服務(wù)系統(tǒng)以及車載影音系統(tǒng)等，這些部件的核心是計(jì)算機(jī)微控制器，計(jì)算機(jī)微控制器通過傳感器感知外界動(dòng)態(tài)信息并接受駕駛員操作指令，通過內(nèi)部核心控制策略進(jìn)行智能分析判斷，輸出控制指令，準(zhǔn)確、及時(shí)地控制執(zhí)行元件做出響應(yīng)，達(dá)到理想的控制目的。計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展與快速更新，給各種傳統(tǒng)行業(yè)帶來了深刻的影響，工程機(jī)械行業(yè)也不例外。

1.工程機(jī)械技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國外現(xiàn)狀

一直以來，國際市場上工程機(jī)械技術(shù)產(chǎn)品由美國、日本、西歐、俄羅斯等國際大型企業(yè)集團(tuán)所壟斷。美國的卡特彼勒公司是生產(chǎn)工業(yè)推土機(jī)等工程機(jī)械的專業(yè)生產(chǎn)公司，很早就對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械液壓傳動(dòng)工程機(jī)械進(jìn)行新技術(shù)開發(fā)，圍繞高效率、低成本為核心開發(fā)出了大型化、液壓化、機(jī)電一體化的履帶推土機(jī)，在國際工程機(jī)械行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。推出的D4R系列工業(yè)推土機(jī)，設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)的降低廢氣排放裝置、采用液動(dòng)電子噴油裝置、先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)模塊冷卻系統(tǒng)、可控轉(zhuǎn)速風(fēng)扇、新型電子離合器、制動(dòng)器轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等新技術(shù)。它生產(chǎn)的新一代Cat3516柴油發(fā)動(dòng)機(jī)安裝有HEUI（電液控制的燃油噴射裝置）以及ADEM（先進(jìn)的柴油機(jī)管理系統(tǒng)），可以根據(jù)外載荷的大小有效地控制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，從而降低燃油消耗及尾氣排放，減少噪聲。上世紀(jì)90年代中后期，卡特彼勒公司在裝載機(jī)上安裝了SITC（轉(zhuǎn)速變速集成控制系統(tǒng)），取消了方向盤和變速操縱桿，將轉(zhuǎn)向和變速操縱集成在一個(gè)操縱手柄上，并采用簡單的觸發(fā)控制開關(guān)和換擋用的分裝式加速按鈕，極大地簡化了操作。

1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

20世紀(jì)60年代起步的國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)一直在引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新中穩(wěn)步發(fā)展，自80年代初分別從日本小松制作所引進(jìn)162kw和235kw履帶式推土機(jī)制造技術(shù);從瑞典阿特拉斯公司引進(jìn)液壓鑿巖機(jī)和露天、井下兩類鑿巖機(jī)臺(tái)車技術(shù);從美國卡特彼勒公司簽訂了引進(jìn)履帶式推土機(jī)、輪式裝載機(jī)、輪式集材機(jī)等3大類主機(jī)制造技術(shù)以及工程機(jī)械用柴油機(jī)、液力變矩器、動(dòng)力變速箱、驅(qū)動(dòng)橋、“四輪一帶”等一系列關(guān)鍵基礎(chǔ)部件制造技術(shù);一機(jī)部與建設(shè)部分頭引進(jìn)液壓挖掘機(jī)技術(shù)。在這一過程中，全行業(yè)共引進(jìn)100多項(xiàng)國外先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展很快，制造工藝水平達(dá)到了相當(dāng)高的程度，新開發(fā)出了產(chǎn)品類別比較齊全的系列產(chǎn)品。同時(shí)工程機(jī)械行業(yè)12個(gè)大型骨干企業(yè)聯(lián)合，以引進(jìn)美國卡特彼勒公司的技術(shù)項(xiàng)目為開發(fā)對(duì)象，從柴油機(jī)、傳動(dòng)部件、運(yùn)行部件到推土機(jī)、裝載機(jī)等主機(jī)，組織“一條龍”式的消化吸收，重點(diǎn)是提高自行開發(fā)水平。

2.工程機(jī)械智能化與信息化的主要方向

工程機(jī)械信息化與智能化是指在工程機(jī)械中應(yīng)用信息集成與智能控制技術(shù)，使工程機(jī)械具有一定的自我感知、自主決策和自動(dòng)控制的功能，可歸類于工業(yè)智能機(jī)器人范疇。隨著科技的進(jìn)步和現(xiàn)代施工項(xiàng)目大型化的需求，新一代工程機(jī)械不僅需要實(shí)現(xiàn)集成化操作和智能控制，而且需要將它們組成基于網(wǎng)絡(luò)的智能化機(jī)群協(xié)同控制系統(tǒng)，以獲得項(xiàng)目施工的高效、低耗，并在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目施工任務(wù)。工程機(jī)械產(chǎn)品的信息化與智能化已成為當(dāng)今世界工程機(jī)械的重要發(fā)展方向之一。

工程機(jī)械的智能化：工程機(jī)械利用工程機(jī)械集成信息，應(yīng)用計(jì)算機(jī)微控制器，通過傳感器感知外界動(dòng)態(tài)信息并接受司機(jī)操作指令，通過內(nèi)部核心控制策略進(jìn)行智能分析判斷，輸出控制指令，準(zhǔn)確、及時(shí)地控制執(zhí)行元件做出響應(yīng)，達(dá)到理想的控制目的。相關(guān)智能控制包括;發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制、傳動(dòng)系統(tǒng)控制、調(diào)平系統(tǒng)控制、整機(jī)熱管理系統(tǒng)控制、計(jì)量系統(tǒng)控制、空調(diào)管理系統(tǒng)控制、車載影音娛樂系統(tǒng)控制以及各種工程機(jī)械專業(yè)核心控制。

工程機(jī)械的信息集成：工程機(jī)械的信息包括售前信息與售后信息。售前信息是指產(chǎn)品銷售之前，其自身所有的相關(guān)信息，是產(chǎn)品品質(zhì)的先天因素;售后信息是指產(chǎn)品銷售之后，在各種外界條件（如使用、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、保養(yǎng)與維修等）下的相關(guān)信息，是產(chǎn)品品質(zhì)的后天決定因素。如果工程機(jī)械的售前信息與售后信息得到有效集成并方便讀取，對(duì)于機(jī)器的使用、管理、故障診斷與維修維護(hù)、壽命預(yù)估、二手轉(zhuǎn)售評(píng)估、按揭銷售風(fēng)險(xiǎn)管控、租賃管理等將變得更加方便、快捷、準(zhǔn)確，可保證相關(guān)各方利益。

3.結(jié)語

工程機(jī)械智能化與信息化，是計(jì)算機(jī)、微電子、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及多傳感器技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的集成應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的高速發(fā)展，必然帶來智能化、信息化技術(shù)的不斷提升，不斷發(fā)展。智能化、信息化技術(shù)的不斷進(jìn)步，給包括工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等在內(nèi)的傳統(tǒng)行業(yè)的智能化控制、信息集成提供了許多改進(jìn)的方向和模式，對(duì)于行業(yè)的整體技術(shù)進(jìn)步具有推動(dòng)作用。工程機(jī)械的技術(shù)更新發(fā)展，很多方面都與智能化、信息化技術(shù)直接或間接相關(guān)，相信隨著現(xiàn)代智能化、信息化技術(shù)的發(fā)展，工程機(jī)械也將不斷得到技術(shù)提升。

參考文獻(xiàn)：

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