工程機械的智能化趨勢與發(fā)展對策

卜才力

[摘 要]進入21世紀以來網(wǎng)絡技術、數(shù)字化技術和智能技術得到了快速發(fā)展，各行各業(yè)都在采取積極的措施利用先進的技術來促進行業(yè)的發(fā)展，工程機械行業(yè)也應該利用先進的技術改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)產(chǎn)品的模式，積極的進行自主創(chuàng)新和引進先進技術開發(fā)出先進的智能化工程機械產(chǎn)品，促進我國的工程機械行業(yè)向智能化發(fā)現(xiàn)發(fā)展。

[關鍵詞]工程機械；智能化；趨勢；對策

在科技迅速發(fā)展的現(xiàn)代社會工程機械需要實現(xiàn)智能控制和集成化操作才能滿足大型施工項目的要求，隨著網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展工程機械還需要基于網(wǎng)絡組成智能化控制群協(xié)同控制系統(tǒng)，提高項目施工的效率、降低項目施工的能耗以及縮短項目施工周期等。

一、工程機械的智能化發(fā)展趨勢

（一）單機集成操作與智能控制技術

負荷傳感全功率控制技術、電液控制自動換擋變速技術、可編程控制與無人操作技術、機電液一體化控制技術等是目前工程機械集成化操作與智能控制技術的主要內(nèi)容。

負荷傳感全功率控制是一個伺服系統(tǒng)，具有壓差反饋功能，能夠更加負載變化調(diào)節(jié)泵的輸出壓力和流量，從而降低了系統(tǒng)的能量損失，使工作系統(tǒng)的效率大大提高。該系統(tǒng)的特點是具有較好的動靜特性和控制性、節(jié)能、使用壽命長以及元件規(guī)格較小等。

在工程機械上目前自動換擋的應用已經(jīng)很普遍。自動換擋系統(tǒng)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在提高工程機械的作用質(zhì)量、使用效益、減輕了操作人員勞動強度以及改善了工程機械的使用性能等方面。

無人駕駛機械可以用于輻射或有害健康的作業(yè)區(qū)、易塌方區(qū)、危險礦井區(qū)和深海作業(yè)區(qū)等特定的施工作業(yè)中。無人駕駛技術融合了機器人、自動控制和網(wǎng)絡通訊技術，通過計算機利用無線或有線通信、機械自身的操作和監(jiān)控信息反饋處理系統(tǒng)可以控制無人駕駛機械。

很早以前國外就研制出了多種無人操作工程機械，如日本的無人駕駛履帶式鏟車、美國的無人駕駛輪式裝載機、澳大利亞的無人駕駛自卸車等等。我國在無人駕駛產(chǎn)品研發(fā)方面也取得了一些成果，如第四代無人駕駛汽車、無人駕駛振動壓路機等等。

（二）工程機械的智能預報、監(jiān)控、檢測、遠程故障診斷與維護技術

利用電子監(jiān)控與故障診斷技術可以使工程機械的監(jiān)控與故障診斷實現(xiàn)自動化、數(shù)字化與智能化。這項技術的關鍵部件就是傳感器。在工程機械故障診斷系統(tǒng)中利用多傳感器融合技術設置多種類型的傳感器，利用傳感器來探測工程機械部件疲勞斷裂、磨損或彈性變形等造成工程機械物流現(xiàn)象出現(xiàn)的不同反映，如流量、壓力、振動和溫度等。利用多傳感器融合技術獲得的眾多高質(zhì)量的信息來提高工程機械在項目施工過程中的工作能力，降低故障的發(fā)生率。

（三）基于網(wǎng)絡的工程機械機群控制與智能化管理技術

在大型的施工項目中往往要用到多種機械聯(lián)合作業(yè)，這種情況下要提高工作效率和工作質(zhì)量就必須要提高機群協(xié)同作業(yè)的效率。集成控制與智能化管理技術無疑可以在優(yōu)化機群協(xié)同作業(yè)方面發(fā)揮巨大作用。

1.利用計算機仿真技術來模擬施工的全過程，根據(jù)計算機仿真模擬的結(jié)果來優(yōu)化施工方案，合理安排具體施工的各個方面。利用機群控制技術及時發(fā)現(xiàn)各種機械協(xié)調(diào)作業(yè)中出現(xiàn)的問題，控制系統(tǒng)對問題進行分析處理后向各施工機械下達新的作業(yè)命令實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)的最優(yōu)化。2.工程機械的智能管理系統(tǒng)。利用施工機械的智能化管理系統(tǒng)及時解決施工過程中的突發(fā)事件，重新調(diào)度安排各種施工機械和各項施工資源，提高施工項目的工作效率，從而使施工項目的成本降低。3.工程機械的定位系統(tǒng)。目前在地質(zhì)勘探、工程測量和交通工具方面地位系統(tǒng)的應用越來越廣泛。在工程施工過程匯總可以利用GPS把各施工機械的地理信息和位置信息發(fā)送給中央控制系統(tǒng)，幫助機群控制系統(tǒng)來智能管理工程施工。

二、工程機械的智能化發(fā)展對策

現(xiàn)代工程機械行業(yè)為了滿足社會發(fā)展的需要，應該利用現(xiàn)代化技術來改造和提升現(xiàn)有工程機械產(chǎn)品的技術和性能，比如綜合利用網(wǎng)絡技術、計算機技術、機器人技術、智能技術和數(shù)字化技術等等，根據(jù)我國的實際情況利用引進的先進技術與自主創(chuàng)新相結(jié)合研制出新型的工程機械產(chǎn)品，促進我國工程機械產(chǎn)品由傳統(tǒng)型向現(xiàn)代化發(fā)展。

1.研究開發(fā)集成化操作與智能控制技術。在工程機智能化中這項技術是核心關鍵技術，可用于解決自動稱重系統(tǒng)、聲光報警裝置、電子控制的中央潤滑系統(tǒng)、全自動變速系統(tǒng)、可編程控制與無人操作技術等等。2.研究開發(fā)故障診斷系統(tǒng)。在工程機械各關鍵部件上安裝不同類型的傳感器，利用這些傳感器來收集工程機械的燃油油量，液壓系統(tǒng)油溫、油壓，發(fā)動機水溫、油溫、油壓，制動系統(tǒng)壓力等工況運行參數(shù)，并且根據(jù)工程機械的故障類型自動發(fā)出不同等級的報警，實現(xiàn)對機械工作狀況的監(jiān)控，為了保證安全系統(tǒng)可以在出現(xiàn)嚴重故障沒有認為采取措施的情況下自動停機。3.研究開發(fā)遠程監(jiān)控與智能維護系統(tǒng)。對收集的工程機械的各種故障進行充分分析，對產(chǎn)生故障的機理、原因和預防對策進行充分的研究，對工程機械中傳統(tǒng)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)中以發(fā)生故障的典型零部件進行研究分析，利用收集的信息建立故障診斷數(shù)據(jù)庫，從而在遠程實現(xiàn)對工程機械的監(jiān)控與維護。4.研究開發(fā)機群控制與智能管理系統(tǒng)。施工調(diào)度人員利用機群控制中的中央控制系統(tǒng)可以了解施工機械的現(xiàn)場作業(yè)情況，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際需要可以再次優(yōu)化匹配各種施工機械，對施工機械的運行路線和作業(yè)方式實時進行優(yōu)化，遠程對施工機械進行維護和故障診斷。提高施工機械的工作效率和使用壽命。

隨著科技的發(fā)展進步我國社會上的很多行業(yè)逐漸由勞動密集型向技術密集型轉(zhuǎn)變，工程機械的使用大大提高了工程項目的施工效率，但是在復雜大大型工程中各種工程機械之間要密切配合才能保證施工的順利進行，因此利用現(xiàn)代化先進技術實現(xiàn)工程機械的智能控制變得尤為重要，工程機械的智能化發(fā)展必然會推動工程機械的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

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