智能化技術(shù)在機械工程中的運用及相關(guān)問題闡述

丁波

摘 要：改革開放三十年來，我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，極大地改善了居民的生產(chǎn)生活環(huán)境，科技元素在機械化生產(chǎn)領(lǐng)域也起到了非常關(guān)鍵的作用。近幾年，智能化技術(shù)在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用快速發(fā)展，智能化技術(shù)自身也正在中斷完善，為我國機械工程行業(yè)一路帶來了十分可觀的經(jīng)濟收益。文章對電氣機械工程和智能化技術(shù)方面進(jìn)行研究與探索，對相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望可以起到參考作用。

關(guān)鍵詞：智能化技術(shù)；機械工程；應(yīng)用

目前我國正處于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵時期，國內(nèi)機械工程領(lǐng)域的各大企業(yè)對智能化技術(shù)的應(yīng)用十分重視，通過科學(xué)合理地將智能化技術(shù)與機械工程相結(jié)合，不僅提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 簡述智能化機械工程及其特點

（1）隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)在我國各行各業(yè)中等到了十分廣泛的應(yīng)用，所涉及到的領(lǐng)域包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、教育、醫(yī)療、軍事、金融等。機械智能化是未來我國工業(yè)的一個發(fā)展趨勢，機械自動化是機械智能化的來源，二者并不自替代與被替代的關(guān)系，機械智能化是機械自動化技術(shù)與智能化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。智能化機械設(shè)備的運用大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，對于工作企業(yè)的健康發(fā)展來說意義重大。（2）機械工程智能化與機械工程自動化。我國目前已經(jīng)成為世界級的工業(yè)大國，但并不是工業(yè)強國，大而不強主要表現(xiàn)在技術(shù)水平比較落后，無論是在機械自動化領(lǐng)域還是在機械智能化領(lǐng)域都與文章發(fā)達(dá)國家有著十分巨大的差距。機械工程自動化是指在機械生產(chǎn)過程中依賴于自動化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)或所生產(chǎn)出和產(chǎn)品具有一定的自動化特征。機械自動化可以有效提高特定產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。然而，確存在著生產(chǎn)方式一定成形就很難改變，無法滿足現(xiàn)代消費市場多樣化的需求，而且機械自動化技術(shù)仍然無法擺脫對人工勞動的依賴，這種依賴主要體現(xiàn)在生產(chǎn)計劃方面、產(chǎn)品推廣方面以及設(shè)備控制方面。智能化機械工作技術(shù)克服了以上缺點，將自動化技術(shù)與智能化技術(shù)相結(jié)合，不僅降低了一線勞動人員數(shù)量，也大大降低了人工作業(yè)的工作強度。智能化操作系統(tǒng)可以對機械運行作業(yè)過程中生成的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理，計算機根據(jù)計算得出的結(jié)合來靈活地指導(dǎo)機械設(shè)備下一步的動作，大大提高的機械設(shè)備生產(chǎn)的靈活性，在保證生產(chǎn)效率的同時也實現(xiàn)的產(chǎn)品種類的多樣化生產(chǎn)。通過軟件、硬件、機械、人工相互集成與交流可以進(jìn)一步提高機械設(shè)備的智能性與高效性，對于一定范圍內(nèi)的修改化服務(wù)需要也可以就會自如，使得機械設(shè)備不再只是冷冰冰的工廠流水線，而是可以更大程度上服從人的命令，接受人的改造的智能化機械設(shè)備。（3）智能化機械工作中的特點。智能化機械工程具有四流集成、四流交匯、高效率、高品質(zhì)等優(yōu)點。智能化系統(tǒng)是智能化機械工作中的核心，它可以對機械作用進(jìn)行現(xiàn)場操作，根據(jù)實際情況來調(diào)整設(shè)備運行方式，提高產(chǎn)品良品率。

2 智能化技術(shù)的應(yīng)用

（1）機械工程生產(chǎn)設(shè)備智能化。自動化技術(shù)在機械工程領(lǐng)域應(yīng)用的最為廣泛，以往的工業(yè)企業(yè)都是以流水線的形式來對機械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計與組合的，這種流水線生產(chǎn)方式與傳統(tǒng)的手工作坊相比有著十分巨大的效率優(yōu)勢和質(zhì)量優(yōu)勢。然而隨著我國科技水平的提高，城市居民對消費產(chǎn)品的要求越來越高，工廠流水線生產(chǎn)出來的嚴(yán)重同質(zhì)化的產(chǎn)品逐漸受到了市場的冷漠。尤其是我國消費者對科技類產(chǎn)品的消費快速增長，流水線機械列陣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品幾乎沒有多大程度的科技含量。在這種市場需求背景下，我國工業(yè)企業(yè)開始利用計算機技術(shù)、軟件工程技術(shù)以及無線通信技術(shù)等手段來增加自動化生產(chǎn)設(shè)備的靈活性，利用軟件操作和數(shù)據(jù)指導(dǎo)的方式來對機械設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，從而代替了大量的人工勞動，降低了企業(yè)成本，更重要的是其生產(chǎn)過程中的精確性得到了質(zhì)的提高。另外智能化機械設(shè)備還大大提高了工業(yè)生產(chǎn)過程的安全性和穩(wěn)定性，降低了生產(chǎn)事故發(fā)生的可能性，當(dāng)機械設(shè)備出現(xiàn)故障時，智能化操作系統(tǒng)可以第一時間發(fā)出警報，同時準(zhǔn)確顯示故障發(fā)生的位置以及發(fā)生故障的具體原因，幫助維修人員對機械設(shè)備進(jìn)行維修，最大程度上減少因意外生產(chǎn)事故造成的損失。（2）機械工程生產(chǎn)管理智能化。智能化技術(shù)為企業(yè)生產(chǎn)帶來的使得還不僅僅體現(xiàn)在機械操作方面，還體現(xiàn)在企業(yè)管理方面，管理工作向來是市場經(jīng)濟環(huán)境下所有企業(yè)的基礎(chǔ)性工作，管理對企業(yè)的重要性絲毫不亞于技術(shù)，良好的企業(yè)管理工作可以大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率以及市場競爭力。

3 智能化技術(shù)在機械工程中的具體應(yīng)用

智能化系統(tǒng)由可以采集環(huán)境信息的傳感裝置、可對傳感器采集信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷的知識庫以及對工作裝置進(jìn)行自動控制的控制器組成。將數(shù)據(jù)輸入計算機，利用知識庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。根據(jù)作業(yè)計劃由計算機向各個工作裝置發(fā)出指令，進(jìn)行實際操作。

（1）履帶式鑿巖臺車。隧道施工中需要經(jīng)常用到履帶式鑿巖車，作為一門專業(yè)性極強的重要施工機械，結(jié)合智能化技術(shù)，可以實現(xiàn)對沖擊次數(shù)、回轉(zhuǎn)速度以及鉆進(jìn)速度的智能化控制，還可以依照巖石的質(zhì)地來自動測量鉆入的深度的轉(zhuǎn)矩。（2）自卸車。自卸車是一種無人駕駛的機械工具，在礦山開采方面得到了廣泛的使用。利用推測航法來指導(dǎo)運行方向，利用反射板和激光傳感器來對誤差進(jìn)行控制。結(jié)合GPS技術(shù)來為處于運行狀態(tài)的自卸車進(jìn)行現(xiàn)場控制。（3）輪式裝載機。智能化技術(shù)與裝載機相結(jié)合可以形成V字形自控移動、自動鏟控系統(tǒng)、以及防側(cè)滑系統(tǒng)。結(jié)合輪式裝載機鉸接轉(zhuǎn)身方式的特點，采用特殊的控制模式。（4）旋轉(zhuǎn)式掃雪機。為了降低人工作業(yè)的勞動強度，提高路面除雪的工作效率。傳統(tǒng)的路面除雪方式利用車載傳感器對路面進(jìn)行檢測，對道路上事先設(shè)置的標(biāo)記進(jìn)行識別，對車輛運行路線進(jìn)行引導(dǎo)。而經(jīng)過智能化技術(shù)改造之后的旋轉(zhuǎn)式掃雪機已經(jīng)實現(xiàn)利用GISDUI/GPS來對車輛進(jìn)行定位并控制其運行方向。（5）自動化盾構(gòu)。利用PLC單片機結(jié)合控制桿相結(jié)合，對盾構(gòu)的切割輪進(jìn)行自動化控制，現(xiàn)實盾構(gòu)作業(yè)控制的自動化。（6）挖掘機。利用車載計算機可對鏟斗的位置進(jìn)行定位+使鏟斗沿預(yù)定的作業(yè)軌跡動作，并對鏟斗的挖掘阻力進(jìn)行分析，對發(fā)動機功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。（7）鋼索式挖掘機。由于鏟斗由鋼絲吊控，所以當(dāng)?shù)醣刍剞D(zhuǎn)時鏟斗的擺動控制是自動化的關(guān)鍵?？衫靡曈X傳感器來檢測鏟斗的擺動，通過改變吊臂的移動速度來控制鏟斗的擺動。

4 對控制系統(tǒng)的自動化建設(shè)

機械智能化運行效率的關(guān)鍵在于控制系統(tǒng)的智能化程度，一個好的智能化控制系統(tǒng)可以大大降低機械設(shè)備運行過程的開支，提高機械設(shè)備創(chuàng)造經(jīng)濟效益的能力，提高機械工程企業(yè)的盈利能力。在優(yōu)化資源配置方面，引入智能化系統(tǒng)，利用智能化系統(tǒng)對機械運行的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，不僅大大提高了研究機械與改造機械的工作效率，也大大提高了企業(yè)對重要機械的了解程度，進(jìn)一步加強技術(shù)人員對機械設(shè)備的控制能力，節(jié)約人力資源的同時也提高了機械工程企業(yè)的經(jīng)濟效益。

5 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，市場經(jīng)濟的日益完善，企業(yè)在自由市場的生存壓力日益增加，這就需要國內(nèi)企業(yè)充分利用科學(xué)技術(shù)來實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化，在自動擅長的專業(yè)領(lǐng)域來謀求生存，這就離不開智能技化技術(shù)的輔助。不僅要在機械設(shè)備運行方面實現(xiàn)智能化，也要在企業(yè)管理方面實現(xiàn)智能化，提高企業(yè)整體的運行效率。

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