論述工程機(jī)械的信息化與智能化發(fā)展

魏 偉

烏審旗蒙大礦業(yè)有限責(zé)任公司

前言：

現(xiàn)階段，我國的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化取得了一定的成果，但相較于發(fā)達(dá)國家來看，該技術(shù)仍有較大的完善空間，因此相關(guān)人員仍要繼續(xù)研究該技術(shù)的發(fā)展方向，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)革新，不斷提高機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平。

一、工程機(jī)械技術(shù)的現(xiàn)狀

1.工程機(jī)械技術(shù)的國外發(fā)展現(xiàn)狀。近幾年，國際工程機(jī)械技術(shù)產(chǎn)品基本被美國等發(fā)達(dá)國家大型企業(yè)壟斷，因而該項(xiàng)技術(shù)在其國家的許多領(lǐng)域都顯有成效。例如，美國卡特992c裝載機(jī)是卡特家族早期裝載機(jī)中世界聞名的一種，它之所以能夠聞名并長存的原因主要在于：它通過在裝載機(jī)內(nèi)部安裝無線遙控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程遙控，因此備受推崇。再者，機(jī)械的內(nèi)部設(shè)計(jì)十分合理，能夠相當(dāng)大程度上保障操作人員的自身安全。而關(guān)于俄羅斯的無人礦山自卸車，其最大的特點(diǎn)即支持無人駕駛。

2.工程機(jī)械技術(shù)的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀。根據(jù)我們高中所學(xué)知識(shí)，我國工程機(jī)械技術(shù)從20世紀(jì)80年代開始發(fā)展，截至目前已經(jīng)歷了多個(gè)階段。起初，我國從日本引入了162和235kW履帶式推土機(jī)制造技術(shù)；之后引入的輪式裝載機(jī)以及集材機(jī)，甚至包括履帶式推土機(jī)這3大類主機(jī)制造技術(shù)來自美國的卡特比勒公司，在這之后又引入了動(dòng)力變速箱、柴油機(jī)、“四輪一帶”、驅(qū)動(dòng)橋等一系列主要基礎(chǔ)部件的制造技術(shù)；甚至引進(jìn)了液壓挖掘機(jī)等技術(shù)。通過對(duì)國外產(chǎn)品技術(shù)的引進(jìn)、改良、創(chuàng)新與自主研發(fā)，加之后續(xù)投入了大量的人力、物力、財(cái)力，令我國的工程機(jī)械技術(shù)取得了空前的進(jìn)步，也因此培養(yǎng)了一群技術(shù)骨干，具有先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀機(jī)械企業(yè)，同時(shí)形成了覆蓋面積廣、所備功能全的生產(chǎn)和開發(fā)基地。

二、工程機(jī)械技術(shù)的智能化與信息化的發(fā)展重點(diǎn)

1.工程機(jī)械智能化是信息技術(shù)的核心技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)智能化服務(wù)，它巧妙地結(jié)合了微電子、計(jì)算機(jī)、多傳感器及自動(dòng)控制等多個(gè)現(xiàn)代技術(shù)，有效地做到了機(jī)械智能一體化。首先，研究智能維護(hù)系統(tǒng)和機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，將零部件的數(shù)據(jù)庫同故障模式庫視為關(guān)鍵部分；其次是研究網(wǎng)絡(luò)智能控制與機(jī)械集成化操作系統(tǒng)，主要可以用來解決聲光報(bào)警、電子控制中央系統(tǒng)等方面的問題。

2.開發(fā)新一代智能化原型樣機(jī)。通過研究我們發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器的智能控制以及自動(dòng)維護(hù)功能，該樣機(jī)不僅滿足工程機(jī)械技術(shù)的普遍要求，還另增了事故診斷及遠(yuǎn)程庇護(hù)、智能化電子監(jiān)控設(shè)備、移動(dòng)接收發(fā)射設(shè)備等，很大程度地提升了其功能性。

3.推動(dòng)其向自動(dòng)化、智能化、信息化方向發(fā)展。為了使產(chǎn)品能夠推動(dòng)現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展技術(shù)，向自動(dòng)化、智能化、信息化為一體的方向前進(jìn)，產(chǎn)品的智能化在一次次實(shí)踐中應(yīng)運(yùn)而生，生產(chǎn)系統(tǒng)也因此具有更加完善的應(yīng)激能力與判別能力。生產(chǎn)時(shí)，可以通過計(jì)算機(jī)模擬人類日常生產(chǎn)活動(dòng)，經(jīng)過一系列的分析、判斷、決策，得出較為可靠準(zhǔn)確的方案，從而取代人類的工作。

三、智能化與信息化趨勢(shì)

1.多重技術(shù)相輔相成。將智能化完美應(yīng)用于實(shí)際操作，結(jié)合多項(xiàng)信息與科學(xué)技術(shù)，例如微型傳感器、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等，且應(yīng)用廣泛，分布于工業(yè)制造、無人探測(cè)、監(jiān)測(cè)報(bào)警等各個(gè)領(lǐng)域，在工程機(jī)械技術(shù)中做出了杰出的貢獻(xiàn)。

2.機(jī)械問題監(jiān)測(cè)技術(shù)。我國工程機(jī)械技術(shù)雖處于蓬勃上升階段，但在機(jī)器故障監(jiān)測(cè)及養(yǎng)護(hù)技術(shù)方面卻依然不夠先進(jìn)，目前多為人工操作。然而在未來數(shù)十年的發(fā)展中，我國工程機(jī)械技術(shù)將融合智能化與信息化技術(shù)，著重進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)監(jiān)測(cè)及修護(hù)的研究。

3.信息管理智能化。相信在不久的將來，我國工程機(jī)械作業(yè)水平將因技術(shù)的智能化與信息化而急速提升。

4.數(shù)據(jù)集成管理系統(tǒng)。一般情況下，工程機(jī)械都需要在較為復(fù)雜的環(huán)境之下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，在實(shí)際的使用過程當(dāng)中往往也會(huì)存在著較大的損耗，日常的保養(yǎng)與維護(hù)就顯得非常重要。數(shù)據(jù)集成管理系統(tǒng)可以有效采集工程機(jī)械在實(shí)際使用過程當(dāng)中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并作為日常保養(yǎng)與維護(hù)的依據(jù)。

5.牽引與變速控制系統(tǒng)。大部分的工程機(jī)械在實(shí)際的使用過程當(dāng)中都需要具備行駛功能，但是在不同的工程機(jī)械當(dāng)中其動(dòng)力傳遞路徑之間存在著較大的差異，有部分工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)是直接與變速器連接在一起的，還有部分工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)則是通過變矩器實(shí)現(xiàn)與變速器的連接的。但是不論針對(duì)何種連接方式，牽引與變速控制主要是根據(jù)駕駛員的具體駕駛意圖，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械行駛速度與檔位之間的有效切換，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行能夠與具體工況相匹配，降低燃油消耗。

6.遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制系統(tǒng)。當(dāng)前階段遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于多個(gè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，在最近幾年當(dāng)中工程機(jī)械領(lǐng)域也逐漸加大了遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制系統(tǒng)的應(yīng)用。在工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)當(dāng)中遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制系統(tǒng)需要利用GPS、互聯(lián)網(wǎng)、GSM等技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品運(yùn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與控制，從而運(yùn)行根據(jù)使用人員根據(jù)其運(yùn)行的狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

7.發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)一般情況下，大部分的工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)都是柴油機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)需要在發(fā)動(dòng)機(jī)中裝備發(fā)動(dòng)機(jī)微控制器、高速電磁閥和各種傳感器，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射時(shí)間、壓力以及總量可以根據(jù)所需要的動(dòng)力輸出以及工作狀體實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整，在滿足實(shí)際使用需求的基礎(chǔ)之上有效降低燃油消耗，同時(shí)確保發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的廢氣能夠滿足具體的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié)束語

本文結(jié)合國內(nèi)外技術(shù)的發(fā)展背景，通過對(duì)其工程機(jī)械設(shè)備的比較，著重分析了我國工程機(jī)械設(shè)備技術(shù)的相關(guān)現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)，以研究其信息化和智能化水平為基礎(chǔ)，提出了有關(guān)未來我國向著該方向發(fā)展的有效方案。當(dāng)代智能化機(jī)械工程的飛速發(fā)展，使得機(jī)械工程進(jìn)入一個(gè)全新時(shí)代，數(shù)字化時(shí)代又帶動(dòng)了工程機(jī)械信息化的發(fā)展。由此可見，智能化建設(shè)結(jié)合信息化支持，將成為機(jī)械工程未來的主流趨勢(shì)。

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