工程機(jī)械智能化與信息化發(fā)展探究

摘要：工業(yè)大力發(fā)展下，我國的工程機(jī)械技術(shù)水平也隨之提高，智能化與信息化的要求逐漸被提上工程機(jī)械的創(chuàng)新改革中。本文基于工程機(jī)械技術(shù)的起源和發(fā)展現(xiàn)狀，通過對智能化、信息化的探究詳細(xì)分析了在具體工業(yè)中的應(yīng)用， 并展望了未來的發(fā)展趨勢，多技術(shù)融合下必將對我國工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)有進(jìn)一步促進(jìn)。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；智能化；信息化

我國各產(chǎn)業(yè)下的工程數(shù)量隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸增加，而工程中最常使用到的便是相關(guān)機(jī)械，不同的機(jī)械在不同工程、不同工序下被廣泛應(yīng)用。良好使用機(jī)械的前提是將該項(xiàng)機(jī)械的技術(shù)進(jìn)行充分研究，本文將鑿巖臺(tái)車、泵車、壓路機(jī)這三種設(shè)備在其設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)中體現(xiàn)出的智能化與信息化做具體分析，探究出應(yīng)用的本質(zhì)，并對未來的發(fā)展趨勢作出分析。

一、工程機(jī)械技術(shù)在我國的起源及發(fā)展現(xiàn)狀探究

工程機(jī)械技術(shù)早年在歐美國家中被廣泛使用并壟斷了該技術(shù)，因此國內(nèi)該技術(shù)起源較晚，但目前的工程施工中， 運(yùn)用機(jī)械技術(shù)的水平也基本達(dá)到了當(dāng)下社會(huì)對工程機(jī)械技術(shù)的基本要求。比如進(jìn)行建筑施工時(shí)，對于塔吊車的使用， 雖然暫且不能達(dá)到無人駕駛的精細(xì)化操作，但是其使用中，已經(jīng)有了信息化操作的影子，能夠控制機(jī)械做出曾經(jīng)完成不了的工程工序， 提高了工程施工效率?，F(xiàn)階段的使用中，機(jī)械幫助人類完成了太多僅靠人力不能完成的工程項(xiàng)目，機(jī)械與人工的配合也逐漸緊密，但要將智能化、信息化充分融入機(jī)械設(shè)計(jì)、控制中，仍需一定的研究，將機(jī)械變?yōu)楦又悄堋⒏臃袭?dāng)下工程使用要求的一個(gè)好幫手。

二、工程機(jī)械技術(shù)中智能化與信息化的應(yīng)用探究

（一）在鑿巖臺(tái)車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

鑿巖臺(tái)車運(yùn)用在隧道施工中較為多見，當(dāng)?shù)叵鹿こ陶归_時(shí)，鑿巖臺(tái)車支持多臺(tái)施工、同時(shí)施工的模式，能夠有效提高施工效率，是該類工程中較為常用的機(jī)械之一。

鑿巖臺(tái)車在設(shè)計(jì)上運(yùn)用到智能化的技術(shù)，主要體現(xiàn)在鑿巖臺(tái)車進(jìn)行操作時(shí)， 將會(huì)通過鉆臂來對不同層面下的施工平面進(jìn)行找點(diǎn)、鉆孔。因此在該過程中， 可利用智能化，將鉆臂的實(shí)際運(yùn)行軌跡和最終的目標(biāo)鉆點(diǎn)進(jìn)行確定，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化操作，并將施工中的安全保障落實(shí)在智能化的應(yīng)用下。鑿巖臺(tái)車通過定位和掃描一體裝置，具備鉆爆后實(shí)時(shí)全輪廓掃描，并建立隧道三維模型、實(shí)時(shí)出具超欠挖數(shù)據(jù)并進(jìn)行對比分析，進(jìn)一步優(yōu)化施工設(shè)計(jì)，指導(dǎo)后續(xù)施工作業(yè)。

鑿巖臺(tái)車在實(shí)際工程使用中，有其智能化、信息化應(yīng)用體現(xiàn)，將工程建造工藝流程變得相對簡單，且具備超高安全性能，這是因?yàn)殍弾r臺(tái)車能夠在隧道施工中保持較高精準(zhǔn)度，只要前期計(jì)算機(jī)程序設(shè)定完成，臺(tái)車便能在設(shè)定路線中相對安全地前進(jìn)施工，找點(diǎn)準(zhǔn)確、鉆孔迅速，為工程建設(shè)提供極高安全保障。

（二）在混凝土泵車施工操作時(shí)的應(yīng)用

混凝土泵車是在載重汽車底盤上進(jìn)行改造而成的，可通過臂架和輸送管， 將混凝土輸送到一定的高度和距離。在施工過程中，移動(dòng)臂架可能會(huì)造成重心偏移，通過嵌入式傳感器的應(yīng)用，可對支腿壓力、位移、回轉(zhuǎn)角度等多個(gè)變量進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，控制器再根據(jù)安全系數(shù)，分級主動(dòng)調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，防止車輛傾翻。通過多個(gè)壓力傳感器與電液元件自動(dòng)感知料況變化，控制器根據(jù)料況自適應(yīng)改變參數(shù)，提升泵送性能，降低堵管概率。通過多個(gè)壓力傳感器自動(dòng)感知臂架振動(dòng)狀態(tài)，由控制器計(jì)算振動(dòng)幅值， 驅(qū)動(dòng)臂架油缸，降低臂架振幅。

通過智能化和信息化技術(shù)的運(yùn)用， 混凝土泵車可實(shí)現(xiàn)對電控系統(tǒng)、總線系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)等多項(xiàng)參數(shù)開、停機(jī)自檢及施工過程故障診斷，大幅度提高了設(shè)備的可靠性和施工效率。

（三）在壓路機(jī)維護(hù)保養(yǎng)中的應(yīng)用

由于壓路機(jī)本身屬于工程機(jī)械設(shè)備， 實(shí)際使用過程中難免會(huì)出現(xiàn)一些故障， 要減少壓路機(jī)的故障發(fā)生率、提高壓路機(jī)的使用效率，則應(yīng)做好壓路機(jī)維護(hù)和保養(yǎng)的工作。

通過科學(xué)、合理保養(yǎng)方式，將保持壓路機(jī)不僅能時(shí)刻處于最佳作業(yè)狀態(tài)， 還能有效地降低管理維修費(fèi)用，提高壓路機(jī)的使用壽命。壓路機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)措施主要有壓路機(jī)的清潔及潤滑。在工程建設(shè)中，每次使用完壓路機(jī)后，都要對壓路機(jī)的機(jī)體及相關(guān)配件進(jìn)行清洗，特別是壓路機(jī)動(dòng)力設(shè)備、液壓管路等的清潔。壓路機(jī)維護(hù)保養(yǎng)中信息化智能化主要體現(xiàn)在傳感器技術(shù)的應(yīng)用、軟件可以實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面。

壓路機(jī)這種工程機(jī)械設(shè)備，在其使用中應(yīng)注意不對路面產(chǎn)生破壞，所以需要智能化和信息化的幫助來進(jìn)行“自診斷”。壓路機(jī)使用壽命較長，但這是在維護(hù)、保養(yǎng)得當(dāng)?shù)那疤嶂蠈?shí)現(xiàn)的，由此需要智能化管理機(jī)制來對壓路機(jī)進(jìn)行管控，確保在使用中不出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象， 使壓路機(jī)設(shè)備勞逸結(jié)合，發(fā)揮出最大效率。

三、工程機(jī)械技術(shù)中智能化與信息化的發(fā)展趨勢

（一）多技術(shù)融合趨勢

工程機(jī)械有眾多分類，而在當(dāng)下的工程中需要根據(jù)不同的工程類型和工程實(shí)際所需來選擇適用機(jī)械，當(dāng)機(jī)械融合了現(xiàn)代的各項(xiàng)技術(shù)后，將促進(jìn)工程縮短工期、提高質(zhì)量。需要強(qiáng)調(diào)的是，工程機(jī)械技術(shù)中各項(xiàng)技術(shù)的充分融合，將使得工程原定工期完成、項(xiàng)目高效穩(wěn)定開展、人員設(shè)備安全等因素得到充分保障，極大降低工程風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率，進(jìn)而增加工程總體收益。

比如通過傳感器技術(shù)的應(yīng)用，能夠在一定程度上將機(jī)械的感知能力進(jìn)行提升，有利于工程安全保障；網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)則是在控制機(jī)械的過程中，整體把控機(jī)械的各項(xiàng)操作，確保不發(fā)生故障時(shí)， 實(shí)現(xiàn)精細(xì)化操作；無人操作則更是將人工解放，減少人力支出，大幅提高凈利潤。而且機(jī)械施工中的疑難問題、安全隱患問題，可使用無人型機(jī)械，保障人員安全； 聲控報(bào)警裝置給到及時(shí)預(yù)警，幫助工程中的管理人員盡早發(fā)現(xiàn)安全隱患，并迅速找出聲控下的隱患位置，將工程管理形成有系統(tǒng)的工作模式。

經(jīng)上述舉例可知，多技術(shù)的融合能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)帶來相當(dāng)強(qiáng)大的輔助作用， 智能化與信息化下的多項(xiàng)技術(shù)高速融合趨勢，將是日后工程機(jī)械發(fā)展的強(qiáng)有力助推器。對智能化、信息化的充分利用， 將給工程機(jī)械帶來新時(shí)代下的全新應(yīng)用模式，更好適應(yīng)工程環(huán)境及工程機(jī)械操作人員的使用。

（二）故障診斷的技術(shù)

工程機(jī)械在其使用中，因?yàn)閷こ痰碾y度、突發(fā)情況有較多不可估測性， 導(dǎo)致機(jī)械的使用在一定程度上有不同強(qiáng)度的工作環(huán)境，對于機(jī)械來說，這是很重要的問題，影響到機(jī)械的正常使用壽命，因此對機(jī)械進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)是很有必要的。而且機(jī)械的使用壽命和使用過程中的工作效率維持，這兩個(gè)數(shù)值對工程效果和最終質(zhì)量有著很大影響。

機(jī)械的維護(hù)通常要運(yùn)用到人工的保養(yǎng)方式，這對時(shí)間較為緊張的工程工期有一定影響，不利于工程的流程感體現(xiàn)， 對于加快工程進(jìn)程有阻礙作用。當(dāng)智能化的機(jī)械養(yǎng)護(hù)方式融合到了機(jī)械維護(hù)中， 將有效縮短維護(hù)時(shí)間，并且能夠通過信息化技術(shù)將機(jī)械發(fā)生該類故障行為的原因和過程進(jìn)行分析，有利于不再發(fā)生類似機(jī)械故障，以現(xiàn)代化技術(shù)完成機(jī)械的日常維護(hù)工作。

故障診斷技術(shù)能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)的各項(xiàng)過程帶來較明顯改變，使用智能化聲控預(yù)警系統(tǒng)，將在機(jī)械存在危險(xiǎn)隱患時(shí)， 便及時(shí)發(fā)出警報(bào)，給相關(guān)機(jī)械操作人員充分時(shí)間處理。由此可知在機(jī)械維護(hù)中， 采用智能化裝置搭載于工程機(jī)械設(shè)備上， 不僅解放人力，還能預(yù)知危險(xiǎn)，充分體現(xiàn)出工程建設(shè)中以人為本理念，將人與機(jī)械和諧共處的良好愿景通過信息化整合渠道加以實(shí)現(xiàn)。

（三）信息管理的技術(shù)

工程機(jī)械在使用中，難免會(huì)因?yàn)楣芾砣藛T造成機(jī)械存放地過于集中、機(jī)械使用不規(guī)范等情況，這是由于工程機(jī)械設(shè)備的管理人員其自身專業(yè)素質(zhì)不高以及對工程機(jī)械的認(rèn)知偏低造成的不良施工行為。對此，應(yīng)將加強(qiáng)對機(jī)械的管理， 并且融合智能化和信息化技術(shù)，規(guī)范機(jī)械使用。

對于閑置的機(jī)械設(shè)備，管理人員可通過智能化管理，來對其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測， 確保在使用備用機(jī)械時(shí)，將該閑置機(jī)械進(jìn)行充分、及時(shí)使用，避免出現(xiàn)臨時(shí)故障；對于機(jī)械的數(shù)量方面，機(jī)械通常是較大的工程施工設(shè)備，在成本預(yù)算中有較大支出，為給承包工程的企業(yè)較大的利益所得，應(yīng)將該部分支出進(jìn)行減少， 通過信息化的機(jī)械管理，可以將機(jī)械的使用頻率在科學(xué)有效的情況下保持最多， 減少機(jī)械的重復(fù)購買，由此增加企業(yè)凈利潤。

信息管理技術(shù)的應(yīng)用，對于工程各項(xiàng)流程皆具備一定影響力，比如在前期機(jī)械設(shè)備進(jìn)場前，使用信息化檢測流程對機(jī)械進(jìn)行仔細(xì)檢測，將各機(jī)械設(shè)備信息整合管理，前期建檔保存；中期在機(jī)械進(jìn)場工作時(shí)，由信息化模塊傳輸而來的當(dāng)前設(shè)備內(nèi)外部信息，進(jìn)行機(jī)械管理， 確保勞逸結(jié)合，將工程高效、安全完成；后期進(jìn)行機(jī)械設(shè)備養(yǎng)護(hù)，需要運(yùn)用到信息管理庫中的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)該機(jī)械的使用壽命、當(dāng)前磨損程度等有關(guān)信息， 做出養(yǎng)護(hù)方案，保障機(jī)械在工程建設(shè)中， 能夠在信息化管理的準(zhǔn)則下，發(fā)揮最大功用。

四、結(jié)論

綜上所述，工程機(jī)械應(yīng)用廣泛，在其傳統(tǒng)人工操作下，進(jìn)行智能化、信息化的融合是很有必要的，具體表現(xiàn)為可在未來的多技術(shù)融合趨勢、故障診斷的技術(shù)、信息管理的技術(shù)等方面，切實(shí)將工程機(jī)械的使用變得更為簡便。另外可以在工程的具體實(shí)施進(jìn)程中起極大促進(jìn)作用，使得工程為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)收益同時(shí)，不斷為相應(yīng)的工程機(jī)械技術(shù)提供資金支持，以此來互相促進(jìn)、彼此進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] 李浩冬.淺談工程機(jī)械智能化與信息化發(fā)展 [J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（07）：63.

（作者單位：湖南省機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)作者簡介：彭舟，生于 1991 年，男，助理工程師，學(xué)士，研究方向：工程機(jī)械。）