工程機械的智能化趨勢與發(fā)展策略

趙玉洲河北省唐山市曹妃甸實業(yè)港務有限公司

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工程機械的智能化趨勢與發(fā)展策略

趙玉洲
河北省唐山市曹妃甸實業(yè)港務有限公司

摘要：隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，工程機械也正向自動化、智能化發(fā)展。工程機械自動化、智能化水平的提高，能夠有效提升工程項目的施工質(zhì)量及施工效率。當前我國工程機械的智能化水平與先進國家相比還有很大的提升空間，對于工程機械的智能化應用還于起步階段。本文簡要分析了我國工程機械現(xiàn)狀及智能化的發(fā)展趨勢，并探討工程機械智能化的發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：工程機械；智能化；智能控制；智能監(jiān)測；機群協(xié)同作業(yè)；發(fā)展趨勢

制造業(yè)不僅是國家技術(shù)水平的重要體現(xiàn)，也是國家經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合競爭力的重要途徑。在世界經(jīng)濟變革的浪潮中，在加入WTO之后，中國制造業(yè)所面臨的是與國際接軌、與國際競爭的嚴峻形勢。信息技術(shù)能夠改造、提升傳統(tǒng)機械產(chǎn)業(yè)，智能機器與系統(tǒng)能夠推動國家經(jīng)濟建設。工程機械智能化是未來發(fā)展的必然趨勢。本文簡要分析了我國工程機械現(xiàn)狀及智能化的發(fā)展趨勢，并探討工程機械智能化的發(fā)展策略。

一、工程機械的智能化發(fā)展趨勢

智能化是工程機械的主要發(fā)展方向，當前，工程機械智能化主要體現(xiàn)在三個方面，包括工程機械單機智能控制技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)，以及施工作業(yè)機群的智能化調(diào)度控制技術(shù)。

1.1單機智能控制技術(shù)

工程機械單機智能控制技術(shù)包括自動換擋變速技術(shù)、負荷傳感全功率控制技術(shù)以及搖操作與無人駕駛技術(shù)等等。從整體上看，自動換擋系統(tǒng)的應用日益得到推廣，應用范圍逐漸擴大，其能夠有效改善工程機械的使用性能，降低勞動強度。其整個系統(tǒng)包括液壓式和電液式，分別負責油壓信號和電信號的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)自動換擋。

負荷傳感全功率控制從很大程度上提升了系統(tǒng)的工作效率，負荷傳感系統(tǒng)的應用也日益廣泛，由于其具有良好的控制性能和動態(tài)性能，且具有較長的使用壽命，節(jié)能環(huán)保，受到了高度重視。應用計算機控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全功率控制，從而使發(fā)動機與變量泵的匹配達到經(jīng)濟最優(yōu)。

遙操作也就是機器人化，是工程機械的重點發(fā)展方向。這種操作十分適用于高危作業(yè)區(qū)，從而避免對工作人員造成傷害，如塌陷區(qū)、易爆炸區(qū)、高輻射區(qū)等等。具有視覺性能的搖控系統(tǒng)，利用遠程控制來完成高危作業(yè)任務。

1.2智能監(jiān)控技術(shù)

智能監(jiān)控技術(shù)可以實現(xiàn)對工程機械的監(jiān)控、檢測、診斷、報警等等。工程機械智能監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在向電子監(jiān)控系統(tǒng)、多傳感器融合技術(shù)等方面發(fā)展，從而實現(xiàn)工程機械故障監(jiān)控的自動化、數(shù)字化以及智能化。隨著科技的快速發(fā)展，電子技術(shù)、計算機技術(shù)的普及，一些發(fā)達國家的工程機械企業(yè)已經(jīng)開始在工程機械上融入電子監(jiān)控技術(shù)，同時也取得了顯著的成效。與發(fā)達國家相比，我國當前工程機械在這個領(lǐng)域中的應用與研究還有很大的進步空間，電子監(jiān)控技術(shù)還處于發(fā)展和應用的初級階段。

多傳感融合應用于工程機械是將不同類型的傳感器設置于診斷系統(tǒng)，目的是實現(xiàn)對部件磨損、疲勞斷裂等現(xiàn)象引起的振動、溫度、壓力等反映的探測，在整個作業(yè)過程中，對多個不同對象進行定位、跟蹤及分類識別，為故障預測和診斷提供有效的參考。當前我國傳感器技術(shù)也落后于先進國家水平，從某種程度而言，傳感器技術(shù)是我國電子監(jiān)控與故障診斷發(fā)展的瓶頸。

1.3群機智能化高度控制技術(shù)

在工程施工作業(yè)中，會用到多種不同的機械設備，這些設備的運行狀態(tài)具有較強的隨機性，而在實際施工作業(yè)中，對于項目的控制、高度始終是一個難題，一方面要降低施工成本，另一方面還要優(yōu)化機群的配置和高度，使機群達到最佳的工作效率。對于這方面的問題，國內(nèi)外一直在進行不斷探討和研究，雖然在理論上取得了一些成果，但是由于不具備相應的科學技術(shù)手段，工程化成果還沒有應用到實際工程項目中，因此，工程化的研究十分重要。

二、工程機械智能化發(fā)展策略

現(xiàn)代化的工程機械發(fā)展，需要綜合多方面的技術(shù)性能，如網(wǎng)絡技術(shù)、智能技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)等等，從而優(yōu)化和提升我國工程機械的性能和技術(shù)，同時，針對我國國情創(chuàng)新研發(fā)適用于工程機械的產(chǎn)品，推動我國工程機械的發(fā)展步伐，增強我國工程機械的國際競爭力。

首先，綜合利用微電子、計算機、多傳感器以及自動控制等技術(shù)，使工程機械集成操作技術(shù)及控制系統(tǒng)更加優(yōu)化，并成為智能化發(fā)展趨勢的重點，同時也是工程機械智能化發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)。其次，研發(fā)故障診斷系統(tǒng)和技術(shù)，憑借安裝多傳感器來反應機械中的關(guān)鍵零部件，來更好的監(jiān)測和控制機械工作狀況，同時根據(jù)不同的故障進行不同的報警，實現(xiàn)有效監(jiān)控。再次，大力開發(fā)遠程監(jiān)控技術(shù)和智能維護技術(shù)，對工程機械中的故障進行有效預防。然后，深入研發(fā)機群控制技術(shù)，逐步實現(xiàn)機群相關(guān)配置的優(yōu)化、實時科學調(diào)度、協(xié)同化控制等等。最后，研發(fā)新智能機來科學有效地控制機群。

三、結(jié)語

現(xiàn)代大規(guī)模的基礎(chǔ)設施建設日益增多，這些建設是由多個品種，多個數(shù)量的工程機械來完成，特別是機群的協(xié)同作業(yè)，有效提高了整個工程的施工效率及施工質(zhì)量。與此同時，工程機械的監(jiān)測與維護工作也日益加重。因此經(jīng)，工程機械的單機智能化控制、智能化監(jiān)控以及機群智能化控制及監(jiān)測非常必要。科技的快速進步，電子技術(shù)的精益求精使得工程機械正在向智能化邁進，這種發(fā)展趨勢必然引起一場聲勢浩大的革命，為工程機械行業(yè)帶來重大影響。

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作者簡介：趙玉洲（1983-），男，河北石家莊人，本科，河北省唐山市曹妃甸實業(yè)港務有限公司保障隊工程師，主要研究方向：港口機械。