工程機械智能化與信息化發展概況的研究

李尚松

（天津新瑪特科技發展有限公司，天津 300350）

“科學技術是第一生產力”，國家軟實力的競爭已將成為的一個主要標準，推動國家實現提升綜合國力的新夢想。因此，為了使中國在國際社會上的綜合國力更加強大，我們必須盡最大努力來提高我國工程機械行業的軟實力。

1 工程機械技術的發展現狀

1.1 工程機械技術在國外的發展

（1）由于中國工業化進程的后期啟動，與此密切相關的是工程機械研究方面，中國與世界先進水平有了很大差距。正如大家所知道的，自從二戰后，美國和俄羅斯一直大力推動國家軟實力的發展，包括天文學、軍事、娛樂等，本文的內容是具體的探究技術創新的工程機械方面，所以這兩個國家都是值得我們學習的國家，總是保持在世界的前沿，特別是美國，這是一個超級大國，這是一種技術上的優勢。

（2）由手動化向智能化、自動化的轉變。在大多數的工程機械設備中都配置有一些智能的自動控制系統或是一些可以通過人為遠程控制的設備儀器，這些大多都應用在一些自然環境較為惡劣或是一些危急情況之下，且具有更好的精確性以及便捷性：許多設備或零部件都在外形上做了很大的改觀，這并不是為了使儀器的外形更加炫酷，而是要使這些儀器設備能夠很好地被操作人員所熟認，避免在特殊情況下發生一些意想不到的事故。

1.2 工程機械智能化與信息化在國內的發展

（1）要了解中國工業界在我國的發展進程，這對我們在這一領域的發展有重大影響。雖然我們國家在這個領域也投入了大量的人力、物力和財力，對于一些重要的科學研究機構來說也有著巨大的希望，但因為我們在這方面沒有太多的技術經驗，只能依靠大量引進國外先進的技術和設備、產品來進行研究，以確保我們的發展取得突破。因此，在當前形勢下，中國在這一領域的工作不理想，必須做得非常艱苦和努力。

（2）為了趕上世界先進水平，中國必須在科學技術方面取得更大進展。因此，國家制定了一系列相關政策，首先是鄧小平同志提出的“科學技術是第一生產力”的理論，2014年5月習近平總書記在河南考察時期指出，推動“中國制造”向“中國創造”的轉變。

2 工程機械智能化與信息化的進一步發展

重要的是要知道，在世界經濟的不斷發展和科學技術的發展下，為了趕上世界先進水平，中國必須在這個領域加快發展。據悉，有許多技術應用于工程機械，包括數字技術的最新發展。因此，我國在目前的基本情況下，作為一個起點，利用多種新興技術促進前沿學科的發展，加強了科研人員的培訓，努力提高自己的潛力，適應當前越來越激烈的國際競爭，并在此介紹了中國在這方面的努力。第一步是努力開發整個機械的關鍵部分。毫無疑問，智能集成操作系統：因為這是整個設備的關鍵。目前，發展是工程設備故障預測技術的一項非常重要的技術，這一技術可以為企業的成本節約大量的資金，因此許多國家在這方面作出了巨大的努力。

3 工程機械智能化與信息化的主要方向

（1）工程機械和智能信息是指在工程機械中應用信息集成和智能控制技術，工程機械具有一定的自我感知、獨立決策和自動控制功能，可歸類為工業機器人。隨著科學技術的進步和現代大型建筑工程的需求，新一代的工程機械不僅需要實現一體化操作和智能控制，還需要由基于網絡的協調控制系統組成的智能車隊，使項目建設達到高效、低能耗，并在最短的時間內完成工程施工任務。工程機械產品的信息化和智能化已經成為世界工程機械的重要發展方向之一。

①智能建筑機械：工程機械通過工程機械整合信息、計算機微控制器的應用，通過傳感器對外界的動態信息進行監控，接受駕駛員的操作指令，判斷，通過對智能輸出控制指令的內部核心控制策略的分析，精確和及時的控制與實現理想的控制。與智能控制系統相關的是引擎、傳動系統控制、智能控制系統控制、機器熱控制系統控制、測量系統控制、空調系統控制、車載音頻娛樂系統控制，以及各種工程機械專業的核心控制系統。②工程機械信息整合：工程機械信息包括售前、售后信息。售前信息是指所有相關信息產品銷售之前，這是一種先天性因素的產品質量；售后信息是指各種外部條件下相關的信息(如使用、運輸、儲存、維護和保養等)后的銷售產品，這是一個產品質量的決定性因素。

（2）發動機智能控制。工程機械發動機通常采用柴油引擎，引擎的智能電氣控制系統由單片機、高速電磁閥和各種傳感器組成。電子控制的柴油引擎智能系統通過控制最好的燃油噴射時間和注射的壓力和注射量等，有效地調整引擎輸出和負載匹配。環境因素方面，根據引擎功率的要求，提高燃料的利用率并確保發動機的排氣程度符合環境控制條例。它的基本工作原理是微控制器(ECU)根據引擎的曲軸速度和油門踏板的信號，以及水溫、入口壓力與輸入信號的音量，根據預先設定的控制策略來決定最佳的燃油噴射量和注射時間。系統還可以配置CAN總線和整個機器控制系統進行數據交換，實現整機的智能協調和控制。

（3）牽引/變速控制。行駛是工程機械的主要功能之一，與動力傳動線路工程機械傳動系統有很大的不同，有引擎和傳動裝置的直接連接，也有引擎和扭矩轉換器連接，直接連接到傳動系統、發動機和液壓泵上。對于不同的型號，牽引/變速控制根據操作意圖，控制開關機的速度和范圍，使發動機運行與驅動系統的狀況相匹配，實現了舒適性和燃油經濟性的目標。

（4）調平控制系統。①平衡是各種工程機器的通用功能需求，但不同的工程機器在水平系統的功能上有不同的特性。②對道路設計的高度和要求與道路設計的海拔高度一致，使路面平整，因此需要調整浮起的牽引力鉸鏈的平衡系統，高度波動導致機器的高低起伏，保持鐵板在鋪設的過程中維系在理想的高度附近。③水準的平地機和推土機是自動控制液壓缸的葉片在操作期間保持一定的高度，降低勞動強度，提高工作效率。還需要不同的調平系統，用于道路銑削刨床、道路反應和橋式轉運裝置。④調平系統通常由傳感器(高程、角位移傳感器)、控制器、人機界面和制動器（開關電磁閥）等組成。調平系統可以獨立地由系統組成，可以與整機控制系統協調控制。

（5）挖掘機智能控制系統。機電一體化是液壓挖掘機的主要發展方向之一，最終目的是人性化并實現自動操作。近幾十年來，作為工程機械的主要產品之一，液壓挖掘機已逐漸改進，其工作裝置、主要結構部件和液壓系統已基本完成。目前，挖掘機的機械和電氣一體化研究主要集中在水力挖土機的控制系統上。

4 信息化與智能化的發展趨勢

為了促進我國智能建筑機械設備的發展，早在幾年前，國家財政、國家發改委的有關規定共同發布，為了便于大規模采礦機械和裝備，研究和開發制造相關的企業引進外國設備部件，為國家投資主體繳納稅款，為相應的企業研究開發新產品與原材料上進行了研究和開發。在智能工程機械和信息化的發展中，節能與環境保護的優勢將為未來的能源建設作出巨大貢獻。

4.1 多種技術的應用

我國目前的階段有多種機械設備采用單一技術，不僅不能有效解決設備的質量問題，而且還會嚴重浪費人力、物力和財力。如果能將多種技術融合在一起，或將各種高科技產品放在一起，就可以迅速解決問題，并拓展企業新利潤的增長點。

4.2 設備故障預測技術

由于該技術在我國起步較晚，技術經驗也較低，市場上仍有很多修理工。一旦技術得到發展和廣泛應用，就能促進新一輪的產業升級，確保設備的質量和安全。

4.3 信息技術的管理工作

項目工程的信息化和自動化將成為未來發展的趨勢。然而，中國在這個領域的工作不夠成熟，仍處于初步的研究、試驗階段。只有通過這樣做管理工作，我們才能更好的保證工程項目的質量和安全水平，從而真正提高工作的效率，確保項目的順利進展。

5 結語

智能信息技術的進步，包括工程機械、農業機械、傳統產業智能控制，信息集成為行業提供了許多改進方向和模式，促進了整體技術的進步。為了創新工程機械的發展模式，許多方面都與智能相關，信息技術直接或間接地與現代智能信息技術、工程機械的發展相聯系，并將更持續、更有效、更節能、更環保、更人性化地改進技術。工程機械研究院還將跟蹤最新的情報和信息化技術的行業，與相關科研院所和企業一道，努力為行業的技術進步作出新貢獻。

參考文獻：

[1]李哲.工程機械智能化存在的不足與發展對策[J].通訊世界，2015(06)：215-216.

[2]劉勇.淺析工程機械智能化控制系統及應用趨勢[U]媒體時代，2015(12)：198.