機械工程智能化的現狀及發展方向探討

王波

（江蘇常盛帝派重工機械有限公司　江蘇常熟　215500）

前言

社會生產無法離開機械設備，因此探索機械研發、應用和維修的各項內容，對于社會現代化發展意義深遠。智能化是國際社會發展的普遍趨勢，涉獵廣泛，內涵豐富，隨著現代化科技的進步與發展，智能化在建筑工程、設備生產等多領域得到了廣泛應用和關注。十九大報告中明確提出必須“提高水社會化、智能化、法制化、專業化水平”，從而促進現代科技與社會工作的深度融合，推動國家穩步前進。因此探索機械工程智能化現狀及發展方向十分必要。

1　機械工程智能化現狀

我國工程機械智能化系統發展主要經歷了國外引進、二次核心技術開發、模仿和獨立研發四個階段：①21世紀以前國內各機械控制系統的配套軟件和硬件均源于國外進口歐，國內廠家主要利用進口系統進行單一化的機械設備生產工作，尚未掌握核心技術，嚴重制約國家機械產品市場競爭力；②2004年左右，國內機械工程技術人員在數年鉆研苦攻下，開始對國外引進設備進行主機二次開發和變成，并對主機控制模型實行了二次改造，以適應國內設計生產要求，提高產品生產效率和質量，但關鍵技術仍需進口；③2007年國內多個企業和高校投入了大量人力、物力和財力，對人機交互界面、控制器等智能化初級產品進行了系統性研究，成功仿制，并自主開發了一些相對簡單的產品，基本滿足了中國國內市場對機械制造產品的應用需求，但在精度、準確度方面仍存在較高的提升空間；④2010年左右，國內一些科研機構開始進行工程機械自主設計和研發，主要以模型為基礎進行機械控制系統研發，并在國內順利投產，進一步提高了機械設備智能化水平。目前，我國機械工程智能化發展已邁入全新階段，但是一些重要的零部件仍依賴進口，比如電子控制器、變速器、高壓液壓元件等，嚴重制約我國機械設計、制造和應用智能化高速發展。

2　機械工程智能化發展方向

2.1　一體運行智能化

單機一體化操作現已成為機械工程智能化未來發展的主要前進方向，在該技術的發展導向下，智能換擋技術在我國機械工程領域得到了逐步應用，其主要包含液壓式和電液式兩種技術，其中電液式智能化換到技術能夠將設備運行匯總的各項內部參數經智能轉換后呈現油壓相關信息，并根據預設程序，將此信息自主化傳送至換擋閥器件中，實現智能換擋效果；而液壓智能化換擋技術則是將相關參數直接轉換成電信號，在系統接收到電信號后再經系統裝置向換擋閥發出換擋指令，完成智能換擋。目前電液式換擋技術已成為單機一體化操作的智能化發展方向。與此同時，無人操作技術也是機械工程智能化發展主要趨勢，該技術主要通過運用遙控裝備、集成化裝備和智能化機械裝備，運用衛星定位系統、地理信息系統，實現機械工程自主化控制目標。

2.2　故障診斷智能化

隨著國家水電工程、交通工程、核電工程等現代化工程和“一帶一路”國家發展戰略的深入推進，機械工程高效化、高精度化、綠色化已成為其未來智能化發展的主要發展目標，因此機械設備故障快速、準確診斷十分重要。為了實時掌握機械工程運行狀態，利用智能化監控設備和故障診斷技術快速檢出機械存在的問題，實現故障高效檢出和排除效果已成為機械故障智能化診斷的重要發展發現。傳感器屬于智能監控及診斷中的基礎部件，為了實現多傳感器采集數據的有機融合，利用中央處理器對匯總信息源進行統一處理，智能診斷機械故障成為值得期待的現實。目前故障診斷智能化方法共包括三種理論方法：①系統數學模型構建法；②系統綜合輸入信號再處理方法；③以人工智能為基礎的診斷方法。其中第三種方法主要建立在專家系統、神經元網絡和圖論模型推理法基礎之上，這就要求在故障智能化診斷設備預設前，必須搭建充足的故障診斷模型，從而實現自主化智能故障診斷效果。

2.3　機群管控智能化

機群工會智能化管控是實現系統內個機械設備有機結合、高效運行的重要技術發展模式，它主要以機械工程機群系統為管控對象，通過綜合運用運籌學、統計學。模擬仿真等學科，經過系統運算、分析和判斷，構建智能化全方位的機群管控函數模型，利用“最優解”法獲取系統運行的最適宜數據，從而實現系統內各組織、部件之間的靈活、協調、高效作業效果，提高機群日常運行管理工作的經濟性、合理性、安全性和可靠性。機群管控智能化主要表現在優化資源配置和優化物料應用兩方面內容，技術工作人員通過預設程序可有效減少人工、外界環境對機械運行產生的負面影響，提高機械設備日常運行效率，同時明確機械工程相關材料、設備的使用期限，完成精密的運行周期計算，最大限度地利用現有的機械工程資源，促使借些操作達到最優管控效果。

3　總結

綜上所述，我國機械工程智能化發展起步較晚，但隨著社會科研機構和各企業的系統努力，已經歷國外引進、二次核心技術開發、模仿和獨立研發的重要發展階段。同時隨著機械工程智能化生產設備的應用和推廣，國家原有的生產方式和工程建設方法發生了巨大轉變，機械工程智能化具有廣闊的發展空間。

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