工程機械智能化與信息化發展探究

摘要：工業大力發展下，我國的工程機械技術水平也隨之提高，智能化與信息化的要求逐漸被提上工程機械的創新改革中。本文基于工程機械技術的起源和發展現狀，通過對智能化、信息化的探究詳細分析了在具體工業中的應用， 并展望了未來的發展趨勢，多技術融合下必將對我國工程機械產業有進一步促進。

關鍵詞：工程機械；智能化；信息化

我國各產業下的工程數量隨著經濟發展逐漸增加，而工程中最常使用到的便是相關機械，不同的機械在不同工程、不同工序下被廣泛應用。良好使用機械的前提是將該項機械的技術進行充分研究，本文將鑿巖臺車、泵車、壓路機這三種設備在其設計、施工、養護中體現出的智能化與信息化做具體分析，探究出應用的本質，并對未來的發展趨勢作出分析。

一、工程機械技術在我國的起源及發展現狀探究

工程機械技術早年在歐美國家中被廣泛使用并壟斷了該技術，因此國內該技術起源較晚，但目前的工程施工中， 運用機械技術的水平也基本達到了當下社會對工程機械技術的基本要求。比如進行建筑施工時，對于塔吊車的使用， 雖然暫且不能達到無人駕駛的精細化操作，但是其使用中，已經有了信息化操作的影子，能夠控制機械做出曾經完成不了的工程工序， 提高了工程施工效率。現階段的使用中，機械幫助人類完成了太多僅靠人力不能完成的工程項目，機械與人工的配合也逐漸緊密，但要將智能化、信息化充分融入機械設計、控制中，仍需一定的研究，將機械變為更加智能、更加符合當下工程使用要求的一個好幫手。

二、工程機械技術中智能化與信息化的應用探究

（一）在鑿巖臺車設計中的應用

鑿巖臺車運用在隧道施工中較為多見，當地下工程展開時，鑿巖臺車支持多臺施工、同時施工的模式，能夠有效提高施工效率，是該類工程中較為常用的機械之一。

鑿巖臺車在設計上運用到智能化的技術，主要體現在鑿巖臺車進行操作時， 將會通過鉆臂來對不同層面下的施工平面進行找點、鉆孔。因此在該過程中， 可利用智能化，將鉆臂的實際運行軌跡和最終的目標鉆點進行確定，實現精細化操作，并將施工中的安全保障落實在智能化的應用下。鑿巖臺車通過定位和掃描一體裝置，具備鉆爆后實時全輪廓掃描，并建立隧道三維模型、實時出具超欠挖數據并進行對比分析，進一步優化施工設計，指導后續施工作業。

鑿巖臺車在實際工程使用中，有其智能化、信息化應用體現，將工程建造工藝流程變得相對簡單，且具備超高安全性能，這是因為鑿巖臺車能夠在隧道施工中保持較高精準度，只要前期計算機程序設定完成，臺車便能在設定路線中相對安全地前進施工，找點準確、鉆孔迅速，為工程建設提供極高安全保障。

（二）在混凝土泵車施工操作時的應用

混凝土泵車是在載重汽車底盤上進行改造而成的，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，移動臂架可能會造成重心偏移，通過嵌入式傳感器的應用，可對支腿壓力、位移、回轉角度等多個變量進行自動計算，控制器再根據安全系數，分級主動調整執行機構動作，防止車輛傾翻。通過多個壓力傳感器與電液元件自動感知料況變化，控制器根據料況自適應改變參數，提升泵送性能，降低堵管概率。通過多個壓力傳感器自動感知臂架振動狀態，由控制器計算振動幅值， 驅動臂架油缸，降低臂架振幅。

通過智能化和信息化技術的運用， 混凝土泵車可實現對電控系統、總線系統、底盤系統、泵送系統等多項參數開、停機自檢及施工過程故障診斷，大幅度提高了設備的可靠性和施工效率。

（三）在壓路機維護保養中的應用

由于壓路機本身屬于工程機械設備， 實際使用過程中難免會出現一些故障， 要減少壓路機的故障發生率、提高壓路機的使用效率，則應做好壓路機維護和保養的工作。

通過科學、合理保養方式，將保持壓路機不僅能時刻處于最佳作業狀態， 還能有效地降低管理維修費用，提高壓路機的使用壽命。壓路機的維護保養措施主要有壓路機的清潔及潤滑。在工程建設中，每次使用完壓路機后，都要對壓路機的機體及相關配件進行清洗，特別是壓路機動力設備、液壓管路等的清潔。壓路機維護保養中信息化智能化主要體現在傳感器技術的應用、軟件可以實時監控等方面。

壓路機這種工程機械設備，在其使用中應注意不對路面產生破壞，所以需要智能化和信息化的幫助來進行“自診斷”。壓路機使用壽命較長，但這是在維護、保養得當的前提之上實現的，由此需要智能化管理機制來對壓路機進行管控，確保在使用中不出現超負荷現象， 使壓路機設備勞逸結合，發揮出最大效率。

三、工程機械技術中智能化與信息化的發展趨勢

（一）多技術融合趨勢

工程機械有眾多分類，而在當下的工程中需要根據不同的工程類型和工程實際所需來選擇適用機械，當機械融合了現代的各項技術后，將促進工程縮短工期、提高質量。需要強調的是，工程機械技術中各項技術的充分融合，將使得工程原定工期完成、項目高效穩定開展、人員設備安全等因素得到充分保障，極大降低工程風險發生率，進而增加工程總體收益。

比如通過傳感器技術的應用，能夠在一定程度上將機械的感知能力進行提升，有利于工程安全保障；網絡控制技術則是在控制機械的過程中，整體把控機械的各項操作，確保不發生故障時， 實現精細化操作；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。而且機械施工中的疑難問題、安全隱患問題，可使用無人型機械，保障人員安全； 聲控報警裝置給到及時預警，幫助工程中的管理人員盡早發現安全隱患，并迅速找出聲控下的隱患位置，將工程管理形成有系統的工作模式。

經上述舉例可知，多技術的融合能夠為工程建設帶來相當強大的輔助作用， 智能化與信息化下的多項技術高速融合趨勢，將是日后工程機械發展的強有力助推器。對智能化、信息化的充分利用， 將給工程機械帶來新時代下的全新應用模式，更好適應工程環境及工程機械操作人員的使用。

（二）故障診斷的技術

工程機械在其使用中，因為對工程的難度、突發情況有較多不可估測性， 導致機械的使用在一定程度上有不同強度的工作環境，對于機械來說，這是很重要的問題，影響到機械的正常使用壽命，因此對機械進行適當養護是很有必要的。而且機械的使用壽命和使用過程中的工作效率維持，這兩個數值對工程效果和最終質量有著很大影響。

機械的維護通常要運用到人工的保養方式，這對時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， 對于加快工程進程有阻礙作用。當智能化的機械養護方式融合到了機械維護中， 將有效縮短維護時間，并且能夠通過信息化技術將機械發生該類故障行為的原因和過程進行分析，有利于不再發生類似機械故障，以現代化技術完成機械的日常維護工作。

故障診斷技術能夠為工程建設的各項過程帶來較明顯改變，使用智能化聲控預警系統，將在機械存在危險隱患時， 便及時發出警報，給相關機械操作人員充分時間處理。由此可知在機械維護中， 采用智能化裝置搭載于工程機械設備上， 不僅解放人力，還能預知危險，充分體現出工程建設中以人為本理念，將人與機械和諧共處的良好愿景通過信息化整合渠道加以實現。

（三）信息管理的技術

工程機械在使用中，難免會因為管理人員造成機械存放地過于集中、機械使用不規范等情況，這是由于工程機械設備的管理人員其自身專業素質不高以及對工程機械的認知偏低造成的不良施工行為。對此，應將加強對機械的管理， 并且融合智能化和信息化技術，規范機械使用。

對于閑置的機械設備，管理人員可通過智能化管理，來對其進行實時監測， 確保在使用備用機械時，將該閑置機械進行充分、及時使用，避免出現臨時故障；對于機械的數量方面，機械通常是較大的工程施工設備，在成本預算中有較大支出，為給承包工程的企業較大的利益所得，應將該部分支出進行減少， 通過信息化的機械管理，可以將機械的使用頻率在科學有效的情況下保持最多， 減少機械的重復購買，由此增加企業凈利潤。

信息管理技術的應用，對于工程各項流程皆具備一定影響力，比如在前期機械設備進場前，使用信息化檢測流程對機械進行仔細檢測，將各機械設備信息整合管理，前期建檔保存；中期在機械進場工作時，由信息化模塊傳輸而來的當前設備內外部信息，進行機械管理， 確保勞逸結合，將工程高效、安全完成；后期進行機械設備養護，需要運用到信息管理庫中的歷史數據，根據該機械的使用壽命、當前磨損程度等有關信息， 做出養護方案，保障機械在工程建設中， 能夠在信息化管理的準則下，發揮最大功用。

四、結論

綜上所述，工程機械應用廣泛，在其傳統人工操作下，進行智能化、信息化的融合是很有必要的，具體表現為可在未來的多技術融合趨勢、故障診斷的技術、信息管理的技術等方面，切實將工程機械的使用變得更為簡便。另外可以在工程的具體實施進程中起極大促進作用，使得工程為企業帶來巨大經濟收益同時，不斷為相應的工程機械技術提供資金支持，以此來互相促進、彼此進步。

參考文獻

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

（作者單位：湖南省機械工業協會作者簡介：彭舟，生于 1991 年，男，助理工程師，學士，研究方向：工程機械。）