淺談大數據背景下工程機械設備中如何運用機電一體化

安源，梁卓，耿小方

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司，山東 青島 266555）

傳統工程機械設備生產企業因配置的設備比較陳舊，應用的技術比較落后，導致設備在生產過程中的安全性、穩定性以及工作效率等無法保障。而在當前信息化時代下，機電一體化在工程機械設備中運用是制造行業發展的必然趨勢，具有一定的時代性，不僅可以降低生產作業、故障診斷以及維修操作等方面的工作難度，而且促使機械設備生產效率、質量提高。因此，本文基于大數據背景下對機電一體化在工程機械設備中運用進行探究具有一定的必要性。

1 機電一體化概念、特點相關概述

1.1 概念

機電一體化指的是以電子學、機械學等基礎的多門技術學科在機電產品發展過程中相互交叉、滲透而形成的新興技術學科。機電一體化技術作為集信息技術、微機技術以及機械技術為一體的綜合技術，稱為機電一體化技術。該技術最早應用于電力行業，隨著科技的不斷更新，機電一體化逐漸被應用在機器人、設備故障檢測以及設備自動化等領域，且取得一定的成效。在大數據背景下，工程機械設備中應用機電一體化，不僅能夠提高工程機械的精確度以及工程機械運行的節能效率，而且對工程機械設備進行自動化監控，便于及時發現和處理機械運行故障，確保設備正常、穩定運行。

1.2 機電一體化技術特點

（1）精確度高。與傳統人工操作相比較，在工程機械中應用機電一體化技術，使機械運行的效率、精確度提高，能夠彌補傳統人工操作存在的誤差缺陷，便于對工程施工各環節進行管控。（2）檢測自動化。自動化檢測作為機電一體化技術在工程機械中應用的特點之一，可以自行對工程機械工作狀態進行檢測，一旦發現運行異常，系統會發出報警信號，便于及時發現和處理故障。（3）運作自動化。在工程機械中應用機電一體化技術，能夠確保工程機械處于自動化運作狀態，在提高工作效率的同時，節約了人力成本。

2 大數據背景下工程機械設備中運用機電一體化的優勢

2.1 促使機械安全性能提高

機電一體化在工程機械設備中運用，能夠促使機械安全性能提高，利用機械設備中監控系統、檢測系統以及傳感器對各自零件進行全面分析，了解各部件的工作狀態，尤其是對容易疲勞部件的分析，制定相關的防治措施，避免和處理零部件故障問題；或者利用機電一體化精確定位故障位置，便于快速處理故障。

2.2 促使機械工作效率提高

機電一體化在工程機械設備中的應用，使傳統人工操作的方式被取代，以自動化、智能化形式對機械運行全過程進行管控，比如，傳統儀器被數字儀器取代，在調試和養護工程機械方面更加便捷，進而促使機械工作效率提高。

3 大數據背景下工程機械設備中運用機電一體化的策略

3.1 在工程機械作業精確度控制方面的應用

大數據背景下，機電一體化的智能化、信息化以及微型化等優勢得以充分展示，在工程機械作業精確度控制方面的應用范圍不斷擴大。在數據讀取方面，多使用電子控制軟件精確地讀取數據信息；在稱量環節使用微型電子控制系統進行稱重、搜索，在簡化工作流程、減少工作量的同時，確保成品的精準度提高，降低人為因素對工程機械設備精度的影響，以滿足產品加工要求，促使工程機械制造成品合格率提升。在混凝土作業過程中，采用電子超聲波技術進行探測，既能減少誤差，又能節約作業時間，間接促使工作效率提高。

3.2 在工程機械設備運行故障監測和診斷中應用

在工程機械行業快速發展的影響下，企業對機械設備需求量日益增加，對機械設備運行安全性、穩定性等提出了更高的要求。而基于大數據背景下，將機電一體化引入工程機械設備運行中，利用過程控制系統可以全面監控整個工程機械設備運行情況，自動化診斷設備運行故障，以滿足當前企業對機械設備運行安全性和穩定性的需要。比如，在工程機械設備運行生產環節，可以運用監測系統來推斷故障時間，以此為依據科學預測設備運行故障發生的趨勢，并對所獲取的數據進行分析，為診斷和應對設備運行故障提供數據參考。同時，為了彌補機電一體化在實時監測、診斷故障中的缺陷，可以與其他診斷、監測方式相結合，盡可能確保工程機械設備實時監測和故障診斷的有效性，便于有針對性地制定設備運行故障解決策略。

3.3 在工程機械節能環節中的應用

傳統工程機械運作過程中能量利用率不高，導致部分資源浪費，且機械運行整體效率比較低，與工程機械施工所遵循的經濟性原則相背離。因此，在大數據背景下，需要根據工程機械施工要求不斷更新相應技術，有效解決傳統機械運行中資源浪費、機械運行效率低等問題，比如，機電一體化在工程機械設備中運用時，需根據工程機械實施工作情況和需求將工程機械運行功率進行有效控制，將其控制在額定范圍內，促使機械運行有用功提高，達到降低機械運行節約能源的目的。

3.4 在緊急停機系統、降低勞動強度中的應用

緊急停機系統在工程機械設備中應用的目的在于，當機械設備生產過程中出現異常行為時，該系統通過判斷和分析進行自動停機，可以防止設備發生損壞，機械設備區域出現斷電的情況，促使工程機械設備運行安全性提高。另外，機電一體化在工程機械設備中的應用，能夠實現機械操作的全自動化或半自動化，有效降低勞動強度，提高勞動效率。

3.5 在機電設備維修管理中的應用

由于工程機械設備工作環境比較復雜，部分設備結構設計不夠合理，使維修管理工作開展的難度加大。而機電一體在工程機械設備中的應用，促使設備結構設計不斷優化，改善以往機械設備運行環境，便于維修人員解決機械設備故障問題，使維修人員在開展維修工作過程中人身安全得以保障。

4 大數據背景下工程機械設備中運用機電一體化的未來發展趨勢

4.1 微型化

傳統機電一體化操作所使用的機器尺寸、體積比較龐大，所使用的電子元件比較復雜，對其更換比較麻煩。而隨著機電一體化的進一步發展，微型化作為電子機械發展的特點之一，機械設備在先進技術的支持下，其體積、尺寸等會進一步縮小，朝著微型化的方向發展，并且這類微型化設備在降低能耗、提高效率等方面優勢突出，被運用的范圍會進一步擴大。

4.2 網絡化

隨著計算機技術的不斷更新，應用的范圍越來越廣，機電一體化、工程機械設備發展都需要計算機技術的大力支持，確保生產的機電一體化產品在使用功能、節能以及環保等方面具有一定優勢，運用網絡技術實現機電設備之間信息的互通和傳播，便于操作人員以遠程的方式對其操控。

4.3 智能化

隨著科技的不斷進步，智能化設備已經成為人們生活、生產中不可或缺的一部分，機械設備朝著智能化發展成為一種趨勢。智能化機電一體化設備能夠模擬人的心理、行為，且進行簡單邏輯思考，使設備賦予人的智慧和判斷意識，促使機械運行效率提高。

4.4 并行化

借助網絡、計算機應用技術實現機械類設計軟件（CAD、ERP）與工程機械設備加工系統的相連接，便于全面考慮影響產品生命周期的成本、質量以及生產進度等因素，突顯出機械設備加工技術并行性的作用。

5 結語

工程機械設備的使用價值受機電一體化的影響，為了突顯出機電一體化在工程機械設備中應用的優勢，需進一步對機電一體化在工程機械設備中的應用進行探索和研究，推動其朝著信息化、智能化以及并行化等方向發展，為工程機械行業產品質量、生產效率提高做好鋪墊，促使整個工程機械行業朝著可持續方向發展。