浅析工程机械智能化发展

高朝宗 夏章博 罗铮鹏 付国梓

摘 要：随着科技的发展，智能化在各个领域也得到了较为广泛的应用，不仅有效提高了效率和降低了成本，为促进社会的科技进步提供了保障。一些高新技术进入了工程机械的生产，工程机械产业出现了智能化发展的趋势。工程机械的智能化极大地提高了工人生产的效率和安全性可靠性。

关键词：工程机械；智能化

1工程机械智能化的必然性

1.1 国际前沿工程机械发展趋势

一直以来，国际市场上工程机械技术产品由美国、日本、西欧、俄罗斯等国际大型企业集团所垄断。在全球范围内，传统的工程机械产品与现代电子技术、网络信息技术、计算机技术、通讯技术、人工智能技术、机器人技术和多传感器融合技术等高新技术相结合，大大提高了产品的技术含量，形成了“机电一体化”、“机电液一体化”、“电子化”、“自动化”、“建设机器人”技术等一大批成熟的高新技术，进而开出了一大批高技术含量、高档次的工程机械产品。因此，传统的工程机械基础与现代的高新技术相结合，形成“机电液光讯一体化工程机械”、“智能化工程机械”、“机器人化工程机械”、“信息化工程机械”，这也是未来工程机械技术发展的方向与趋势。

1.2 我国工程机械发展现状

近年来，我国工程机械行业产业结构得到了快速升级，技术研发能力也在不断的提高。我国工程机械行业产品不论是在高端、大型还是在智能化方面都取得很大的进步。尚普咨询机械行业分析师认为虽然中国工程机械行业正表现出强劲的上升势头，但中国工程机械企业在产品层次、技术水平、及技术创新能力上与国外先进企业有很大的差距，很多原材料要依赖进口。因此中国工程机械行业要想在国际市场上表现出强劲的竞争力，就要迈过技术创新这道坎。

以工程机械行业中挖掘机为例。目前国内挖掘机生产模式有两种：第一种是挖掘机产品集成要靠国内外可采购资源的支撑；第二种是克隆模式即引进—测绘—制图—装配—改进的模式。因此导致了国内挖掘机产品“山寨”现象的普遍存

1.3 我国工程机械产业存在的不足

我国工程机械制造业在自主创新方面存在三方面的不足：

第一、技術来源上存在问题。工程机械制造企业一般有社会公共技术研究平台提供的，企业自主的原创性技术和企业通过引进技术及消化吸收后所形成的三个技术来源。科技体制的改革导致原属于产业部门公共性质的研究机构转制成企业，经营性身份没有义务和能力去从事共性技术的研究。而且，从工程机械行业整个创新体系上看，结构上共性技术研究缺位；

第二、作为自主创新主体在创新过程中发挥的作用明显不足；

第三、目前，国内工程机械企业研发经费投入的力度不大，实验和检测平台的投入明显不够。实验做得不多，数据积累就不够，没有数据库的支撑，产业就不可能创新。

2“机电一体化”“机电液一体化”

现代工程机械正处在一个机电一体化的发展时代引入机电一体化技术，使机械、液压技术和电子控制技术等有机的结合，可以极大地提高了工程机械的各种性能，如动力性、燃油经济性、可靠性、安全性，操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命等。目前以微机或微处理器为核心的电子控制装置在现代工程机械中的應用已相当普及，电子控制技术已深入到工程机械的许多领域，如摊铺机和平地机的自动找平，摊铺机的自动供料，挖掘机的电子功率优化，柴油机的电子调速，装载机、铲运机变速箱的自动控制，工程机械的状态监控与故障自诊等。随着科学技术的不断发展，对工程机械的性能要求不断提高，电子控制装置在工程机械上的应用将更加广泛，结构将更加复杂。

在工程机械上运用传感器技术是当前机电一体化技术最主要的技术手段和特征，传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能；其水平越高，系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中，如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号，我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得，进而使整个系统就无法正常有效的工作。

3工程机械智能化发展主要体现的方面

3.1 工程机械单机集成化操作及智能控制

工程机械单机集成化操作及智能控制主要包括以下内容：电液控制自动换挡变速器技术，机电液一体化控制技术，负荷传感全功率控制技术和可编程控制与无人操作技术等。微机或微处理器为核心的电子控制系统目前在国外工程机械上的应用已相当普及，并已成高性能工程机械不可缺少的组成部分。

3.2 网络机群集成控制与智能化管理

智能化工程机械中的机群智能化是为了工程的施工项目更好的完成，实现资源配置的最优化、工作效率的最高化、工作质量的最佳化为最终目标而进行的智能化组合。通过对各种工程机械在单机状态下对工作质量、位置、进度等进行在线检测和故障诊断的智能化。主控站对施工任务的完成状态、机群的动态组织以及施工的动态优化进行调度管理，达到资源的最佳利用效果和施工效果的最优化。机群智能化是利用单机的高适用性以及高可靠性的性能，进行智能的实时监控、自动调度，把最大的作业效率当成目标，把施工对象当成车间里的加工零件，完成了生产的高质量和高效率。机群智能化的灵活和应变能力非常能够适应变幻万化的现代市场形势。机群智能化把传统的工程机械的制造企业改变其单纯追求高性能的思路，能够实现了机械的联合智能化作业、施工质量最佳化、企业综合效益最大化。机群智能化技术还处在研究的阶段，但广阔的市场前景已经得到国内外的广泛关注。

4总论

目前，在工程机械里已经越来越多的使用智能化的技术。可以说在工程机械里智能化的技术使用水平高低直接影响工程机械的自动化水平高低。智能化技术逐渐成为工程机械实现现代化程度的重要标志。研究工程机械的智能化技术，进行推广应用，不仅能够加快施工的进度，符合现代化安全、节能、环保等施工要求，有着非常重要的作用，而且还能满足我国在构建社会主义资源循环型的社会要求，所以应该重视智能化技术的研发，促进社会经济的发展进步。

参考文献：

[1]林琛.分析工程机械智能化的技术[J].四川建材.2009.35（04）：43-44

[2]苏丽丹.智能控制技术在工程机械上的应用[J].黑龙江交通科技. 2009（03）：115

（作者单位：武汉科技大学机械自动化学院）