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近些年來,工程機械的發展十分的迅速,成為了人類開發利用資源和進行基礎化建設的有力工具。如今,機械工程的發展進入了一個嶄新的階段,智能化也成為了工程機械發展的主要方向。工程機械的優良性與其核心的控制技術有著十分重要的關系。目前,我國的工程機械控制技術的發展還不夠完善,對于工程機械的生產大部分也是對從國外進口的產品進行組裝等,這就使得我國在設備技術上的資金投入量非常大。這些較為先進的機械工程技術也相應的存在著編程困難等問題。隨著各行各業對信息的使用和傳遞的要求不斷增加,智能化的定位系統等也逐漸在市場中占據了重要的位置。本文介紹一種新型智能化工程機械機群通訊與定位系統,該系統以基于32位嵌入式微處理器的智能監控器為核心,通過擴展GSM無線通訊模塊和GPS全球定位系統,實現了機群作業的遠程監控與全局調度功能。
1機群智能化通訊系統的體系和結構
機群智能化通訊系統主要有智能化機群通訊和定位系統兩大部分,主要由各個單機監控器以及中心控制設備構成。每個使用設備都有自己各自的移動終端,并安裝智能的監控系統。監控設備能夠對機器的狀態進行監控,對設備的狀態進行現實,能夠使機械設備中出現的問題快速的的一發現,并及時的得到有效的解決。除此之外。監控設備還能夠接收GPS信號,對位置信息進行確定以及傳送等等。同時,設備還配備有GSM無限調制解調器,能股根據系統的時間自動的進行位置信息的更新,并及時的進行發送等功能。該系統還能夠通過控制中心對信息的傳達對車輛等設施進行簡單的操控。使用過程中更加的方便快捷。
2嵌入式工程機械監控器
智能化機群通訊與定位系統的核心是嵌入式智能化工程機械監控器。前如何監控系統是當前監控系統中比較受到歡迎的一種。嵌入式系統的主要功能和作用是對設備等進行實時的監控,能夠保證在第一時間內了解設備和機械的運行情況,保證機械和設備的正常運轉和安全的工作。另外,嵌入式系統還能夠管理移動計算機,對數據進行實時的處理,減少工作的時間,并能夠有效的提高工作的效率。嵌入式系統還有一大優點,就是能夠輔助其他設備進行運轉,從而完成自動化的運轉方式。嵌入式系統和其他形式的系統進行對比有著明顯的優勢,嵌入式硬件以及嵌入式軟件都有著內核小的優點。同時,嵌入式系統的專用性相對來說較強,軟件也有著可裁剪和實時性等特點。嵌入式系統由于其內核較小等特點,也較為適合在惡劣環境中使用和工作,運行較為簡單方便。監控器需要外接的擴展接口,通過這些外接線設備能夠完成實時的監控以及接受發送實時信息等工作。外接控制器還能夠從中現實設備的運行狀態,在運行過程中是否出現故障等,還能夠對故障自動進行診斷,對于系統的安全有著很高的保障。當系統處于廢正常運行狀態,或輸入的數據不能夠正常的進行運行時,系統將會自動的進行警告,以避免設備出現過于嚴重的問題和故障。在對機群進行檢測的過程中,需要對個設備的移動終端有一二非常詳細的了解,所以系統連接了GSM模塊,GSM模塊能夠自動的向控制中心發送本機的狀態信息,并且能夠對控制中心的質量進行接受和完成。
3工程機械智能監控系統所具有的功能和特點
(1)CAN總線通訊CAN總線通訊能夠將本機的運行狀態進行監控,并以一定的周期規律性的像監控中心的顯示器進行傳輸,具體傳輸的數據有速度、溫度等。監控器也要每個一段時間就對相關的數據進行接受并進行統計和分析。(2)基本界面顯示顯示界面需要對設備的全部信息進行顯示。也正因為如此,控制中心的基本顯示界面分為三個主要的部分,分別是:系統的信息顯示區、系統的狀態顯示區以及系統出現故障時的故障指令區。(3)GPS數據處理。(4)GSM通訊。(5)數據處理系統能夠對反饋的是數據進行整理和處理,并將重要的數據進行保存和記錄。(6)故障處理。
4GPS-GSM遠程定位通訊系統
4.1GPS-GSM遠程定位通訊系統的相關簡介
傳統的大型施工機群一般都是依靠施工人員的自身經驗對機械和儀器的運行情況進行大概的判斷,無法準確的對機械出現的故障和問題進行排除和診斷,對工程施工等造成了一定的影響。而現在,隨著科學技術的不斷發展,遠程控制系統以及遠程監控系統的廣泛使用,這種問題已經得到了有效的解決和控制,為生產和施工提供了高品質的保障,并在一定程度上提高了生產和施工的質量以及效率,促進了工程機械的良好發展。近幾年來,GPS-GSM遠程定位通訊系統被廣泛的使用,最具有代表性的就是出租車公司的管理系統。出租車公司能夠根據該系統對出租車的狀體進行了解和檢測,保證出租車的正常運行狀態以及準確的了解出租車所在的地點。當然,在其他的生產和工程中對該技術也有著廣泛的應用。相對比來說,我國在該方面的技術還有待提升。
4.2GPS的使用和連接
GPS的連接過程中包有著很多相關的專業知識,而GPS在什么樣的情況下能夠正常的進行連接和使用也是該系統在使用過程中的一個重要問題。由于遠程定位通訊系統能夠在不同的工作環境中農進行使用,所以在使用過程中的要求和條件也不僅相同。例如在路面施工工程中,由于施工距離較遠的原因,GPS就需要能夠連接到更遠的距離,以保證控制中心能夠完全的對施工現場的機械進行控制,保證施工的質量以及施工安全。傳統的無線電和無線局域網都很難對這個距離進行信號的覆蓋,所以采用GPS-GSM遠程定位系統也是最為合適的選擇。GPS在使用過程中,需要對信息進行傳輸。在傳輸過程中,信息以代碼的形式存在,然后經過翻譯顯示在顯示器上。而控制中心也能夠通過顯示器上傳遞過來的信息對施工狀態進行了解和掌控。
4.3使用過程中的優缺點
GPS-GSM遠程定位通訊系統具有先進的科學技術,在使用過程中的方便以及快捷是我們能夠體會得到的。GPS系統能夠接受世界任何地方的信號,在環境較為惡劣的地方尤為合適。同時,該系統還具有傳輸數據量小的優點。但是該系統在安裝和使用過程中的資金投入也很大,并不適用于日常生活中的使用。另外,對于通訊較為頻繁的業務也不是十分的適合。
5結束語
經濟條件的不斷好轉以及科學技術的不斷提高使我們的生活質量也隨之提高。那么施工技術以及工程機械也在我們不知不覺中不斷的改進,以滿足我們日益提高的生活需求。智能化工程機械通訊定位系統就是科學技術和工程機械額發展的產物。該技術的提升使得施工過程中的管理明顯得到了加強,對于機械在施工中出現的問題也能夠及時的得到解決,使施工的質量和效率都有著明顯的提高,為我們的生活和工作都提供了很大的幫助。
參考文獻
[1]阮煒,章國寶,葉樺,馬鑄.工程機群的通信與GPS定位裝置的設計與實現[J].東南大學學報(自然科學版),2004(S1).
工程機械的智能化發展趨勢主要體現以下所述三個方面,主要的內容工程機械單機集成操作的技術以及智能化控制方面,工程機械的智能化維護技術、預報、遠程事故診斷分析、監控以及檢測和以網絡機群作為基礎集成控制以及智能管理的技術。
(1)、工程機械智能化單機集成操作以及智能控制技術。
工程機械智能化單機集成操作以及智能控制技術主要包括下列內容:全功率負荷的傳感控制技術、可編程的控制技術、無人操作技術、將機電液一體化進行控制技術、自動換擋變速技術等多方面。應用工程機械領域中自動換檔的系統愈加廣泛,使得使用性能不斷改善,操作人員的勞動強度在不斷減小。這其中的自動換擋系統能夠劃分為液壓式和電液式。液壓式的主要功能是把其車輛行駛速度和油門開度等在行駛過程中所發生的參數進行油壓的信號轉化工作,隨后再通過轉化得到的油壓信號對換擋閥實現控制,并最終達到自動換擋功能。而電液式主要把行駛速度和油門開度等行駛過程中所發生的狀態收集的參數實現電信號轉化工作,再將其輸入電子換擋之中,實現對換擋閥控制,最終能夠達到自動換擋的功能。
(2)、工程機械的在智能化維護、預報、遠程診斷事故、監控、檢測技術。
工程機械的診斷故障和電子監控技術指對在線的工程機械實現檢測、預報、監控發生狀態等功能,并且實現故障遠程維修診斷工作。此項功能的目的是能夠實現工程機械監控以及故障診斷工作的智能化、數字化和自動化。進入二十一世紀以來,微型計算機的普及面大大加強,已經成為社會經濟發展中不能缺少的重要工具,與此同時,大量的國外工程機械企業在對于工程機械的使用過程中也加入了微型計算機的功能,并且已經取得了較為良好的成效。在近幾年,許多國外廠家已經將電子監控的設備安裝在記錄故障的數據存儲和輸出的接口上,相關工程機械維修人員能夠將故障代碼輸出并對其加以分析,進而對故障發生點以及其發生故障類型進行診斷確認。和發達國家相比我國工程機械在此項領域之中研究應用工作均存在著一定的差距,對于故障的診斷以及電子監控技術應用和發展都處在初級階段。
(3)、以網絡機群作為基礎集成控制以及智能管理技術。
在高級公路的路面施工作業過程中因施工機械品種和數量都較多,而且很多的機械在工作運行的狀態方面有很大的隨機性。在實際應用施工的過程之中對于建設施工項目進行最為優化的配置是至今為止都沒能解決得一個問題。在必須由多機種、高性能的多個機械進行聯合施工的作業條件之下,使得進行施工的機群增加投資,所增加的機械設備在進行使用方面費用,與此同時機群在進行作業的過程中協調方面能力以及對工程的效益、進度以及施工質量都會造成重大影響。因此對機群調度以及優化配置過程之中,對機群進行協同作業的能力實現充分發揮作用,這能夠使得項目施工的成本大大減少,這在大型的工程項目建設施工過程之中已經成為管理研究人員重點關注的課題之一。近年來,眾多的國內外專業對這一課題進行深入研究并且取得了卓越的理論成果,但這些理論成果至今沒有得到充分的運用,因此在當前工程機械智能化進程之中,積極開展理論引用是十分重要的。現如今,網絡機群作為集成控制和智能管理技術在工程項目的建設過程中的應用是十分迫切的。技術應用主要包括了數據通信技術、協同化控制技術、智能化調度技術、優化配置集群技術等方向。
二、工程機械的智能化發展對策。
在現代的工程機械行業發展進程之中,應對高性能的技術、網絡技術、智能技術、機器人技術以及數字化技術等多項科學成果進行綜合的利用,對我國現今所擁有的工程機械進行系統化技術改造以及性能提升,對于自動控制、多傳感器、計算機和微電子等先進科學技術綜合的利用,對于工程機械智能控制的系統以及集成操作相關技術進行應用,這中間的關鍵技術在現代工程機械智能化的發展趨勢當中具有核心地位,是最為關鍵單元技術,研究人員應該首先進行研究并提出解決方案。并且與我國的實際國情充分結合,研究出適合廣泛應用發展的自主創新技術等對我國工程機械領域的新型主導性產品。將我國傳統工程機械的產品在短時間之內取得跨越式發展,使我國工程機械方面的國際競爭力不斷提高,并且形成產業化生產模式。
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
1 智能化的主要發展方向
隨著科學技術的發展,智能化成為了科學技術發展的主流方向,主要有以下幾個方面:
第一,信息科學技術向著智能化方向發展。目前,隨著經濟的發展,人們的物質生活得到了極大的滿足,因此,他們也有原來的物質追求轉向了精神的追求,就是從滿足人們基本生活的需求追求轉向了教育、科技、文化等方面。而且在衣食住行的物質追求中也逐漸的滲入了精神元素。這就意味著,科學技術的發展不僅要滿足人們生活的基本需求,還要將人們的精神因素考慮在內。此外,只有人們不斷的進行創造性的探索活動才能夠促進社會的發展,而人們之間的交流、溝通等群體性活動也需要以智力、語言等信息交流的基礎上完成和發展的,因此,要想大力推動人類社會的發展,就要積極的促進信息技術的發展和智力的交流。
社會的進步使得計算機技術和信息技術成為了目前科學發展的重點,而我國目前也正想著數字化、智能化、網絡化的方向發展。
在現代化不僅有很多智能化的設備,例如家電等,還有很多例如商務、教育、醫療等也都應用了智能化技術,采用了遠程遙控的方式進行管理。由此可以看出,智能化能夠從更本上反映出信息化和網絡化的根本特點。
此外,除了具有智能化的信息網絡設備,還有一些信息化和網絡化的工具也具有智能化的特點。在現代化的社會中,很多機器設備都采用了語音識別的方式,而且一些圖像處理軟件、機器人、通信設備的感應控制以及計算機的文字、數據處理、推理等功能都運用了智能化技術。即使目前一些高端的人工智能還未取得較大的進步,但是隨著人們對科技的認識和探索的深入,人工智能化的應用在科學技術中將會占有越來越重要的地位。
第二,生命科學的發展方向以智能化為主流趨勢。人的大腦作為人類的神經中樞,同時對人體智能也具有制導控制的作用,所以,腦科學成為了目前生命科學研究的重點課題,進而智能化的研究也是生命科學技術發展的主流方向。總之,關于人腦的研究將會帶動21世紀醫療科學研究的發展,也會成為智能科學技術探索的核心。
因為人腦的構造非常復雜,所以無論是哪種機器都無法完全的成為人腦的代替品。即使科學技術在飛快的發展,但是對人腦仍然沒有充分、詳細的研究結果,關于人腦所具有的記憶、推理、判斷等功能仍然沒有發現答案。所以,在這種情況下,人們是無法真正的弄明白什么是機械的智能化,怎樣實現智能化。只能通過讓機器不斷的模仿人類的行為和思維,以這種方式來不斷的接近人類只能,而不能將機器的智能化與人腦的智能化相同并論,進而采用替代的方式來實現。但是,實現部分智能化,模仿人腦的功能可以有效的促進智能化機器的發展,也是目前機器智能化的主要研究項目。如果要想在這一方面取得進步,必須要重視的就是,首先要對人腦功能和功能的實現的研究有所進步;然后,智能化技術要在生命科學領域有較大的應用、尤其是在基因工程中,更是要以實現智能化的操作,在一些較為復雜的手術中, 也要實現機器智能化的控制等,為智能化的進步和發展奠定一定的實踐基礎。
第三,自動化工程向著智能化方向努力邁進。工業的快速、高效發展離不開自動化的應用,可以這樣說,現代化的工業發展就是在對智能化技術的不斷運用、改革和提升的過程中實現的。
目前,很多領域的工業發展都廣泛的應用著自動化,而且智能化技術的使用也在不斷地滲透到了這些工業生產中,大大的提高了工業效率。而且現在智能化技術在工程中的應用程度也成為了一項衡量工程自動化的指標和標準,因此,現代化工程發展的主要特征就是智能化技術的使用。
2 工程機械的智能化發展
隨著智能化技術應用范圍的擴大化,工程機械的智能化也取得了較大進步,主要有以下幾個主要的發展方向:
第一,機械工程企業將智能化產品生產作為未來的發展方向。目前,工程機械企業所要進行的重大調整就是企業的產品結構。我國傳統的機械生產部門主要是以生產生產資料為主。但是隨著社會的發展,市場需求也有所變化,也就是說機械企業不僅要提供滿足生產需要的生產資料,還要滿足人們生活所需要的各種物品。但是,我國機械企業在調整產品結構時,都要以含有智能化技術的機電產品。例如在生產加工機械設備時,要選擇具有智能化控制技術的機床,在選擇家電時,也要選擇能夠進行智能控制的家電。
第二,機械工程企業要實現智能化的管理。信息技術的發展促進了經濟全球化的家具,面對國際和我國形勢的轉變,我國的機械工程企業所面臨的環境也是機遇與挑戰并存。市場環境的變化和風險的不可預測性使得企業的生產周期不斷縮短,產品也在快速的更新,消費者對產品的需求也有傳統的滿足需求即可向個性化、智能化、多樣化等趨勢轉變,這對生產者理念的改變與創新具有重要影響,信息化技術也廣泛應用于機械工程的生產。正是因為這種種原因,使得機械工程企業的生產和管理方式出現了重大改變,即企業生產由面向市場轉為面向客戶;企業的生產要素也有傳統的勞動力和能源輸入轉向資金,技術輸入;企業的生產流程也有原始的單一流程轉向全自動的生產鏈,而在管理方式上,企業自身也有原來的低效率,多層管理部門的方式轉變為階梯型的扁平型管理模式,形成了實時反映市場需求,智能化生產和管理的企業系統。
所以說,智能化的生產和管理成為了未來機械工程的重要發展方向,企業也會通過智能化的建設而發展成為滿足我國國情的生產管理模式。
第三,工程機械通過使用智能化來提高企業的信息化和網路化建設。所謂的信息,就是能夠表達某種含義的數據,指令等,因此,信息的本質就是知識。所以,工程機械的智能化發展就是要通過知識的積累實現知識的處理。主要有以下措施來提高工程機械企業的智能化:首先,企業要轉變發展觀念,以滿足顧客需求為目標,全心全意的為顧客服務,并充分調動起員工的積極性,發揮他們的創新性,為生產的順利和高效提供保障;其次,將實現企業的信息資源開發與共享作為企業信息化和網絡化建設的重點,并通過使用各種生產管理軟件,例如ERP等,改善企業管理,實現企業生產的網路化;第三,建立專門的機構對智能化進行探索和研究,并采用計算機輔助制造等技術進行新產品的開發與設計;最后,實現人機結合的智能化生產管理系統,對生產和管理進行統一、全面的改革。
總結:機械工程不斷重視新型的計算機人才和智能技術的發展。科學發展的最終目的就是由理論科學轉化為技術。而計算機科學就是信息理論發展的最終應用成果。目前的研究重點就是計算機與人工智能的結合,并將其應用機械工程制造中。企業通過智能化的實現可以有效的提高企業生產水平,改善生產模式,提高質量,降低成本等,進而提高企業在國際市場中的競爭力。
參考文獻
[1]朱劍英:《機械工程智能化的發展思路與對策》,《南京師大學報(工程技術版)》,2001年第1期
網絡信息化設備智能化在現階段可以說有了空前的發展,我國的建設事業也在不斷的發生改變,這對于工程機械來講,其需求不再是一味的增加數量,對于工程機械的技術水平也有了一定的要求。對于工程機械信息化以及智能化的要求,大多都是表現在對于工作部件的控制提高,就目前來看,現代化的機械工廠,大多都是先行材料的輸入再到機床的啟動以及停止,然后對參數進行調整,直到工件的拆卸以及運輸,而這些環節都可以實現數字化以及自動化,無需人為看守。可以說,計算機技術的蓬勃發展,給各個行業都帶來了一定程度的影響,當然工程機械行業也會隨著其進行相應的改變。
2 工程信息化與智能化發展的概況
鑒于我國大環境的影響,國內的機械信息化以及智能化的發展狀況相比國外還有一定的差距。一直以來,國際市場上工程機械技術大多都被歐美等集團所壟斷,就目前來看,國外的大部分智能化機械設備都擁有者遠程監控以及只能維護等功能;由于我國信息化及智能化工程機械研究比較晚,在上個世紀末我國才首次開展工程機械機器人化技術的研究,大多高等院校以及研究機構等工程機械生產企業進行聯合研發。我國的工程機械信息化與智能化在研究之初,幾乎所有的控制軟件都是進口而來,國內的主機廠家設計人員大多也是以電氣系統的設計以及原件選型為主要任務,在這種情況下,就大幅度的制約了我國的工程機械化技術的發展。之后我國開始引用了國外所生產的控制器,而設計人員也開始根據工程機械主機控制策略再次進行了開發,而這段時間內,設計人員開始對控制模型的搭建有所重視,但因為控制器大多進口,我國的工程機械信息化以及智能化的領域還處于初步階段。而隨著不斷的研究以及大量人力物力的投入,我國的機械工程逐漸的推出了一系列的產品,知道現在開始了現代化的技術開發,并且對工程機械控制策略進行了驗證,就目前來看,我國得給歐諾工程機械行業已經進入到了飛速發展的階段,但值得一提的是,變速器以及高液壓件等等關鍵性的零件還是會依賴進口,這在一定程度上還是制約了我國整體工程機械生產的擴張。
3 工程機械技術發展現狀
我國制造裝備自動化程度不高的原因,有一部分是由于沿襲了歐美等發達國家的電氣化以及自動化的發展歷程;而我國是屬于趕超型工業,其工業自動化水平偏低很嚴重。另一種現象就是信息化水平不高,其原因是大多企業信息化系統效果無法完美的發揮,沒有發揮有效的集成提升將制造執行系統還有經營管理系統進行融合,而智能化缺少一定的擠出。
4 工程機械信息化與智能化的發展方向
工程機械信息化以及智能化其是一個從低級到高級的發展方向,并且從簡單到復雜,從不完善到完善的一個發展過程,工程機械信息化以及智能化說的,是在工程機械中利用信息的采集以及智能的控制技術,使得工程機械有一定程度的自我感知以及自我控制能力。隨著科學技術的不斷進步,現代化施工項目大型化的需求所在,新研發的工程機械不單單需要實現集成化操作智能控制,還需要將這些組成一個機遇網絡智能化集群協同的控制系統,只有這樣才可以有效的使得項目施工效率有所提高的同時降低不必要的耗能。就我國現階段工程機械化產品的信息化以及智能化來看,其已經成為世界工程重要發展方向之一,工程機械的智能化指的是工程機械利用工程機械集成的信息,利用計算機微控制器,給予系統的程序進而達到理想的控制目的,而工程機械化則是包括了售前的信息以及售后的信息,如果售前信息以及售后信息都得到了有效的信息集成,那么在讀取時則會方便很多,對于極其使用以及管理還有日后的養護對于維修等等程序,將會更加的快捷。
智能化制造技術可以輕松的實現高效以及低耗能、質量優秀等,其提高了產品對于多變的市場適應能力以及提高企業自身的競爭能力。智能化制造技術不單單局限于制造的工藝,更是涵蓋了整個市場的分析以及生產的管理還有相關的銷售維護等等。智能化制造技術更加強調人與管理還有信息和技術的四維集成,不單單涉及到物品的質量,更涉及到能量以及信息流等。總的來講,工程機械設備利用信息技術以及網絡技術的智能控制技術在進行融會貫通之后更加的適應現在的社會。
4.1 多技術的融合
利用計算機一級微型的傳感器還有網絡控制技術等先進技術的融合,對工程機械技術在應用中出現的各種問題解決,例如使用無人操作技術還有聲控勁爆技術一級自動稱重技術等等。
4.2 機械故障診斷技術
就現階段來看,我國工程機械技術信息化以及智能化在有了一定進步的同時,工程機械設備的維護以及相關故障修理還是比較落后,其大多停留在人為維修以及養護的階段。而未來我國工程機械技術發展中,機械故障診斷技術以及信息化和智能化必須得到提高,來補充這一塊的短板。
4.3 智能信息管理技術
現階段,我國的工程作業地點相比之下比較集中,對于工程機械設備的管理,其信息化以及智能化也是剛剛起步。對于智能化以及信息化的管理技術的完善將成為我國接下來工作的重點所在,只有在保障工程機械設備得到良好運轉以及保養的前提下,工程機械的作業才會得到一定的提高。
5 工程機械行業信息化智能化制造發展趨勢
無人駕駛技術在這些年,得到了快速的發展,而無人駕駛技術也是工程機械信息化以及智能化的一個發展趨勢。在特殊的環境中例如易坍塌區域、易爆炸區域,有輻射區域中作業,甚至是深海以及外太空作業,都需要有遙控裝置,并且使用高智能的無人駕駛工程機械。隨著自動控制以及機器人還有網絡通信技術對工程機械領域不斷的發展,利用導航以及位置誘導原理,基于無線或者是有線的通信對其進行操作,并對信息等進行分析處理。
自從十二五規劃對我國的工程機械行業發展提出要求之后,自動化的生產以及數字化還有自動化等等為基礎的智能化制造成為了現階段各個行業的標準。如溫嶺2015年我國工程機械行業的固定資產達到了驚人的一千億,在這其中,對智能化制造方面的投入高達三百億,占據總資產的三分之一,這也使得我國工程機械行業的整體智能化水平得到了一個大跨步的提高。
6 結束語
工程機械信息化與智能化是將計算機技術以及自動控制還有相關網絡技術等融合到一起,隨著計算機的發展,工程機械信息化以及智能化必定會得到不斷的發展,給我國的工程機械行業提供更多的發展方向。
參考文獻
[1]郝小華.機械工程智能化的發展趨勢探討[J].經營管理者,2013(13).
中圖分類號:TU60 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)12-0001-02
工程機械技術作為支持現代化發展的重要技術,對我國油田產業的發展具有重要的促進作用。本文就目前我國的工程機械技術的現狀進行研究,并就工程機械技術的信息化和智能化進行分析,主要以油田壓裂過程中儀表車和壓裂車為例,以此來說明其技術的信息化與智能化對于推進包括石油天然氣在內的我國各個領域和產業的建設及發展。
1工程機械技術發展現狀
1.1 工程機械技術在國外的發展
隨著近年來與工程機械技術相關的產品市場被以美國為主的等國家壟斷,使工程機械技術在其國家發展的各個領域都作出了卓越的貢獻。以美國和俄羅斯的工程機械產品為例。美國的卡特992c裝載機為例,作為美國卡特家族早期的裝載機之一,卡特992c裝載機以其頑強的生命力現在仍服役于世界各國的煤礦產業,究其原因主要有以下幾點。1)在該裝載機內裝有無線遙控系統,可以通過遠程的人工操作實現其在危險區域內的作業。2)稍微前突的多冷駕駛室和加固支撐的護頂也具有鮮明的識別特色,也給操作人員的安全帶來了保障。俄羅斯的無人礦山自卸車的最大亮點就是不需要人工駕駛。同時,作業過程的精準度也是其一大亮點,該自卸車可以深入到近千米左右的坑道進行精確施工作業,提高了機械工程的工作效率[1]。
1.2 國內發展現狀
目前我國油田也列過程中,以壓裂車和儀表車的發展最為迅速。壓裂車通過水壓的作用,使油層形成裂縫,而我國對于壓裂車和儀表車操作信息化進程已經進入成熟階段,隨著國內油田開采的骨干企業的增加和轉型以及外來技術的國產化,促使我國形成了比較完善的生產和制造體系。企業對于數控沖減與彎折以及裝備加工機床等先進手段和措施有效地提高了制造和工藝的技術水平[2]。
1.3 國內工程機械維護水平現狀
油田壓裂技術作為我國及世界各國開采并加工油田的主要技術,廣泛應用在開采油田的各個領域。目前我國油田壓裂技術處于快速發展時期,而在發展過程中對于油田壓裂等機械設備的維護還存在欠缺。壓裂車作為油田壓裂的主要施工機械,我國現階段對其維護的技術水平處在相對較低的階段。
2智能化和信息化
對于工程機械技術的智能化和信息化不僅可以有效地提高作業效率、減少人工作業負擔,對于促進工程產業的進步和實現經濟的快速發展也具有較大的作用和意義[3]。
2.1 傳感器技術在油田壓裂過程中的應用
傳感器技術又稱信息檢出技術。工程機械技術的信息要素主要包含了工程作業中速度、轉速、功率、重力、壓力和溫度等眾多物理量。目前對于油田壓裂過程中仍然存在著無法保證操作人員安全的問題,將傳感器技術應用與油田的開采壓裂過程中,一方面通過無線傳感技術有效地提高了油田壓裂的工作效率;另一方面根據其對重力和壓力等參數危險系數的設定,為壓裂工人提供了較高的安全保障[4]。
2.2 信息的轉化與傳遞
由于對液壓、聲波和光線等較強信號的處理需要轉變為弱信號使工程機械設備識別,從而正常運作,這給傳統的工程機械工作帶來了較大的難度。微型計算機對弱信號的識別是大型工程機械精密運作的主要因素,為此包括我國在內的眾多國家通過運用高速的數據采集設備和相關信息處理技術將信息進行轉化與傳遞,提高了工程機械對于數據的處理水平[5]。
2.3 數據的智能化處理與壓裂車的維護
數據的處理技術作為工程機械的核心技術,其本質體現了工程機械技術的智能化特性和發展趨勢。對于數據和信息的處理工作主要是由計算機來進行的。隨著近年來世界各國對微型處理器技術水平的不斷完善,其長度已經從原始的八位上升到了三十二位,在豐富和完善數據的同時,對信息的處理速度也有了明顯的提高[4]。
壓裂車作為油田壓裂的核心工具,其使用壽命的長短和維護方法的正確與否對于油田產業具有直接的經濟影響。傳動箱作為壓裂車的主要部件,其保養和維護對于壓裂車的是有壽命具有重要的意義。
對于壓裂車經常出現故障或需要維修的部件通常是傳動箱油面,因此對于傳動箱油面的檢查就至關重要。傳動箱油面的冷卻、傳遞和的作用在壓裂車作業中具有重要的作用,所以無論是在作業過程中還是機器保養時都應該正確維持其油面高度。傳統的冷車檢查和熱車檢查雖然在效果上具有一定優勢但是卻耗費了大量的人力物力,通過分析相關油面的高度,將數據進行智能化的處理與分析,在減少了認為測量的基礎上,對油面的高度進行了精確的計算,高效全面的檢查了油面的高度,使得壓裂車得以更好的工作和維持。
2.4 智能控制技術
傳統的工程機械要求人工操作,在具備一定危險性的同時也降低了工程機械作業的效率。與傳統的操作和控制技術相比,工作部件和機器的智能化可以更加高效快速地推動工程建設進度和促進工程領域的發展[5]。
3信息化與智能化發展趨勢
3.1 多技術融合
通過將計算機、微型傳感器、與網絡控制技術等先進技術的融合,來解決工程機械技術應用中的各項問題。例如無人操作技術、聲控警報技術和自動稱重技術等。
3.2 機械故障診斷技術
目前在我國在工程機械技術的信息化和智能化取得進步的同時,對于工程機械設備的維護和故障修理較為落后,主要還停留在人工維修與養護。未來我國的工程機械技術發展的過程中,急需對機械故障診斷技術的信息化和智能化進行提高和完善。
3.3 智能信息管理技術
目前我國工程作業地點相對集中,對工程機械設備的管理的信息化和智能化剛剛進入起步階段。對智能化和信息化管理技術的完善是未來我國在發展工程機械技術過程中首要解決的問題,這樣,在保證工程機械設備得以良好運作和保養的同時,工程機械的作業水平得以更好的提高、作業效果將得以顯著地增強。
4結論
本文就我國以及外國典型國家工程機械設備的舉例,就目前我國工程機械設備技術發展的現狀進行分析,通過對現有工程機械技術信息化和智能化水平的分析,為未來我國工程機械的信息化和智能化的發展方向提出了可行的意見,并對其發展趨勢進行了分析。隨著我國社會主義現代化的發展和社會生產水平的不斷提高,將我國工程機械技術信息化和智能化已成為推動我國經濟發展的重要手段和必然趨勢。
參考文獻
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中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2017)182-0074-02
在時代的不斷發展當中,各種網絡信息化設備成為了推動當前社會進行深層次發展的主要動力,而且這些網絡設備也在與其他行業進行融合的過程中,得到了全面的優化和發展。現階段的工程機械領域,已然加大了對智能化網絡設備的基礎需求,并且開始關注整體的工程機械使用水平。而對于智能化和信息化在工程機械發展中的應用,主要體現在各種機械工作部件的優化上,從當前的狀況來看,有著現代化特色的工程機械工廠,很多都優先進行了先行材料的輸入,接著才是機床的啟動和停止,然后需要對整體的運作參數進行實時的調整,進而使得工件的拆卸以及運輸過程較為明確,而對于這些環節的實現都需要較為科學的智能化以及信息化操作,并不需要運用人為方法進行操控。可以看出,在當展中,計算機網絡技術所帶來的,不僅僅是人們生產生活方式的改變,還是多個行業發展的全新契機,而工程機械行業無疑是其中之一,信息化和智能化在其中的應用也會不斷加以深層次的完善和拓展。
1 國內工程機械信息化與智能化的發展現狀
由于受到了國內經濟發展環境的直接影響,我國的工程機械信息化和智能化的發展速度并不是很快,與國外的工程機械行業發展狀況還有著相當大的差距。而且,很長的一段時間里,國際市場當中的工程機械技術幾乎都是歐美國家的經濟產物,并被其長期的壟斷,而其中的各種智能化工程機械設備都有著基礎的監控和維護功能。而國內的工程機械信息化與智能化的應用依舊不是特別完善,究其原因,主要是由于國內的工程機械發展,對于智能化和信息化并沒有太高的認知度,而且研究起來較晚,直到20世紀末才開展了工程機械智能化機器人操作的研究試驗。在最初的研究階段,相當多的工程機械智能化控制軟件都不是國內自己打造的,而是從國外引進,而國內的主機廠家所包含的設計人員往往會將電氣系統的基礎設計以及相關的原件配型作為主要的任務。在20世紀80年代的時候,我國從瑞典引進了較為先進的露天鑿巖機,這種機械已然能夠實現較高的智能化水平,同時還從日本引入了履帶推土機。在以后的發展中,逐步從國外引入了各種智能化的裝載機和柴油機,并且有了全新的輪式集材機制造技術,使得國內的工業機械水平有了很大的提升。此外,這一時期的我國,還引入了一些較為基礎的零部件制造技術,其中包括動力變速箱、工程柴油機、驅動橋等,智能化和信息化水平都得到了較為高效的發展。
2 工程機械信息化和智能化的應用
對于工程機械發展上的信息化和智能化而言,其本身是一個由低到高的發展過程,并且這一過程的生產環節不斷增加,變得十分復雜。工程機械的智能化和信息化,在工程機械行業中的應用主要是指對信息進行多方面采集和技術方面的智能化控制,進而使得工程機械能夠有深層次的自我感知和控制能力。伴隨著國內科學技術的穩步發展,相當多大型施工項目涌現在人們的面前,而這些大型施工項目的開展,必然需要對全新的工程機械設備進行集成化方向上的智能控制和優化,還需要切實將整個內容組成一個較為完善的協同網絡控制系統,進而最為有效地控制項目的施工流程,科學降低其中不必要的耗能。
我國當前的工程機械發展,對于計算機網絡科技的應用,主要體現在兩方面:首先是工程機械運作上的智能化,它指的主要是在實際的施工當中,通過工程機械的集成信息,采用合理的計算機控制器,進而對程序進行系統的控制并完成想要達到的控制效果;其次是制造技術上的智能化。現如今的智能化制造技術已然不再是簡單的工藝制造,而變成了綜合性的制造活動。在實際的制造過程中,首先需要對整個市場的工程機械需求進行最為實際的分析,接著對生產管理方面的內容進行一定的探討,并完成接下來的制造流程,它十分強調信息與技術之間的聯系,并且物品的生產質量會與整個信息流有著最為直接的聯系。
在現代化的進程中,美國已然開發出了低成本、實效性高的履帶推土機,它在如今的機械工程行業當中也有著相當重要的影響,并且其功能已然實現了液壓化以及智能的機電一體化操作。而在之后,又形成了全新的D4推土機,其在原來的智能化基礎上配置了全新的廢氣排放裝置以及計算機控制體系,并且可以采用電子噴油系統和冷卻系統,其整體的姿態已然呈現了較高的智能化和信息化水平。接著,美國的一些公司又在這一階段的基礎上,生產了全新的柴油發動機,上面安裝了相當智能化的燃油噴射裝置,并且擁有著特殊的柴油管理系統,能夠以外載荷的大小決定發動機當前的轉速,一定程度上合理而有效地降低了整體的燃油消耗速度,并且改善了其尾氣排放系統。到了20世紀末,美國的一些公司又在現有的裝載機上形成了全新的智能化轉速控制系統,已然不再需要運用傳統的方向盤,使其實效性得到了穩定的提升,并且采用了相當簡單的開關進行實時的控制,其信息化和智能化水平達到了相當的高度。
3 工程機械行業智能化和信息化應用的發展趨勢
在近些年,我國伴隨著信息技術的全面優化,出現了許多全新的工程機械行業應用,無人駕駛技術便屬于其中的一種。它能夠在一些十分特殊的環境下進行正常的作業,比如容易發生坍塌的區域、輻射嚴重的區域,而伴隨科技的持續發展,甚至能夠延伸到深海或者外太空進行作業,而對于這一應用的控制,必然需要有實時的遙控裝置,并且需要使用一些智能化程度相當高的工程機械。緊隨著機器人、自動控制技術在工程領域的持續發展,我國可以利用一些導航技術,以無線通信作為基礎,對整個工程機械進行操作,并對其中的信息內容進行有效的分析處理。工程機械行業在未來的應用發展上,必然會將生產的自動化和數字化作為主要的應用發展方向,并將其視為行業的標準。
4 結論
總而言之,工程機械的信息化和智能化應用需要切實地將基礎的計算機技術與自動控制等技術切實的聯系到一起,而隨著國內科技的穩步發展,整體的計算機網絡水平得到了全面的優化,工程機械的信息化和智能化趨勢也會在這個過程中受到合理有效的推動,進而給我國當前的工程機械行業發展形成全新的契機。
參考文獻
結合企業自身的發展實際選擇現代化的操作設備,推動行業的高速發展,為社會主義現代化建設作出更大的貢獻。時代的發展進步,智能機械設備已經成為企業發展中不可分割的一部分,管理者要順應時代的步伐,不斷提升自身的現代化管理效率。及時更換現代化硬件設施,加速城市的發展建設,積極推動行業的發展進步。
1工程機械智能化特點
大數據時代的到來,人工智能化已經成為我們生活中密不可分的一部分,我們足不出戶就可以獲取所需,為我們帶來了更高的生活體驗。計算機網絡和電子通信技術的有效結合,一種新型的技術應運而生,無論是在生產還是生活中,都給我們帶來了更便捷的體驗。這種技術的特征主要是智能化水平更高,同時在工業發展中的應用取得了顯著的成效。我國現階段的工業發展中,市場經濟給企業帶來了更大的發展機遇,與此同時競爭壓力也逐步增加。高效的發展已經成為企業面臨的首要問題,現階段企業施工技術也在不斷改進和優化。工業智能化技術的應用,為各行業的發展注入了新鮮的血液,社會經濟發展取得了前所未有的進步。從現階段的應用情況來看,不僅施工環境有了較大的改善,同時還將大量工人從傳統的繁瑣的工程中釋放出來,無論是施工效率還是工程質量都得到了顯著提升。總而言之,人工智能化是順應時展的必然產物,該技術的運用,生產中能源的需求量大大減少,是一項高效的節能環保工程,對于社會的發展進步起到了重要的推動作用。此外,在企業生產中引進智能化技術,對于鞏固企業市場競爭地位,占有更大的市場份額起到了關鍵的作用。
2工程機械設備管理現狀
社會的發展進步,企業生產工藝日趨復雜,特別是機械化施工中,對技術精度和人員技術有了更高的要求。除此之外,企業管理人員的水平更是發展的重中之重,現階段的發展還存在一些問題亟待整改。
2.1工程技術結構復雜
人們生活水平的不斷提高,對工程生產也有了更高的標準。現場工藝的操作難度越來越大,涉及的的技術種類逐步增加,結構也有了新的調整。人工操作模式干擾因素較多,稍有不慎就會影響數據精確度,嚴重者還會給自身帶來一定的人身威脅。復雜多樣的機構,繁瑣的現場工藝,無形中增加了企業的資金投入,需要耗費更大的精力培養更多的人才,難度更大。生產效率在短時間內很難有大幅提升,在一定程度上反而抑制了企業的發展進步。在生產中人身安全無保障,工業化水平止步不前。設備的效率始終無法提升,操作人員水平達不到實際要求,給企業的正常發展帶來諸多不利影響。
2.2機械設備具有較大流動性
在企業的工業化發展運營中,一部分設備需要經常流轉,在這個環節如果保管不妥善,對設備性能會造成極大的損害。并且在這個過程還需要及時進行性能測試,如果人員能力不足,必定會產生一定誤差。長期流動是設備應用中的首要難題,缺乏有效的管理,設備的生產效率整體不高。從目前工業發展實際來看,很難徹底避免這種問題,成本一直居高不下,嚴重影響到了企業的生存和發展。
3工程機械設備智能化管理工作策略
計算機網絡的發展和應用,逐步遍布于我們工作和生活的各個角落,并且發揮著重要的作用。要想更好地發揮網絡的作用,就要積極培養各類型的人才,更好地服務于智能化工程。從企業自身的實際出發,明確自身的發展方向,給予智能化工程更強大的后盾支撐,不斷完善現有的管理模式,提升內部管理效率。
3.1現場數據采集終端
企業的現代化智能生產體系,在GPS定位技術的輔助下,準確獲取生產信息,獲取設備的準確位置,按照自身的發展需求及時調整內部方案,不斷提高企業的生產運營效率及內部管理水平。信息獲取主要是由內部的定位程序、信息處理系統和數據傳輸體系共同合作完成。根據各個系統的需求選擇合適的傳感設備,并連接CAN總線。完成相關信息的搜集后傳輸到數字信息處理模塊,完成所有有效信息的整理和判斷。在設備的運行中,模塊各有各的功能,需要加強不同系統之間的有效合作,進而提升整體的工作效率。GPS模塊主要是完成設備的精確定位;GPRS移動傳輸模塊完成相關數據信息的傳輸工作,為信息整合和處理做好準備工作。數據信息處理模塊(DSP)主要是完成數據的分析和處理,最后完成有效資源整合。這些模塊的有序協進一步提高了企業的機械化發展效率。
3.2數據傳輸系統
數據輸送系統主要作用是隨時完成設備輸送信息的監控工作,經過數據分析整合,輸送到專門的存儲設備終端。此外,還可以通過遠程監控進行設備操控。這種輸送系統大大提升了信息傳輸的速度和準確性,企業的工作效率取得顯著提升。
3.3設備遠程監控系統
遠程信息管理解決了傳統工作中人工無法實時在線查看的難題,這種監控機制不受時間和空間限制,隨時獲取相關設備的工作信息和相關數據資源。眾所周知,在地鐵站的現場施工中,地下作業中的液壓成槽設備、地基挖掘設備以及抓斗機等各種操作機械,一旦出現問題,排查難度非常大。而智能化遠程監控系統的應用,可以隨時隨地定位故障點,獲取數據信息,便于工作人員排查異常,精準找出問題發生原因,同時盡快予以解決。同時維修工作完成后,無需進入現場監控,遠程操控就可以隨時查看設備的工作情況,節省了大量的人力物力。
3.4設備信息管理平臺
信息管理平臺的建立,為企業的生產工作提供強大的數據支撐。平臺內部存儲了大量的設備資料和人員信息,企業可以隨時調取相關資料,為后續的方案調整和信息比對提供重要的參考依據。實踐表明,信息管理平臺的應用,企業的管理效率有了大幅度提升,大大簡化了原有的復雜工序,設備利用效率更高。
4工程機械智能化發展趨勢
4.1傳感器技術
傳感處理器的應用是企業智能化發展的重要步驟,在傳感技術的輔助下,能夠加速操作設備和管理系統之間的關聯互動,快速完成指令信息傳導。在我國石油化工行業中,傳感技術主要任務是完成機械設備的監控和管理,同時獲取設備工作時的有效數據信息,傳輸到計算機系統內,便于工作人員隨時查看設備運行狀態,有效調整其工作狀態。由此可見,傳感設備的工作原理是輔助現場操作人員更好地監控各個機械設備的運行狀況,及時發現問題并作出正確判斷,進而提升其工作效率。
4.2遠程監控、檢測技術
21世紀以來,互聯網技術發展迅速,并且在我國的各行業中得到了大力的推廣和應用,為社會的發展進步作出了巨大的貢獻。無論是施工還是建設企業都看到了智能技術的重要優勢,從多方面積極引進智能管理體系,精準完成設備故障檢測和維修工作。人工檢測耗時耗力,誤差大;現代化的智能化監控管理技術,可以快速對故障點進行定位,通過相關信息及時找出問題發生原因,大大降低了企業的維修成本,問題發現更及時,盡可能降低給企業帶來的不利影響。
4.3智能控制及單機操控技術
實現了工程機械化智能管理,現場監管更加高效,設備應用效率有了明顯提升。隨著智能化管理技術的應用,無論是人工還是設備維修成本都明顯降低,為企業發展創造更大的經濟收益。如果涉及到危險地帶施工時,可以通過先進的無人操控技術向設備發出指令,施工人員的人身安全更有保障,再惡劣的施工環境也無需擔心工作人員生命受到危險,同時工程質量更有保障。
5結語
科學技術作為第一生產力,對于社會經濟步入更高的層次起到了積極地推動作用。工程智能化技術的研發和應用,加速了企業經濟發展的步伐,帶動了各行業的信息化發展速度。大數據時代的到來,傳統工程企業管理技術顯然已無法滿足時代的發展需求,企業管理模式也在發展中不斷優化和創新。人工智能監控技術有效解決了人工監控的各種問題,工作質量更高,準確性更有保障。實踐表明,智能化技術的應用對于項目的發展建設意義重大。為了進一步發揮智能化技術的水平,為企業創造更大的經濟收益,要從基礎工作入手,不斷提升企業智能化監管水平,為自身贏得更大的發展空間。
參考文獻:
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目前我國正處于轉變經濟發展方式、調整產業結構的關鍵時期,國內機械工程領域的各大企業對智能化技術的應用十分重視,通過科學合理地將智能化技術與機械工程相結合,不僅提高了企業的生產效率也提高了產品的質量。
1 簡述智能化機械工程及其特點
(1)隨著計算機技術的不斷發展,智能化技術在我國各行各業中等到了十分廣泛的應用,所涉及到的領域包括工業、農業、教育、醫療、軍事、金融等。機械智能化是未來我國工業的一個發展趨勢,機械自動化是機械智能化的來源,二者并不自替代與被替代的關系,機械智能化是機械自動化技術與智能化技術相結合的產物。智能化機械設備的運用大大提高了生產效率和產品質量,對于工作企業的健康發展來說意義重大。(2)機械工程智能化與機械工程自動化。我國目前已經成為世界級的工業大國,但并不是工業強國,大而不強主要表現在技術水平比較落后,無論是在機械自動化領域還是在機械智能化領域都與文章發達國家有著十分巨大的差距。機械工程自動化是指在機械生產過程中依賴于自動化設備進行生產或所生產出和產品具有一定的自動化特征。機械自動化可以有效提高特定產品的生產效率和產品質量。然而,確存在著生產方式一定成形就很難改變,無法滿足現代消費市場多樣化的需求,而且機械自動化技術仍然無法擺脫對人工勞動的依賴,這種依賴主要體現在生產計劃方面、產品推廣方面以及設備控制方面。智能化機械工作技術克服了以上缺點,將自動化技術與智能化技術相結合,不僅降低了一線勞動人員數量,也大大降低了人工作業的工作強度。智能化操作系統可以對機械運行作業過程中生成的相關數據進行收集和處理,計算機根據計算得出的結合來靈活地指導機械設備下一步的動作,大大提高的機械設備生產的靈活性,在保證生產效率的同時也實現的產品種類的多樣化生產。通過軟件、硬件、機械、人工相互集成與交流可以進一步提高機械設備的智能性與高效性,對于一定范圍內的修改化服務需要也可以就會自如,使得機械設備不再只是冷冰冰的工廠流水線,而是可以更大程度上服從人的命令,接受人的改造的智能化機械設備。(3)智能化機械工作中的特點。智能化機械工程具有四流集成、四流交匯、高效率、高品質等優點。智能化系統是智能化機械工作中的核心,它可以對機械作用進行現場操作,根據實際情況來調整設備運行方式,提高產品良品率。
2 智能化技術的應用
(1)機械工程生產設備智能化。自動化技術在機械工程領域應用的最為廣泛,以往的工業企業都是以流水線的形式來對機械設備進行設計與組合的,這種流水線生產方式與傳統的手工作坊相比有著十分巨大的效率優勢和質量優勢。然而隨著我國科技水平的提高,城市居民對消費產品的要求越來越高,工廠流水線生產出來的嚴重同質化的產品逐漸受到了市場的冷漠。尤其是我國消費者對科技類產品的消費快速增長,流水線機械列陣生產出來的產品幾乎沒有多大程度的科技含量。在這種市場需求背景下,我國工業企業開始利用計算機技術、軟件工程技術以及無線通信技術等手段來增加自動化生產設備的靈活性,利用軟件操作和數據指導的方式來對機械設備進行調整,從而代替了大量的人工勞動,降低了企業成本,更重要的是其生產過程中的精確性得到了質的提高。另外智能化機械設備還大大提高了工業生產過程的安全性和穩定性,降低了生產事故發生的可能性,當機械設備出現故障時,智能化操作系統可以第一時間發出警報,同時準確顯示故障發生的位置以及發生故障的具體原因,幫助維修人員對機械設備進行維修,最大程度上減少因意外生產事故造成的損失。(2)機械工程生產管理智能化。智能化技術為企業生產帶來的使得還不僅僅體現在機械操作方面,還體現在企業管理方面,管理工作向來是市場經濟環境下所有企業的基礎性工作,管理對企業的重要性絲毫不亞于技術,良好的企業管理工作可以大大提高企業的生產效率以及市場競爭力。
3 智能化技術在機械工程中的具體應用
智能化系統由可以采集環境信息的傳感裝置、可對傳感器采集信息數據進行分析判斷的知識庫以及對工作裝置進行自動控制的控制器組成。將數據輸入計算機,利用知識庫對數據進行分析處理。根據作業計劃由計算機向各個工作裝置發出指令,進行實際操作。
(1)履帶式鑿巖臺車。隧道施工中需要經常用到履帶式鑿巖車,作為一門專業性極強的重要施工機械,結合智能化技術,可以實現對沖擊次數、回轉速度以及鉆進速度的智能化控制,還可以依照巖石的質地來自動測量鉆入的深度的轉矩。(2)自卸車。自卸車是一種無人駕駛的機械工具,在礦山開采方面得到了廣泛的使用。利用推測航法來指導運行方向,利用反射板和激光傳感器來對誤差進行控制。結合GPS技術來為處于運行狀態的自卸車進行現場控制。(3)輪式裝載機。智能化技術與裝載機相結合可以形成V字形自控移動、自動鏟控系統、以及防側滑系統。結合輪式裝載機鉸接轉身方式的特點,采用特殊的控制模式。(4)旋轉式掃雪機。為了降低人工作業的勞動強度,提高路面除雪的工作效率。傳統的路面除雪方式利用車載傳感器對路面進行檢測,對道路上事先設置的標記進行識別,對車輛運行路線進行引導。而經過智能化技術改造之后的旋轉式掃雪機已經實現利用GISDUI/GPS來對車輛進行定位并控制其運行方向。(5)自動化盾構。利用PLC單片機結合控制桿相結合,對盾構的切割輪進行自動化控制,現實盾構作業控制的自動化。(6)挖掘機。利用車載計算機可對鏟斗的位置進行定位+使鏟斗沿預定的作業軌跡動作,并對鏟斗的挖掘阻力進行分析,對發動機功率進行調節。(7)鋼索式挖掘機。由于鏟斗由鋼絲吊控,所以當吊臂回轉時鏟斗的擺動控制是自動化的關鍵。可利用視覺傳感器來檢測鏟斗的擺動,通過改變吊臂的移動速度來控制鏟斗的擺動。
4 對控制系統的自動化建設
機械智能化運行效率的關鍵在于控制系統的智能化程度,一個好的智能化控制系統可以大大降低機械設備運行過程的開支,提高機械設備創造經濟效益的能力,提高機械工程企業的盈利能力。在優化資源配置方面,引入智能化系統,利用智能化系統對機械運行的相關數據進行收集,不僅大大提高了研究機械與改造機械的工作效率,也大大提高了企業對重要機械的了解程度,進一步加強技術人員對機械設備的控制能力,節約人力資源的同時也提高了機械工程企業的經濟效益。
5 結束語
隨著我國經濟的快速發展,市場經濟的日益完善,企業在自由市場的生存壓力日益增加,這就需要國內企業充分利用科學技術來實現產品的差異化,在自動擅長的專業領域來謀求生存,這就離不開智能技化技術的輔助。不僅要在機械設備運行方面實現智能化,也要在企業管理方面實現智能化,提高企業整體的運行效率。
參考文獻
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現代科學技術的進步是一個整體社會的進步,從生產生活到社會發展,生產技術以及勞動力的科技化都是工程機械智能化發展所帶來的。現代企業的生產發展也在跟隨著科學技術的進步,工廠生產也更加注重效益和低碳節能,企業為了向著這樣的方向靠近,企業生產所采用的器材以及勞動力生產幾乎都會向著更加節能低耗的方向發展,只有提高了生產效率和注重了可持續發展這條道路,才能在二十一世紀科技大發展的浪潮下站穩腳跟。
一、工程機械的智能化發展現狀與趨勢
當代工程機械智能化的發展主要是朝著兩個方面發展的,第一,工程機械的單機集成化技術以及智能化的控制操作技術,第二,工程機械在實際運用當中的智能監測,遠程監控以及預報故障診斷技術。(1)工程機械的單機集成化技術以及智能化的控制操作技術。工程機械的單機集成化技術以及智能化的控制操作技術還包括兩個主要的技術,即機電液一體化控制的自動換擋變速器技術,機電液一體化控制技術可以分為液壓式自動換擋技術以及電液式換擋技術,單一的自動換擋技術也可以為機械的自動化帶來許多的便利與動力,但是隨著科學技術的進步,一體化的自動化變檔技術的運用使得機械的運作更加靈活快速,在性能上也得到了更大的提升。另一種主要的技術是可編程控制技術以及無人操作技術,這種技術可以說是最先進的一種工程機械運用技術,可編程控制技術就是通過網絡編程,在系統內部就設置好程序,這樣,機械在實際的運用中就可以按照制定好的程序走,自動完成其余的步驟。例如,智能電飯煲的編程設計技術,傳統的電飯煲在實際的使用中是要通過電飯煲的人工判斷來設計煲飯的時間,但是人工判斷對于一些沒有實際經驗的人來說就是一件困難的事情,往往會出現時間過于長導致飯燒焦,或者時間設置不夠,飯還沒有煲熟的情況。然而,使用可編程技術的電飯煲就可以排除這樣的意外發生,只需按下已經規定好時間的煲飯選擇鍵,已經輸入了編程的電飯煲就可以在設定好的合理時間內將飯煲好。無人操作技術也是編程設計的另一種運用,無人操作技術即沒有人來控制,機械在啟動之后就可以按照已經編制好的編程走程序。比如,無人機的運用,無人機就是沒有人在飛機上掌握方向駕駛飛機,無人機就是一個已經編制好程序,可以按照規定好的程序走的飛機,無人機的運用在軍國防領域可謂是一個重要的實際運用,為國家的國防安全做出了重要的貢獻[1]。(2)工程機械在實際運用當中的智能監測,遠程監控以及預報故障診斷技術。智能監測技術即機械可以通過科學技術的運用實現智能化的監測,比如遙感技術的運用,遙感即遙遠的感知,又被稱為人的視力的延伸。遙感技術通過光譜當中的紅外線的采集來判斷監測事物的發展方向以及發展趨勢,遙感技術廣泛運用于農業林業等方面,比如,蝗蟲災害的蔓延方向,水域赤潮的泛濫趨勢以及天氣預報的監測等等。遠程監控技術即通過機械的智能化實現目標物體的遠程信息變動技術,比如全球定位系統的運用,全球定位系統可以追蹤到犯罪分子的行動軌跡,結合網絡計算機技術的運用,可以很清晰的掌握犯罪分子的行動動機,從而為公安辦案提供了有利的追蹤依據,可以說,工程機械的遠程監控技術對社會的安全提供了巨大的保障。預報故障診斷技術在中國的實際運用當中還不如發達國家那么先進,但是也是有進步的,地理信息系統又叫做地圖的延伸,用于監測,采集數據并且對采集到的數據進行分析,分析從一方面也可以對故障進行診斷[2]。
二、工程機械智能化發展的對策以及對未來的展望
工程機械在現代社會中的運用如此廣泛而深刻,對于人類的生產生活也產生了巨大的幫助作用,在此,對于工程機械的發展展望也是全人類所關注的。工程機械智能在編程技術運用,數字化運用以及網絡計算機的運用當中已經取得了比較大的成就,在以下幾個方面中希望也會有所突破和發展。
(一)綜合運用計算機網絡技術,自動控制的多種傳感器一體化運用
當代是網絡發展的時代,網絡發展技術可謂已經遍及了全球,人類向太空月球地球上空所發射的衛星,就是網絡發展的保障,人類衛星發展不過幾十年,其發展還有著巨大的進步空間。如若可以將網絡計算機技術運用到每一個技術當中就可以實現更好的運用,這對于社會的發展來說也是一個巨大的進步。自動控制的多種傳感器的一體化運用是加快機械運作效率的保障,如若可以運用到每一種機械當中,就可以極大的加速社會生產力,提高勞動生產率[3]。
(二)研究開發工程技術,將微電子,人工智能以及可編程的網絡信息技術融入一體
美國于2011年6月和2012年2月相繼啟動了《先進制造業伙伴計劃》和《先進制造業國家戰略計劃》,實施“再工業化”;德國政府確定的面向2020年的國家戰略,在2013年4月的漢諾威工業博覽會上《實施“工業4.0”戰略建議書》;而我國政府也提出了《中國制造2025》的戰略。
其實,對于工程機械來說,工業4.0最重要的是分散生產,要完成三個階段的轉變。一是生產由集中向分散的轉變,二是產品由大規模趨同性生產向規模化定制生產轉變,三是由客戶導向向客戶全程參與的轉變。這三個過程和以往我國的工業發展的理念不同,未來要發生徹底改變。
將工業4.0的理念放到工程機械行業,就是把虛擬網絡和產品的設計、制造、使用、維修連接起來,貫穿產品的全生命周期。簡而言之就是利用數字網絡進行數字化和一體化生產。
我國工程機械產業發展現狀
我國工程機械行業技術創新能力比較強,但同時也存在著很多問題。比如說,對工程機械產業來說,現在主要的問題是主配分離,造成關鍵零部件缺失。另一個主要問題是過度競爭,造成基礎研究不足,產業戰略規劃滯后。在工程機械產品方面,最主要的問題是關鍵零部件缺失。造成這個問題的原因是我們的基礎研究做得不足,最終導致的結果是產品和市場機制不夠健全。
以挖掘機為例,主機要達到一種性能,需要對液壓泵和閥提出怎樣的設計要求?國內制造商沒有做過這方面的研究。因此,我們的產品載荷性能差、匹配不合理、作業效率低、關鍵零部件依賴進口。從技術現狀來講,我國工業生產目前處在全球產業的中低端,在達到工業4.0之前,我們必須把工業2.0和3.0的課補上,最后才能夠實現真正的工業4.0。因此,從技術現狀來看,中國工程機械產業實現工業4.0的路徑首先應該是數字化。利用數字化技術,快速解決產品性能的障礙,是中國工程機械產業智能化發展的必修課。