淺談工程機(jī)械技術(shù)的現(xiàn)狀及智能和信息化的發(fā)展

費(fèi)浩田

改革開放以來，工業(yè)化進(jìn)程越來越快。以電子化、信息化為主的第三次科技革命逐步深入人心，工程機(jī)械這種操作復(fù)雜的技術(shù)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。落后復(fù)雜，人工操作的機(jī)械技術(shù)已經(jīng)越來越不適應(yīng)社會發(fā)展的步伐，因此，工程機(jī)械技術(shù)必須與時俱進(jìn)，加快與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)、智能化及信息化的緊密結(jié)合，發(fā)展“機(jī)電一體化”，以智能化信息化促進(jìn)工程機(jī)械技術(shù)的發(fā)展。然而，目前我國工程機(jī)械的發(fā)展卻受多種因素制約。其中，最主要的是工程機(jī)械操作的效率和質(zhì)量較為低下，這是阻礙工程機(jī)械發(fā)展的硬傷；其次，操作人員的作業(yè)環(huán)境較為單一，無法突破傳統(tǒng)模式；最后，工程機(jī)械的自動化程度高，造成人力資源的浪費(fèi)。因此，現(xiàn)階段工程機(jī)械技術(shù)的發(fā)展應(yīng)逐步提高工程機(jī)械技術(shù)自動化程度，取得工程機(jī)械技術(shù)智能化與信息化的發(fā)展，適應(yīng)歷史發(fā)展的潮流才能在競爭中取得優(yōu)勢。

一、工程機(jī)械技術(shù)的現(xiàn)狀

1、國內(nèi)現(xiàn)狀

從上世紀(jì)八十年代以來，我國工程機(jī)械技術(shù)開始發(fā)展，到目前經(jīng)歷了多個階段。我國工程機(jī)械技術(shù)最開始發(fā)展的時候控制系統(tǒng)軟硬件是完全依賴于從外國進(jìn)口的，依賴于外國技術(shù)使得我國的工程機(jī)械技術(shù)發(fā)展處于完全被動的位置，根本無法與國外同類產(chǎn)品進(jìn)行競爭。二十世紀(jì)初，國內(nèi)雖然還是基本靠從國外引進(jìn)控制器發(fā)展工程機(jī)械技術(shù)，但是技術(shù)人員開始能夠進(jìn)行二次開發(fā)，使得中國的工程機(jī)械技術(shù)不再止于完全的依賴進(jìn)口。隨著對國外產(chǎn)品的模仿研究，我國逐漸開始自主研發(fā)一些產(chǎn)品，即使還是存在很多的問題與極限，但是中國工程機(jī)械技術(shù)的發(fā)展上取得了質(zhì)的飛躍。由一個完全依賴進(jìn)口的搬運(yùn)工到能夠自主研發(fā)機(jī)械技術(shù)，中國經(jīng)歷了脫胎換骨的改變。通過一系列引進(jìn)、改良、創(chuàng)新、自主研發(fā)，并積極培養(yǎng)專業(yè)人才，投入大量的精力和財力，我國工程機(jī)械技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，形成了一大批技術(shù)精良，經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)械骨干企業(yè)，也形成了多個面積廣大、功能齊全的工程機(jī)械生產(chǎn)及研發(fā)基地，

2、國外現(xiàn)狀

從第二次工業(yè)革命以來，西方工程機(jī)械制造業(yè)一直領(lǐng)跑世界，工程機(jī)械技術(shù)在國外得到很好地發(fā)展，發(fā)展的早，發(fā)展的快，美國，日本，俄羅斯等大型的國際企業(yè)占據(jù)著市場的主導(dǎo)地位。其中，美國的卡特機(jī)械制造企業(yè)，生產(chǎn)的自動化推土機(jī)得到了世界大部門工業(yè)企業(yè)的認(rèn)可。以及德國西門子工程機(jī)械分局，在“機(jī)電一體化”等領(lǐng)域，也屬于世界頂級水平。近幾年，隨著科技的不斷發(fā)展，西方國家更是積極投資機(jī)械制造工業(yè)，把機(jī)械制造業(yè)與計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，積極研發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備，在工程機(jī)械技術(shù)智能和信息化上取得了很大的突破，使工程機(jī)械技術(shù)得到了跨越式的改進(jìn)，機(jī)械制造業(yè)更是得到了前所未有的發(fā)展。

二、工程機(jī)械技術(shù)智能和信息化的意義

工程機(jī)械技術(shù)智能化和信息化表現(xiàn)在對機(jī)械操作的整體優(yōu)化。工程機(jī)械技術(shù)智能化指的是操作自動化，機(jī)器人化，即不再需要專門的人員在指定的地方對機(jī)械進(jìn)行手動控制，人工觀測，而是依靠計算機(jī)對機(jī)械進(jìn)行自動記錄，自動分析，自動，這種方式既簡捷，又精確，不僅可以節(jié)省大量人力和時間，更是提高生產(chǎn)效率的重要措施。工程機(jī)械技術(shù)智能化是未來機(jī)械技術(shù)發(fā)展的方向，引領(lǐng)著世界工業(yè)的發(fā)展潮流。工程機(jī)械技術(shù)信息化是指工程機(jī)械設(shè)備與計算機(jī)系統(tǒng)緊密結(jié)合，是機(jī)械設(shè)備操作的網(wǎng)絡(luò)化。這種方式下，機(jī)械設(shè)備的各個部分都接受電腦的控制，機(jī)械操作的工作狀態(tài)信息會智能分析處理，更有利于作業(yè)人員的操作，顯著提高了工作效率，同時，在出現(xiàn)故障后，工作人員亦能及時進(jìn)行處理，以確保設(shè)備安全及后續(xù)使用。總之，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代施工越來越大型化，智能化與信息化是工程機(jī)械技術(shù)發(fā)展的必然選擇，是世界機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

三、工程機(jī)械技術(shù)智能和信息化的未來發(fā)展

1、以自動化與電子化結(jié)合為發(fā)展方向

現(xiàn)階段，我國工程機(jī)械技術(shù)自動化、電子化程度還不高，自動化與電子化的結(jié)合尚不成熟，在操作上，僅僅是自動化或者電子化。操作人員較多，工序較為復(fù)雜，因此，生產(chǎn)效率及質(zhì)量均受到一定程度的限制。然而，工程機(jī)械技術(shù)能否成功將自動化與電子化相結(jié)合是解決這一問題的關(guān)鍵，這種方式可以使生產(chǎn)工序簡捷化，使產(chǎn)品達(dá)到量化標(biāo)準(zhǔn)，顯著提高生產(chǎn)效率。同時，工程機(jī)械自動化與電子化相結(jié)合也是世界工程機(jī)械技術(shù)發(fā)展的潮流。工程機(jī)械技術(shù)把自動化和電子化相結(jié)合對于作業(yè)人員的要求是：有一定的電腦操作知識，能夠用數(shù)字操控機(jī)械設(shè)備儀器。通過機(jī)械技術(shù)自動化和電子化結(jié)合，原來十個員工的工作，現(xiàn)在僅需一人便可完成，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了社會資源，提高了社會競爭力。

2、大力發(fā)展遠(yuǎn)程操控技術(shù)

工程機(jī)械技術(shù)用于大型工程項目時，機(jī)器每次工作都要需要很長的時間，而操作人員往往也得在機(jī)器內(nèi)待這么長時間，不但浪費(fèi)時間，長時間待在如此嘈雜的環(huán)境中，工人身體各機(jī)能也會無法承受。然而，大力發(fā)展遠(yuǎn)程操控技術(shù)，便能解決這一問題，工程機(jī)械遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)可以對被測機(jī)械進(jìn)行遠(yuǎn)距離的位置控制，還能對機(jī)械的狀態(tài)實(shí)行觀測。遠(yuǎn)程操控技術(shù)解放了人類，通過遠(yuǎn)程操控技術(shù)操作人員完全可以在舒適的辦公室內(nèi)對機(jī)器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，完全實(shí)現(xiàn)智能化與機(jī)器人化。不但節(jié)約了人力，還能更準(zhǔn)確細(xì)致的了解機(jī)械的運(yùn)作情況。隨著社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)械工程越來越趨于大型化，如果還像原來一樣靠人工手動操控，機(jī)械工程的發(fā)展是會受到嚴(yán)重限制的，大力發(fā)展遠(yuǎn)程操控技術(shù)，使之利用于醫(yī)療，農(nóng)業(yè)，軍事，科研等需要機(jī)械操作的地方，推進(jìn)社會更加快速發(fā)展。

3、調(diào)平控制系統(tǒng)的發(fā)展

許多工程機(jī)械都有調(diào)平控制技術(shù)，然而針對不同的工程機(jī)械，調(diào)平控制技術(shù)各有自身的特色。工程機(jī)械技術(shù)的未來發(fā)展需要發(fā)展調(diào)平控制系統(tǒng)，在機(jī)械操作中，調(diào)平控制系統(tǒng)作用不容小視，調(diào)頻控制系統(tǒng)一般是由傳感器，控制器和一些執(zhí)行的元件構(gòu)成，在機(jī)械操作中，可單獨(dú)起控制作用，也可與整個系統(tǒng)一起協(xié)調(diào)作業(yè)，起到提高整體效率的作用。不同的工程機(jī)械調(diào)平操作系統(tǒng)在功能上尤其自身特色，比如推土機(jī)的調(diào)平操作系統(tǒng)是為了保證機(jī)械操作的水平，使得工作在一個標(biāo)準(zhǔn)的水平界面，這與平地機(jī)的調(diào)平控制系統(tǒng)是類似的。而攤鋪機(jī)的調(diào)平操作系統(tǒng)需要調(diào)整浮動，對于路面基地起伏不平引起的波動，通過機(jī)械操作使得攤鋪工作基本保持在同一個高度。

4、重視工程機(jī)械設(shè)備的故障診斷與處理

工程機(jī)械設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各個零件價格也較為昂貴，因此，在機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障后的維修也是一項極其復(fù)雜的工作，光是檢測故障出處就會耗費(fèi)較長時間。然而，在機(jī)電一體化生產(chǎn)方式下，機(jī)械設(shè)備的各個零部件都有傳感裝置，各傳感裝置統(tǒng)一由中控電腦系統(tǒng)控制，某一零部件出現(xiàn)故障后，中控電腦系統(tǒng)會發(fā)出提示，告知故障出處，并提示處理方法。不用人工排查故障原因，電腦系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)問題，大大減少了故障導(dǎo)致的損失。例如，當(dāng)機(jī)械設(shè)備水箱水溫≥100笆保鋅氐縋韻低乘淇刂拼岢魷趾斕鋪崾荊婧笙低辰遠(yuǎn)舳淅淙醋爸茫獎閿摯旖藎冉謔×搜罷夜收銑齟Φ氖奔洌行У厝繁A嘶瞪璞傅陌踩褂謾？

四、總結(jié)

綜上所述，智能化與信息化是工程機(jī)械技術(shù)未來發(fā)展的方向，是工程機(jī)械技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。機(jī)械制造企業(yè)要想生產(chǎn)出高技術(shù)含量、高檔次的工程機(jī)械產(chǎn)品，必須積極進(jìn)行智能與信息化，使工程機(jī)械設(shè)備與數(shù)控機(jī)床、計算機(jī)操控系統(tǒng)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)操作的自動化、網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展日新月異的新時期，智能化和信息化越來越成為時代的主流，工程機(jī)械技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展前進(jìn)，必然將更加依靠智能化和信息化。機(jī)械制造企業(yè)只要不斷探索先進(jìn)的生產(chǎn)模式，促進(jìn)工程機(jī)械技術(shù)的智能與信息化，必然會成為世界機(jī)械制造業(yè)的領(lǐng)頭羊。

（作者單位：華中科技大學(xué)文華學(xué)院）