工程機械智能化發展現狀及趨勢

李成亮

山東潤通鋼結構有限公司，山東萊蕪 271100

隨著信息技術的不斷發展，以物聯網為代表的現代智能化工程機械越來越受到人們的廣泛關注。自動化控制技術的應用使得機械設備的工作效率顯著提升。同時，我國工程機械建造水平也越來越為世界所關注，這是進一步提升中國國家競爭力的一個重要因素，也是實現中華民族偉大復興的必要一步。通過對近年來我國工程機械智能化的發展現狀進行梳理和分析，可以對工程機械下一步的發展趨勢做好有效預測。

1 當前五步工程機械智能化發展現狀分析

我國的工程機械智能化發展先后經歷了四個重要階段：

第一階段是主要是學習和引入一些國外的先進技術。在2000 年以前，我國國內的工程機械智能化水平非常低，對于一些機械控制軟件的研發意識也不是很強，而且因為缺乏可參考的對象，國內的一些主要生產廠家都是從外國進口一些初級設備來進行一些智能化產品的生產。關鍵技術完全由國外廠家所掌握，這一階段嚴重限制了我國工程機械智能化水平的發展，產品更缺乏國際競爭力。

第二階段是核心技術二次開發階段。從2004 年以后，國內的工程技術人員越來越意識到工程機械控制系統研究和學習的重要性，于是在從外國引進一些控制器的基礎上，我們嘗試進行逐級控制策略的二次開發和計算機編程。同時對于一些已經引進的控制模型，我們開始按照國內的設計要求進行相關的改進和研發，這一階段對于控制器的二次開發和二次修改可開展的力度非常有限，但是這是我國工程機械智能化發展的一個重要開端，為后續的獨立研發奠定了堅實基礎。

第三階段是工程機械的模仿開發解讀。從2007 年開始，由于一些高校或企業結構對控制器、人機交互等多個方面進行了大量的基礎產品開發工作，并且開始嘗試獨立研究一些簡單產品，或對進口產品進行相關的模仿和突破性嘗試。從這一階段開始，我國才真正實現了將智能化技術與工程機械相結合，開始嘗試進行獨立產品設計，以滿足國內的生產需求。但是這一時期開發出的很多產品在精度和準確性方面略顯不足，并不能完全替代核心產品的國際進口需求。

第四階段為獨立研究階段。從2010 年之后，國內的科研單位開始了對工程機械智能化的獨立研究，在前期仿制模型的基礎上，國內工程師們進一步對機械工程的控制系統進行了研發和升級，使得產品設備的智能化技術得到了大大提升。尤其是一些關鍵連接器，都開始嘗試獨立生產和裝配，這為我國工程機械智能化進一步發展注入了巨大活力。

2 工程機械智能化發展趨勢分析

2.1 工程機械的智能化管理方向

工程機械的智能化管理突出表現在機器的一體化操作和智能技術分析方面。如當前我國自主研發汽車的智能換擋技術，就是智能化管理在工程機械領域的一項重要應用。在工程機械自身使用效率得到有效保障的基礎之上，智能換擋技術的引入可以結合汽車內部參數進行智能化的行駛信息轉換，并傳送到換擋閥來實現智能換擋。這一技術目前正在進一步發展。隨著網絡技術的不斷升級，尤其是人工智能手段的廣泛應用，這一技術目前還有很高的提升空間，下一步可能與互聯網、大數據、衛星導航技術、智能監控識別等有機結合在一起，從更廣的層面實現對工程技術的智能化控制。

2.2 設備的智能化檢測分析

在工程機械設備運行的過程中會進行大量一體化工作，同時設備自身也可能會出現一些故障，而如何檢測出故障并進行維修，是提升工程機械性能的一個重要手段。當前，以傳感器為核心，人們正在探究如何更好地完善故障的智能化診斷，將多個信息源匯總在一起，通過中央處理器進行智能化判斷。這可以更好地獲取故障部位信息，并進行相應的檢修。隨著自動化學習的逐步升級，人們還在探索如何以神經元網絡，結合人腦組織模式進行多結構的銜接，以實現機械設備的自我學習和循序更新，以更好地完善機械的智能化故障監測，進一步提升故障監測的精度和修復速度。

2.3 機器群的智能化管理與控制

隨著工程機械智能化的逐步發展，下一步人們將研究如何更好地實現機械群的智能化管理。它是以工程機械的智能化操作為基礎，充分運用統計學的方法，建立起系統的機群智能化控制管理體系，從整體系統有機協作的角度，實現各個機械部件和整體設備之間的協作運行。對于多種工程機械同時作業的環境下，機械群智能控制可以實現任務的分配、調整與集約化管理，并通過無線數據把信息傳遞到中央控制中心。以精確的算法進一步實現集群的智能化控制，在牽引、調度和落實方面實現更加高效智能化，這是機械工程未來發展的一個重要方向。

總之，我國的工程機械智能化雖然起步比較晚，但是近年來有賴于社會大環境的迅速發展及我們自主研發意識的逐步提升，我國的工程機械智能化水平已經遙遙領先，未來我們還會在多個方向進行不斷的創新和探索，以更好地推動工程機械控制技術的進一步發展。