試論工程機械智能化與信息化發展概況

王耀

摘要：本文對國內外的工程機械發展現狀簡要分析，并通過智能機械、發動機控制、變速、牽引、平衡調整、挖掘系統的控制等方面闡述了其智能化和信息化的應用，并提出其發展方向。

關鍵詞：工程機械;發展;智能化;信息化

引言：

隨著社會的發展，增加了各種工程的建設數量，工程機械在其中有重要的應用，加強其智能化以及信息化的發展，可提高機械制造水平，進而可促進各行業的發展，因此，明確我國工程機械在智能化以及信息化的應用和發展方向有重要意義。

1 工程機械的智能化和信息化的發展現狀

1.1國外發展

自從進入21世紀，各種先進的工程機械技術大多數掌握在發達國家的制造企業中。由于這些制造企業中有著長遠的機械制造歷史，使其在制造上應用的工藝、裝配技術、裝置研發、智能化以及信息化等方面都有先進的研發成果。例如：美國的卡特彼勒公司（Caterpillar）主要是生產工業生產中使用的大型機械設備。此公司在機械的液壓傳動技術的研究方面有著悠久的歷史，以提高生產效率、開發智能技術為其技術研究的核心內容。如：其生產的低污染廢氣排放的推土機D4R是國際上首款此類機械類型，因此，國外的機械在自動化上取得了較好的成果^[1]。

1.2國內發展

我國在機械工程的發展方面起步較晚，在智能化以及信息化的發展也是從20世紀60年代開始的。在發展的最初階段，主要是通過借鑒以及學習其他發達國建的先進技術經驗為主，同時向國際上先進國家中引入超過200項技術才讓我國的機械在智能與信息化上與國際接軌。在我國社會經濟的不斷發展過程中，通過逐漸自主對工程機械的各種智能以及信息化技術進行研發，與此同時，國家在工程機械的研發上也投入了更多的資金，促進了和各個企業共同展開技術研發的合作，在一定程度上促進了國內的工程機械的智能化和信息化的共同發展。

2 工程機械的智能化和機械化的應用方向

2.1建筑工程中應用的智能機械

工程機械的智能化是通過將機械信息和計算機控制器之間的技術進行整合，以傳感器實現對其外部信息的控制，當駕駛員發出指令時，機械可通過智能輸出對指令進行分析，并且實現及時和理想的對機械控制。和機械的智能控制有關的系統為傳動、熱控、測量、空調、引擎、音頻等系統，可對這些系統進行良好的控制。使用智能化系統可對機械的信息進行整合，包括機械的售前以及售后等信息。其中售前信息是機械產品在銷售之前，所有表明機械先天性質的信息。而售后信息是指機械在處于各種條件下的信息內容，如：運輸、使用、維護等過程的信息，其可對機械的質量和使用產生重要的影響。智能化系統可將這些信息進行整合，實現使用者更好的對機械進行應用。

2.2發動機的智能控制

在工程機械中發動機常使用柴油引擎，其智能化的控制系統可對燃油的注射量、所用壓力以及噴射時間等進行科學控制，從而更好的對機械的引擎輸出以及負載匹配等進行調整。對發動機的智能控制可通過機械實際工作的環境以及引擎在功率方面的要求，保證發動機在廢氣的排放上符合環境要求，同時提高燃油的利用效率。其原理是通過控制器對引擎上曲軸的轉速、踏板信號、水溫、輸入信號、入口音量等進行控制，并按照預先設置好的方案，選擇合理的燃油注射時間以及噴射量。此外，智能控制系統還能對控制局域網的總線配置，并將其和機械的整個操控系統產生的數據實時交換，從而完成對機械整體的智能控制。

2.3控制機械的變速和牽引

工程機械的牽引是主要功能，其和動力傳動的機械有不同之處，在工程機械中，有的是傳動裝置與引擎直接相連;有的是扭矩轉換與引擎的發動機、傳動系統以及液壓泵直接相連。針對不同類型的工程機械，其在變速以及牽引上，要根據其具體的操作目的，來對開機以及關機等動作進行智能控制，使機械的發動機在驅動以及運行等方面相一致，從而達到機械使用的舒適性，提高燃油的使用效率，節約機械使用的經濟投入。

2.4控制機械的平衡調整

在各類工程機械中，平衡的調整是通用的需求，不同的機械中平衡調整系統也存在不同特征。為使路面保持平整，使道路的設計高度符合要求，需對機械的鉸鏈的高低平衡進行調整，使其可根據路面的起伏波動保持機械的平衡。在工程機械中，平地機以及推土機是通過對液壓缸進行自動控制，使機器保持某一特定的高度，從而提高機械的工作效率，降低其勞動的強度。機械中不同的平衡調整系統可對道路銑削、反應以及橋式運轉等進行設置。各個平衡調整系統由控制器、傳感器、制動器以及人機界面等部分組成，既可獨立對機械進行控制，還可與機械整體的智能系統協調配合。

2.5挖掘控制系統

當前，液壓的挖掘機的發展方向是實現機電一體化，目的是達到人性化的智能操作。液壓挖掘機是機械工程中重要產品之一，在生產上通過智能化和信息化手段進行改進，將其內部的工作裝置、液壓系統以及主要結構合理改造，致力于實現機械與機電一體化的挖掘控制系統^[2]。

3 工程機械的智能化和信息化的未來發展方向

當前，我國大多數的工程機械在設備的制造上，使用的技術較為單一，不但不能解決機械設備在質量方面存在的問題，還導致大量的人力、物力以及財力等資源的浪費。智能化以及信息化的技術背景下，應將不同技術的優勢相互結合，利用各種先進的科技產品，可解決機械在制造上的問題。同時，應在機械設備的故障檢查預測方面增加研究力度，促進工程機械的產業升級，保證機械質量。此外，還應加強信息技術管理，確保機械的質量以及工程的建設效率。

結論：

綜上所述，在各種科技的快速發展下，促進了工程機械實現智能化以及信息化，改變了傳統上對信息的集成和控制，促進機械工程的技術發展。通過將機械的發展和智能技術以及信息技術相結合，使工程機械的發展朝著高效、環保、人性化的方向進行，促進該行業的技術進步。

參考文獻

[1]彭自力.試析工程機械信息化以及智能化的發展方向[J].電腦迷，2018（07）：222.

[2]李尚松.工程機械智能化與信息化發展概況的研究[J].中國設備工程，2018（10）：193-194.

（作者單位：揚州輔臣船舶設備安裝有限公司）