智能化工程机械范文
时间:2023-03-16 10:08:30
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篇1
上个世纪末期至今,以计算机技术、微电子技术、智能控制技术为代表的自动化技术得到了飞速的发展。各种新技术、新工艺、新设备不断推出,并广泛的应用在机械工程领域,使得工程机械产品的性能、效率和自动化程度都得到了大幅度提升。机群智能化便是在这种时代背景下产生的一种机械产品,是现代化工程领域应用最为广泛的一种,为此我们在目前有必要对其结构和关键技术进行分析和归纳。
一、机群智能化概述
所谓的机群智能化主要指的是工程机械为了完成某一具体工程的施工,以实现最佳资源配置、最优工作效率和最好工作质量为目的的智能化工程机械组合,其工作是以同步施工为主,通过对各种智能化机械的状态、位置和可靠性进行研究的环节。
1、机群定义
所谓的机群主要指的是为了完成某一特定工程项目,采用不同的机种、机械类型、机械数量的设备构成的一个机械化群体。在工程项目中,涉及到机群的每一个单元设备都被称之为单机。在工作中针对不同的施工需要、施工数量和施工需求,所选择的机群也不尽相同。
2、分类
机群智能化按照其操作系统一般可以分为遥操作工程机械、可编程工程机械以及智能化工程机械三种。
2.1、遥操作工程机械主要指的是那些经常处于高危、工作环境复杂的机械,在这些机械由于受到环境因素的影响其中存在着极大的风险,为此采用远程操控进行作业对于提高工程安全有着重要意义。
2.2、可编程工程机械主要指的是通过改变工程机械控制程序来完成不同任务的工程机械,是一种适用于结构环境复杂、施工对象多变的工程机械。
2.3、智能化工程机械主要指的是在工程施工中无需要工作人员直接参与工作,通过安装各种复杂传感器以及微型处理器来获取信息,从而制定出相关应对策略的一种自动化施工机械,这种施工机械是一种自我感知、自我辨别、自我决策和自我控制的工作。
二、机群智能化技术现状
机群智能化工程机械是我国近几年来才提出的一个概念,其在国外也不多见。这一结构体系的出现是与计算机技术、网络技术的基础上形成的,是随着工程机械单机智能化技术的成熟而发展的一个系统模式。由于工程机械在过去都被人们普遍的认为是特种机器人,它通常工作在非结构环境下且工作环境复杂、危险性大的区域,这就造成了其智能化程度控制的困难。经过多年的研究分析,截至目前,世界上只有美国、加拿大、英国、德国等发达国家有这种机群智能化技术,这对于提高工程施工速度、施工效率和施工安全有着重要意义。
我国智能化工程机械技术的研究工作始于20世纪90年代初,1991年开展工程机械机器人化技术的研究工作,先后进行了挖掘机机器人化和推土机机器人化的技术开发。其后,在863智能机器人主题的支持下,清华大学智能技术国家重点实验室等一些科研单位与徐工集团合作开展了工程机械机器人关键技术和产品化的多项研究,己取得了初步进展。
三、机群智能化技术关键技术以及发展趋势
结合我国行业特点,建议选择工业基础较好、市场占有率较高、具有行业带动作用的道路施工工程机械(包括装载机、混凝土拌和站、自卸车、摊铺机、压路机和汽车起重机等),开展在线机群智能化同步施工工程机械的研究开发和示范。该技术涉及多种大型智能施工设备研制、机群工作特性研究,并需与施工单位密切合作,积极开展机群化施工工艺研究,探索信息化环境下新的施工理念和施工方法。
1、机群的优化与调度
机群系统主要由单机动态监控系统与机群中心控制系统组成。机群中心控制系统包括资源配置、动态调度、故障诊断与咨询、机群数据库等机群系统管理模块,机群环境地图和工程数据、机群资源数据及工作参数、网络及输入输出接口等人机交互模块。该技术可根据施工工艺及工序,正确确定机群组成,保证机群功能完整性和工序连续性;确定机群各单机性能指标;确定机群各机种的优化配置方案,保证路面施工的最高效率;确定机群各机种数量的合理匹配关系,以保证路面质量、作业效率和施工成本的最佳组合,获得最高的综合经济效益。
2、机群智能化中单机的共性关键技术
共性关键技术主要是机群网络与接口、GPS卫星定位系统、单机动态监控系统、智能故障诊断技术、工程机械工作装置及其作业质量控制技术等机群对各智能化单机的共性要求。提出故障的对策,进而建立整个作业工程机械机群的远程集中式的实时故障检测和状态监控系统,为优化调度作业、最大限度地提高施工的安全性和施工效率,最终实现机群联合作业的自动化、无人化奠定基础。工程机械工作装置及其作业质量控制技术主要研究机群单机作业质量的相关因素、机群单机作业质量与施工要求适应性、工作装置与作业对象的相互作用过程及机理、作业质量评价体系及其检测与控制等。
3、施工机群中的单机关键技术
机群技术中的装载机、沥青混凝土搅拌站、自卸车、沥青混凝土摊铺机、压路机、汽车起重机等单机,应当是具备了更高智能化层次的机器人化工程机械。除了拥有上述共性关键技术外,还应根据各自机种特点建立良好的工作性能基础,才能保证机群的工作可靠性和协调性。如智能化摊铺机应能自动行驶、转向和找平,具备3D定位技术;智能化压路机能够实现振动频率、振幅优化和控制,压实度在线检测;智能化装载机、自卸车、汽车起重机应能自动换挡,实现作业集成控制等。
三、结论
机群技术是一种全新的工程机械设计理念和建筑施工理念,可以大大提高作业质量和效率,降低作业成本,是现代工程机械制造和现代化施工技术的发展方向。根据国内工程机械行业现状及市场需求,可首先研究由混凝土拌和站、自卸车、摊铺机、压路机和装载机等智能化工程机械组成的道路施工机。
参考文献
篇2
关键词:工程机械;智能化趋势;发展对策
中图分类号:TP399 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)11-0115-02
在当今世界,科学技术获得了快速的发展,在现代化的施工项目中有了更高的大型化要求,现代的工程机械不但要进行集成化的操作,还应进行智能化的控制,也就是说它们应以智能化的网络机群为基础,进行协同化的控制,从而实现项目的低耗、高效,在较短时间内对施工项目加以完成。工程机械的智能化、自动化、集成化是新时代工程机械发展的重要方向。
1 工程机械智能化趋势的现状
工程机械智能化趋势体现为以下三个方面,其主要内容为工程机械的智能控制和单机集成操作技术,工程机械智能化的检测、监控、远程诊断事故、预报、维护技术,以网络机群为基础的智能管理和集成控制技术。
①工程机械的智能控制和单机集成操作技术。工程机械的智能控制和单机集成操作技术主要包括以下内容:电液控制进行自动化换挡和变速的技术、将机电液进行一体化控制的技术、无人操作的技术、可编程控制技术、全功率负荷传感的控制技术等。在应用工程机械的领域内自动换挡系统越来越多,其能够使得工程机械的作业质量和使用效益得到有效提高,使得其使用性能得到改善,改善使用性能,使得操作人员不断减轻劳动强度。其中自动换挡系统又可以划分为电液式和液压式。液压式主要是指把车辆的油门开度、行驶速度等行驶过程中的状态参数进行油压信号的转换,然后通过油压信号来对换挡阀进行控制,实现自动换挡。电液式主要是指把油门开度、行驶速度等行驶过程中的状况参数进行电信号的转化,然后将其输入到电子换挡中进行换挡阀的控制,最终达到自动换挡。
②工程机械智能化的检测、监控、远程诊断事故、预报、维护技术。电子监控和诊断故障的技术是指对在线智能监控、预报、检测工程机械的状况,并进行故障的远程诊断和维修。其目的是实现工程机械故障诊断和监控的自动化、数字化、智能化。自二十世纪以来,微型计算机得到了普及,大量国外的工程机械公司在工程机械的工作过程中开始使用微型计算机,取得了非常好的效果。近几年来,很多国外的厂家将电子监控装备安装在了记录故障数据的输出和存储接口上,工程机械的维修人员可以将故障的代码进行输出,然后加以分析,从而对故障点和故障类型加以确定。与其他国家相比,我国当前的工程机械在这个领域中的应用和研究还不是十分突出,诊断故障的技术和电子监控的技术还处于发展和应用的初级阶段。
③以网络机群为基础的智能管理和集成控制技术。高等级的公路路面在施工过程中,因为施工机械的数量和品种都非常多,并且很多机械在运行状态方面具有随机性,在实际的施工过程中,对施工项目进行最优化配置是始终都没有解决的问题。在必须由高性能、多机种的机械进行联合施工作业的条件下,会使得施工机群增加投资,增加机械设备在使用方面的费用,同时机群在作业协调方面的能力还能对工程的质量、进度、效益产生深刻影响。所以,在对机群加以调度和优化配置的过程中,应对机群的协同作业能力进行充分发挥,使得施工成本大大降低,这在大型工程项目的施工过程中已经成为重要的研究问题。近些年来,很多国内外的学者对此进行了大量研究,取得了很多的理论成果,但是因为没有科学的技术手段,所以在项目的施工过程中还没有将理论研究成果进行充分应用,所以,在当前进行工程化的积极开展性研究时十分重要的。目前,以网络机群为基础的智能管理和集成控制技术在工程项目建设中应用是十分迫切的。这个技术主要包括:优化配置机群、进行智能化的调度、进行协同化的控制、数据的通信技术等等。
2 工程机械智能化的发展对策
在现代工程机械的行业发展过程中应对数字化技术、机器人技术、智能技术、网络技术、高性能技术进行综合利用,来对我国现在的工程机械加以系统化的性能提升和技术改造,并充分对我国国情加以结合,结合技术和自主创新等相关技术来对工程机械的新型主导产品进行研制,将我国原先的工程机械产品在尽短的时间内获得跨越式的发展,使得我国在工程机械方面不断提高国际竞争力,形成产业化的生产模式。
①对微电子、计算机、多传感器、自动控制等技术进行综合利用,对工程机械中的职能控制系统和集成操作技术进行控制,这中技术在工程机械的智能化发展趋势中具有核心的地位,是关键性的单元技术,所以必须对其加以首先解决。
②对工程机械中的故障诊断系统和技术进行研究开发。通过对工程机械中的关键零部件进行传感器的安装,从而对工程机械当前的工作状况加以收集,比如发动机的油压、油温、进气压力、水温、变速器油压、变矩器油温、在制动系统中的压力、在液压系统中的油温、在液压系统中的回油背压和燃油油量的运行参数等,并结合故障的不同类型,来进行不同等级的光、声报警,来对工程机械的实际工作情况进行监视,如果出现了严重的故障而司机却没有进行相应的防护措施,那么控制系统就能进行自动的停机,以此来保证安全建设。
③使用人工智能、微电子、计算机的网络通信等先进科学技术,使得工程机械的智能维护和远程监控技术得到研究开发。通过对工程机械中出现的各种故障进行收集,对产品的故障原因、模式、预防措施、机理进行综合分析,对各种容易出现故障的典型机械零部件进行故障诊断方法和机理的研究,其中包括液压系统、动力系统、传动系统、轴承架、电器元件、气制动阀、散热器、制动加力器等方面,在对典型零部件中的故障模式库进行建立和数据库的构建基础上,使得工程机械能够建立起完备的诊断故障数据库,对机械进行远程的维护和操作。
④对工程机械中智能管理体系和机群控制技术进行研究开发。项目施工的调度员应该对这个系统进行详细的了解,使得其在车载中央的控制中心中可以对施工车辆的相关状况进行了解,结合实际的情况再次优化配置对机群中的相关机械和车辆,实时进行科学的调度,对机械和车辆的运行路线、作业方式进行优化,对施工机械的保养和维修、故障的远程诊断和维修能力进行提高。此外,这个系统还包括在施工的现场进行采集和处理相关的作业数据、优化配置机群、优化调度机群、协同化控制、机群的网络化通信、机群的智能化管理子系统。
⑤对机群进行控制的新智能机进行研究开发。该系统除了具有工程机械的一般功能以外,还应该有下面的配置:故障的远程诊断和维护、机载智能化的监控、机群进行控制的接收/发射移动装置,从而确保机器能够实现远距离的控制、自动保养维护、智能化的集成控制等。
工程机械的智能化发展趋势不仅意味着人类在体力劳动方面的减少,而且更意味出现能够对脑力劳动进行替代的产品,实现人类脑力劳动的自动化、机械化发展。所以,在工程机械的发展过程中智能化是必然趋势。
参考文献:
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篇3
[关键词]机械工程 智能化 发展趋势
中图分类号:S458 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)16-0158-01
引文
在进入21世纪后,随着计算机技术和科学技术的发展,我国的科技水平不断提高,机械工程也进入了智能化,智能化就是以信息化为基础,实现产品、技术和管理的智能化发展,然而智能化也不是一个全新的领域。科技改变未来,智能化也慢慢的渗透到各领域中,成为了机械工程的发展方向。目前,机械的智能化发展方向对我国的发展具有重大的意义,不但影响着中国人民生产和日常生活的各个方面,而且还为人们和生活提供便利,所以对其进行探讨具有重要的理论意义和现实意义。
1.机械工程智能化目前的发展现状
原来,由于技术和信息限制,一些工程机械企业还没有意识到智能化的发展,还是在以传统的制造模式为基础的,所以,在现阶段,我国的政府和相关部门由于对机械工程的重视,将智能化作为发展目标,开始对国外发达国家的机械工程技术进行学习,以他们成功的经验做参考,融入我国的技术理念,对机械工程企业的技术,管理,行业结构的等进行创新,从而使我国的机械工程智能化水平得到有效提升。随着我国机械市场的扩大,而且由于经济体制的不断完善,机械工程业面临着市场竞争的巨大压力,所以我们也应改变传统模式,寻求可以作为支撑的企业,让企业和工业相结合,从而通过智能化来提升企业的管理水平,言而总之,集中生产并智能化的满足客户要求就必须使得企业在生产和管理上做到智能化,但是智能化的在实现智能化方面仍有许多困难和挑战,但许多公司在支持国家产业政策和信息技术上,能够以市场需求为导向,并且随着技术的成熟,不断调整产业结构,对产品进行开发,使得产品开发技术方面实现智能化发展,从而让中国工程机械行业最终还是做走向正轨,并排除万难。
2.机械工程智能化发展方向
2.1 具有智能科技,丰富,完善和提升公司的信息技术和网络
在以“大力推进经济和社会信息化,是覆盖的整体战略举措现代化,以信息化带动工业化,发挥优势,实现社会生产力的跨越式发展。”为宗旨开展了“十五”计划和十五届五中全会。公司在全国范围内掀起的充分了解信息和信息技术企业信息化热潮,企业可以采取信息技术的优势来带动工业化,实现跨越式发展。事物的状态信息的特性,信号,数据,指令,程序,消息和情报,实质上,信息是知识智慧的精髓,IT 是信息收集,识别,转换,存储,传输,显示等各种处理技术。知识处理技术是智能技术。即,信息技术是智能技术,智能化方便的处理数据方面的东西,以实现我们处理简单的技术,将此称为智能技术。使用智能技术,以丰富,完善和提高信息技术和网络的具体措施和对策有以下几点。
2.1.1企业的领导者建立了“以人为本”的思想:企业要全心全意为客户服务,生产要全心全意依靠职工,充分发挥人的智慧和创新,确保质量好,速度快,成本低,清洁并高效的生产。
2.1.2信息化建设的核心任务,是开发并利用反映的信息资源的现代科学技术知识。
2.1.3创造一个良好的外部环境,改革管理体系,并结合中国国情制定的M R P Ⅱ,ER P,推动供应链,推动网络,网络物流,电子商务,动态联盟等技术的发展。
2.1.4建立商业智能研发机构,利用智能C A D ,网络协同设计,智能数据库技术来设计和开发新产品,逐步实现智能集成的C A D / C A PP / C A M 的基础上的方向的发展。
2.1.5建立人 - 机结合的现代化的智能制造系统,采用先进的制造模式,具有“以人为本”,即人的智力为基础,使人类智能和机器智能相结合的生产体系。基于车间,车间阶段构建智能生产计划与调度系统。
2.1.6建立一个开放的可重构智能系统。基础制造装备不能完全更新与产品的变化,但组成方案及加工设备,有可能遵循的路线调度的品种,数量,产品智能可重构技术的数量是关键技术。
2.2 产品智能化
进入21世纪,随着时代的发展,尤其是消费者对个性化产品,多样化,智能化,增加了需求,从传统的劳动生产到生产工艺,不断创新的需求推动企业在机械工程方面需求的发展趋势。以满足客户需求为目标。智能产品可以有多种的人类大脑的分析功能,例如远程控制,定时控制,共同控制功能。
至于机械工程产品的不同区域,安装不同类型的传感器(温度传感器,压力传感器,位置传感器等),对外界信号的感知,分析,在产品上安装控制器,可以模拟人类大脑的分析,判断所接收到的信号的处理,以实现智能产品。工程机械智能化产品通常包括几个工具:分布式控制系统,数码显示管+ SC M+ 电子电路可以实现分级控制,灵活的配置,智能化管理的结果。
2.3.对计算机科学和人工智能科学的最新成果的关注与应用
现代技术的一个特点是从基础科学转化为技术,时间变短,从技术到工业应用几乎同步。相关信息技术是计算机科学,人工智能为基础的技术是智能科学。目前,分布式计算和人工智能结合分布式人工智能的形成已成为研究的热点。分布式人工智能有两个研究领域,即分布式问题求解和多智能体系统,前者考虑的是如何解决多个知识共享的模块或节点之间划分一个特殊问题的合作,采用“自上而下”的解决方案要解决这个问题,后者主要研究一组自治,一个“自下而上”的解决方案,以解决问题的情报人员之间的协调行为。显示了分布式人工智能两种方法,知识资源是为了在这个智能技术企业对产品的进行设计,制造和生产管理与应用,软件获得如此快的速度来完成既定的任务处理,特别是已被广泛应用于各种智能软件系统的设计,开发采用上述公司的D PS和M A S技术,企业级产品,制造质量,成本和管理后,正在迅速地进行改进,并在这些领域做出了自己的知识产权,从而大大提高企业在全球经济竞争力。
3.结束语
综上所述,机械工程在人类文明的发展过程中起到了十分重要的作用,机械工程也进入到了一个新的发展纪元,并且机械工程智能化的前景广阔,只要我们积极面对在制定和实施措施过程中出现的智能机械工程发展的问题,重视智能化的改革,不断提高自身的创新能力,提高自身的竞争力,并且能够合理利用现有资源和创新技术,不断满足客户的需求和生产需求生活,确保智能化工程机械的未来发展顺利,同时这对于对企业来说也是重大的挑战,我们一定要要求企业首先要转变自己的观念,从而来应对复杂多变的国内外市场,应对各种机遇挑战。
参考文献
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篇4
工程机械智能化系统涉及到各项复杂的工艺技术,拥有着多种用途各异的功能,能够实现高度的自动化,这种智能自动化结合了总线控制技术、无线传感器技术、人工智能等多方面的技术。具体来说,工程智能化控制系统的结构主要包含以下部分:传感发射器和接收执行器;信号采集执行层;中央控制层;人机沟通界面层。
1)传感发射器和接收执行器。传感发射器和接收执行器有着一定的特殊性,它们需要根据不同的工程机械设备上的控制信号来满足控制系统的要求。因此,工作人员需要在市场上挑选出匹配的传感发射器和接收执行器,或者亲自参照现场环境的要求开发制作新的传感发射器和接收执行器来满足系统信号采集的需求。
2)信号采集执行层和中央控制层。信号采集执行层充当着智能自动化系统和工程机械设备连接桥梁的角色,该接口层由专门的控制器组成,这些控制器彼此独立,互不干涉,呈分散式状态,并统一由通用中央控制器来完成信号的采集控制。中央控制层是一个集监控、诊断、控制为一体的控制单元,它是整个信号采集执行的总控制平台。
3)人机沟通界面层。所谓人机沟通界面层就是把监视器当作是操作人员和应用系统之间的人机接口,实现工程机械设备智能化控制系统和终端用户操作员间的人机交互活动。通过这样一个由传感发射器和接收执行器、信号采集执行层、中央控制层、人机沟通界面层所共同组成的工程智能化控制系统,再结合网络信息化平台、内嵌控制策略以及相关的智能计算方法,就可以成功地做到对工程机械的状态监控、指令以及故障诊断检修。
二、工程机械智能化的关键技术
2.1单机一体化操作和智能控制技术
单机一体化操作和智能控制技术主要分为自动换挡变速器技术和无人驾驶技术两个方面:1)自动换挡变速器技术在工程机械智能化中应用范围较为广泛,它在提升工程机械的使用效率和工作质量有着较为突出的天然优势,有助于减轻机械操作人员的劳动强度。自动换挡技术又分为液压式和电液式:前者是将汽车的行驶状态参数(如车辆的行驶速度、驾驶员踩油门的深度等)转化为油压信号,该信号自动传送给换挡阀实现自动换挡;后者则是将参数转化为电信号,由接受电子信号的电子换挡控制器装置控制换挡阀实施自动换挡。目前,电液式自动换挡技术能够很好地适应工程机械控制智能化的需要,是实现机电液一体化操作和智能控制技术的一个重要的发展方向。2)无人驾驶技术同样是工程机械智能化一个非常重要的方面,它需要带有自动遥控装置并采用高智能集成化的工程机械。目前这项技术还处于研究开发阶段,随着自动控制、通信网络、人工智能的发展,无人驾驶正在尝试着利用定向导航和位置引导等原理,基于通讯网络、自动化机械操作以及监控反馈处理系统为核心,自动控制和计算出汽车的驾驶和行驶路线。
2.2智能监控和故障诊断技术
顾名思义,智能监控和故障诊断主要应用于工程机械运行过程中,对其进行的智能远程监控和检测,及时察觉出工程机械存在的故障问题,最终实现故障诊断的自动智能化。其中,传感器是整个智能监控和故障诊断技术的核心部件,传感器制作科技的进步也就意味着故障诊断智能化技术的进步。在世界范围内,传感器市场已经日趋发展成熟,这为工程机械的智能化方向发展提供了有利的保障,其中以多传感器技术最为先进。多传感器融合技术是把多个信息源数据统一收集起来,获得数量和质量方面最多最优的信息,它具体应用到诊断系统当中是用来探测出工程机械部件在自身振动、外部环境温度、外部施加外力作用等物理条件下所发生的磨损、断裂、变形等缺陷。
三、结束语
篇5
关键词:机械工程;智能化;发展
0.引言
有学者专家认为,当今的是继蒸汽机、电气化、信息化后的第四次工业革命――智能化的时代,这次革命将对人们的生产生活带来前所未有的影响。智能化的实质是在信息化的原有基础上,实现产品、管理、技术等的智能化。随着科学技术尤其是电子信息技术的快速发展,科学技术在经济领域的影响越来越广泛,智能化的脚步也逐渐在社会经济各领域得到应用,与此同时也揭示了机械工程的发展方向。机械工程的智能化是我国主要的研究方向之一,对其发展思路和对策的研究是有重要的理论意义和显示意义的。
1.智能系统的概念
所谓的智能系统是指具有(或者部分具有)人类智能或者能模拟(或者部分模拟)人类智能的体系,其主要有以下几种类型[1]:一是人类自身的人脑系统,这是特殊的智能系统;二是人类通过智能来参与的活动系统,如金融系统、体育系统、保险系统等社会系统和社会经济系统;三是人与机械共同协作的人机系统;四是模拟或者部分模拟人类智能的机械系统,如智能机器人系统、智能控制系统、智能图象处理系统、能计算机系统等
上诉的四种系统还可以划分成两种类型,一是“人本系统”,其包括了上文中的前两种系统,是指人类本身的系统;二是“人为系统”,其包括了上文中的后两种系统,是人类为了改造自然而创造出来的系统。“人本系统”是当今生命科学、认知科学以及社会科学的主要研究对象;而“人为系统”则是工程科学的主要研究对象。当然,通常在进行“人本系统”的研究时,要借助“人为系统”来辅助。
在智能系统的开发过程中,不能只从智能化的意义上来要求,这是不利于工程科学技术的发展的;也不能单单从纯科学角度来进行思考,人工智能是无法完全复制人脑的工作思维能力。我们在进行智能系统的构建时,要积极保证该系统在工程科学角度上能从结果和功能上实现人脑的部分职能,不需要求实现途径与人脑智能实现的途径一致。从这些角度来看,只要符合下面要求,我们就可以称为智能系统:
联想记忆;多信息感知与融合;知识表达、获取、存储以及处理;自治控制,即自学习、自相似、自组织、自适应、自维护;容错
以上的是目前智能系统的要求,随着技术的发展,高级形态智能系统还会产生理性和情感方面的要求,这就涉及到了智能化的最高形态――智能生命。
2.智能技术和认知科学是未来的中心科学技术
知识经济是近些年的社会的主题之一,当今社会通常把知识经济称为新经济,其是指智力资源的配置、占有,知识的生产、分配、使用为主要因素的经济时代。换而言之,未来的经济本质就是智力经济[2]。经济的发展决定了科学的发展方向,新经济对知识、智力有着极大的需求,这给当今的经济部门的智能化以及科学技术部门的智能化提出了新的要求,这也是当今科学技术部门和经济各部门的发展方向,加强对智能化的研究是符合社会经济发展水平的,也是促进社会经济发展的重要保障。
经济时代的不同,其相关的中心科学技术也是不一样的,在21初期信息科学技术是其中心科学技术,在其后的中心科学技术将是以智能技术和认知科学技术。在这个大前提下,加强对智能技术和认知科学技术的研究,积极进行机械工程的智能化,可以保证社会经济的发展,保证国家的繁荣昌盛。
3.智能化是电子信息技术的发展方向
3.1.电子信息技术的发展,最终是为了提升人们的生活水平
随着我国的社会经济发展,人们对生活质量的要求不再停留于物质生活上,转而开始向教育、体育、医疗、科技、艺术、文化等精神生活方面提出了新的要求,即使是现有的衣食住行的物质方面,也越来越多的加入了相关的精神因素。电子信息技术的发展和应用,使得人们越来越多的考虑自身精神需求,也就是在生产、生活中越来越多的考虑智力方面的因素。与此同时,社会的发展是建立在人们的相互协作上,人们的协作活动体现在智力信息的交流和共通的合作上的,这就表明推动社会发展、提高人们生活水平就必然要积极促进信息智力的交流与发展。
3.2.信息化、网络化的本质就是智能化
现代计算机技术的发展是智能计算机的设计和制造;现代网络技术的发展是建立智能网络体系;现代通信设备发展是建立智能通信设备体系;现代的家用电器的发展方向是实现家用电器的智能化,在其余医疗、网络教育、虚拟企业、电子商务等等方面都是以智能化为根本发展方向,简而言之,信息化、网络化的本质就是智能化。
3.3.网络化、信息化是通过智能化来得以实现的
现代信息技术中广泛的应用到了人工智能技术,这些都智能化的体现。人类对人工智能的研究历史只有短短的半个世纪,取得的成果却是极其惊人,但是,对人类认知和智能机制的理解一直是困扰人工智能发展的重要枷锁,这是人类面临的最大难题之一。近些年来,所有的人类研究机构对人工智能的研究工作都进展缓慢,甚至出现了停滞,但是这更说明了人工智能对将来社会的重要作用。随着信息人工智能技术在信息技术中的广泛使用,将很大程度上促进信息技术发展,与此同时对人工智能技术的发展也极大作用。
4.机械工程的智能化对策
4.1.智能化产品是未来机械企业产品的发展方向
我国当前的机械工程企业需要积极的进行产品结构的调整,传统的观念认为机械工程企业只是生产资料的生产部门之一,这种观念在当今的市场经济体制下是极其落后的,严重制约着机械工程企业的发展壮大。机械工程企业不但可以进行生产资料需求的满足,还可以进行人们生活需求的满足。我国机械工程企业在进行产品结构调整时,不论是进行生产资料的产品生产还是消费品的生产,都应该将包含智能信息技术的机电产品放在优先位置。比如在进行加工设备的选择时,要优先考虑包含智能信息技术的多轴数控加工机床;在进行消费品的生产时,可以优先选择机器人宠物。智能化产品拥有广阔的市场前景,索尼公司致力于娱乐机器人的开发,旗下的一款娱乐机器狗――“爱宝”在世界范围内广为销售,为索尼公司带来了海量的经济效益。
4.2.机械工程企业的管理过程要向智能化发展
智能化管理是当今机械工程管理的重要思路,对机械工程企业的管理方式产生了重要的影响。它使得原有的交叉式、多层次管理方式转变成了阶梯模式的管理方式;使得原有的人力管理为主成为微机管理。通过智能化管理系统来进行机械工程企业的生产、销售等活动的检测,并积极跟进检测结果来进行修正,保证了企业管理的及时性和有效性,保证了管理信息的透明度,还极大的降低了人力资源的浪费,降低了人为因素对管理的负面影响[3]。
科技技术的不断发展进步促进了当今社会管理模式的不断发展,智能化管理模式的不断推广,可以有效的提高机械工程企业对市场环境的检测,保证了决策的有效性,有利于规避存在的风险,保证企业的健康发展。
4.3.机械工程企业的设备要向智能化发展
随着科学技术的不断进步,智能化在机械设备中广为体现,机械设备都朝着自动化、智能化、科技化方向发展。机械设备的智能化可以有效提升管理智能化的进程,促进管理水平的提高。机械设备的智能化使得设备的参数可以及时有效的反馈到工作人员身边,保证了机械设备的有效运行,一旦出现故障,智能化系统可以进行警示并且做出相关的停机、断电反应,保证了设备以及生产安全。
4.4.科学技术的发展方向是智能化
科学技术的智能化是实现产品智能化、管理智能化、机械设备智能化的基础保障。科学技术智能化在当今的机械工程生产过程中广为应用,如微显微技术、远程控制技术、导航技术等。
机械工程在不同的生产领域其相关的产品、生产设备、生产技术要求也不一致,其相关的智能化发展模式、发展目的也不一致,这意味着不同领域的机械工程生产需求的智能化也是不一样的。在进行科学技术的智能化应用时,要根据行业特点和生产领域特点,适当的进行技术、设备的选用,保证智能化生产的有效性,保证机械工程智能化的顺利进行。
5.结语
智能化是当今社会科学发展的必然方向,其对我国经济的发展、人们生活水平的提高等方面有重要的影响。在机械工程行业中加强智能化发展,需要我们从生产产品、管理、机械设备、科学技术的智能化入手,积极根据行业领域特点进行合理的智能化技术的选择,保证智能化工作的顺利进行,保证企业经济效益的提升。
参考文献:
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我们在上文中对加快工程机械智能信息化发展已经做出了原因探讨,明白了其重要性,也了解了智能信息化发展的主要方向,那么接下来我们就要分析如何发展工程机械智能信息化。
(一)建设科学的工程机械智能信息化管理制度
国家和相关部门要重视工程机械智能信息化的建设,建立好科学的管理制度。首先,国家和相关部门要出台一系列的政策,鼓励工程机械智能信息化发展,从政策层面上支持工程机械智能信息化发展;其次,设立专项科研基金,专用于工程机械智能信息化的研发工作。对参与研发工程机械智能信息化的企业和个人给予资金扶持,鼓励他们再接再厉为工程机械的前沿发展贡献更多的科学知识。这样一来,我们可以从最直接最根本的技术层面上促进工程机械的智能信息化发展。
(二)引进先进的工程机械智能信息化建设模型
工程机械智能信息化的发展不仅要能够适应我国的生产力,还应该和国际接轨,能够适应国外市场,这样才能彰显我国工程机械智能信息化发展的高水平。第一,派遣工作人员到先进的工程机械智能信息化发展国家,进行考察,学习优势技术。第二,我们可以邀请一些国外专家对我国工程机械智能信息化发展进行评估,请求它们给予先进的经验,以此来设计制造出科技含量高的智能信息化工程机械。第三,不同区域之间也应该加深工程机械智能信息化建设的沟通,大家互相取长补短,一起致力于我国工程机械的智能信息化发展。
(三)不断调试工程机械智能信息化发展的轨迹
在生产和生活中有很多方面都需要用到工程机械的智能信息化,所以我们应该注意工程机械智能信息化发展的适应问题,不断对其进行调试。首先,应该把工程机械的智能信息化分为几大类型,根据不同类型的应用安装不同的智能模块。其次,当不同领域在运用同一种工程机械时,要根据实际情况的不同,选择不同的工程机械智能模式。最后,工程机械智能信息化发展技术人员应该加强自己的技术和综合素质,熟练运用工程机械的智能信息化模式。
二、总结语
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关键词:工程机械;自动化控制;发展趋势
一、自动化工程机械的定义和分类
自动化工程机械一般可以分成三类:遥操作工程机械、可编程控制工程机械和智能化工程机械。
遥操作工程机械经常被用于危险或人类难以进入的作业环境,如水下、高温、高压、核辐射环境,由操作者通过远程控制完成作业任务。可编程控制工程机械通过改变工程机械的控制程序,完成不同的任务。
可编程控制工程机械适合在结构化环境下进行工作,一旦外部施工环境和施工对象发生变化,则需要重新编写控制程序。目前绝大多数自动化工程机械都是可编程的。
智能化工程机械不需要操作人员的参与,通过安装各种复杂的传感器来获取环境的信息,具有自我感知、自主决策、自动控制的功能。智能化工程机械是智能机器人的一类,目前还正处于探索阶段,预计在未来将具有广阔的前景。
二、工程机械的自动化控制系统
1.工程机械控制器的现状。高可靠性的控制器是自动化控制系统的核心,在各种复杂工程机械中占据极其重要的地位。目前工程机械控制器的市场几乎全部被国外产品所占据,如德国的力士乐和西门子、芬兰的EPEC、日本三菱等。
2.工程机械控制器的发展趋势。工程机械控制器的一个发展趋势是人性化和网络化。以往的工程机械控制器功能比较简单,所实现的功能只是将面板的按钮转换为系统指令,以及监测系统状态、数据采集等。这些控制器力求稳定可靠,并且尽可能使控制简单快捷。但是如今随着社会生产节奏日益加快,人们更加注重提高工作效率以及驾驶员操作的方便性和舒适性,采用大屏幕的液晶显示使控制器的显示界面更加人性化。
工程机械控制器不仅强调本地控制功能,还应实现远程网络通讯功能,具备各种通讯接口,包括网络、CAN总线等,通过无线通讯模块,可以将本机状态发送到远程控制中心和其它的工程机械,方便地进行交互和工作调度。一种基于CAN总线的工程机械网络化控制系统,下位控制器执行电液比例伺服控制、传感器信号采集、操作控制等基本自动控制功能;上位控制器实现人机操作界面、仪表显示控制和GPS定位等高级控制功能;辅助控制器完成一些辅助的控制功能,如安全报警、远程通讯等。
工程机械控制器的另一个发展趋势是支持集群化和智能化。现在的新型控制器,很多要求实现CAN的功能。
对于一项道路工程建设,施工现场可能绵延几十千米,物料的调度和管理非常复杂,因此在工程车辆运行的过程中,时刻掌握每辆车的位置及其状态,对于生产调度管理、合理配置资源有着非常重要的意义。所以一些控制器上带有GPS 模块和无线通信模块。GPS 模块负责随时获取本机的地理位置,无线通信模块则可以将GPS 信息和车辆信息定时向管理中心发送。值得注意的是,GPS模块已经在工程机械上使用的越来越广泛,不仅用来定位车辆地理位置,甚至高精度的模块已经用来定位挖掘机铲斗的角度,直接在施工中作为路面基准。
三、施工过程的机群智能化控制
1.国内外机群智能化作业的研究现状
在公路路面施工作业过程中,需要装载机、搅拌设备、自卸汽车、摊铺机、压路机等多种类型的工程机械协调作业。为了提高施工效率,提高施工作业质量,需要采用信息技术、通信技术和智能控制技术,
实现工程机械与施工环境的协调、工程机械与施工任务的统一,达到缩短施工周期、有效利用施工资源的目的。
目前国外先进的工程机械公司已在新型的装载机、平地机、挖掘机、摊铺机、压路机上安装了远程无线通讯系统、GPS定位系统和车载计算机装置,将机械的工作参数、工作进程等一系列信息通过无线通讯系统进行监控和管理。
2.智能化工程机械机群施工过程控制技术
路面施工是一种大型化、机械化、复杂化的生产和流水作业的过程,要根据施工状态与生产目标对资源进行实时任务分配,达到机群资源的最优配置、最优的工作效率和最佳的工程质量。根据施工机群分布性、多目标和动态性的特点,以往的集中控制无法满足施工控制要求,需要研究新的网络化、分布式智能控制技术,准确地反映施工机群的静态结构和动态运行过程。
目前DAI技术已经被广泛应用于商业、制造业、交通运输和建筑等行业。在工程机械应用中,研究了一种基于智能体的自动垃圾处理协作系统,其目标是实现多个设备之间的协作方法;提出了一种多智能体工程预算方法,用于控制工程机械的施工管理过程。
在工程机械机群施工过程中采用分布式人工智能技术是一种有效的解决方案。多智能体控制技术应用于工程机械机群智能化的核心在于:每个主体的智能或推理功能都很简单,但当协调工作时,能够完成十分复杂的任务。多智能体技术在工程机械机群施工过程的应
用主要有以下几个方面:
(1)基于多智能体控制的施工体系研究。多智能体控制体系结构是多智能单元之间的信息关系和控制关系以及问题求解的分布模式。体系结构是研究智能控制问题的基础。任务的分解与分配、信息集成与通讯、冲突和消解方法都基于多智能体控制体系结构,体系结构对整个施工过程控制的研究具有重要的意义。
(2)人机共栖的智能主体研究。机群施工作业过程中人的参与和指导是十分重要的,可以充分发挥人的指挥与机器智能解决问题的能力。人机执行各自擅长的任务,从而实现人机的最佳协同合作。
(3)信息流集成模型的研究。机群施工过程控制中智能控制单元的相互协调通过信息流和物料流联系起来。由于每一智能控制单元施工目的不同,其信息流有很大的区别,只有建立完善的信息流才能实现智能控制的目的。
(4)多智能主体协同决策系统的研究。协同决策是考虑多个主体参与的决策过程,由于各智能控制体的功能、方案和对象往往存在矛盾冲突,因此冲突识别和消解是协同设计所有多智能主体系统的关键问题。
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一、机械工程与智能化
1、机械工程
机械工程是一门以自然科学和技术科学作为理论根据,通过研究各种机械的开发设计、制造安装、使用维护并对机械中存在的问题进行维修的应用性学科。从社会发展的角度看,社会发展离不开社会生产,但是社会生产十分依赖机械设备,机械设备具有大规模生产的作用,离开了机械设备,社会生产只能满足极小的生产需求。机械工程为社会发展进行大规模、大范围的生产活动提供了必要的条件,对于促进社会经济的发展十分重要。
2、智能化
智能化是当今世界发展的主要方向,其涵义较为复杂,涵盖的知识领域十分广阔,被应用的范围也较大。随着科技水平的不断创新,在技术的支持下,智能化的发展也不断取得进步,使得智能化的应用领域越来越广,渐渐不止应用于如今我们所知道的智能手机、智能电脑等移动设备领域,同时也被应用到工程建设等诸多方面。而科学技术的不断创新也为智能化提供了源源不断的动力,对于深化智能化的发展方向十分有利。另外,在变革的时代,智能化是大势所趋。
二、我国机械工程智能化的现状及其重要性
1、我国机械工程智能化的现状
上世纪科学技术的快速发展为现阶段机械工程的发展奠定了良好的基础,目前,机械工程的知识体系日趋成熟。而智能化是研究者根据人类大脑的构造与功能研究出来的,机械工程的智能化主要目的在于结合人脑的特点实现用机械替代部分的人工劳动。现阶段,我国的机械工程发展趋势较为明朗,多管齐下,既有引进外国先进技术水平,又有自身的探索与研发,还有政府的政策扶持,机械工程的发展处在十分有利的环境下,发展十分迅速。
智能化在机械工程的发展中十分重要。目前,我国的众多企业已经开始研发智能化应用于机械工程的可能性,尽管企业的运作方式上还存在一些不足,但是企业在管理模式、生产制造等方面有所变革,更多的公司越来越重视对创新能力的培养。但是现阶段我国的机械工程智能化发展仍存在诸多的困难:科技水平虽然有了长足的进步,但与世界顶级水平还存在差距;智能化虽然有了一定的成果,但创新能力不够;信息管理系统虽然建立,但还有待于进一步完善;企业的发展较为迅速,但是智能化的程度不高等。但是,这些困难都只是暂时,机械工程智能化发展方向是大势所趋,随着我国经济、科技等方面的深度发展,将为机械工程智能化提供更强大的支撑。
2、机械工程智能化的重要性
机械工程为人类提供大量的生产资料,维护着机械设备的正常运转,机械工程包括社会生产的多个方面,将机械工程与智能化相结合,能够为社会生产提供更为人性化的服务,机械工程智能化不仅能提高生产效率,不断满足人们多方面的需求,还能以对环境造成的最小化代价换回经济效益,机械工程智能化发展方式能实现经济与环境的和谐发展。
三、机械工程智能化的发展方向
1、生产产品智能化
产品是促进企业进行正常经营活动与持续发展的基本,也是企业实现经济效益的手段,尤其是机械设备直接生产出来的产品,不仅要保证产品生产出来的质量,同时也要保证生产效率,满足市场及消费者的需求。智能化的生产方式不仅能保证机械设备生产的产品在质量上精益求精,还能兼顾提高生产效率。除此之外,对于消费者越来越高的产品要求与多元化的产品需求,智能化的生产方式能根据消费者特殊的要求生产特色的产品。如实现电脑与手机的无线连接以达到传输文件的目的;手机的无线充电模式等都是产品智能化的体现。
2、管理方式的智能化
智能化管理方式在机械工程管理中的应用逐渐深入,势必会给机械工程企业所固有的管理方式造成冲击,促使企业管理方式发生变革,由原来交叉粗放的管理方式转变为细化到个人的管理模式,保证决策的实效性;由原来的人力管理转变为计算机系统管理。智能化的管理方式能确保机械工程企业的生产、销售、产品维护、市场开发等方面都得到及时的跟进与补充,实现一体化的服务模式,并且能给及时反馈运行的结果,方便后续的生产经营活动。智能化的管理方式,不仅能有效节约管理成本,还能有效提高管理的质量与效率。
智能化管理方式的创新能促进机械工程企业的整体发展,随着此种管理方式的深入,能有效提高机械工程企业对市场环境的风险防范意识,同时对于市场的变化有及时的反馈,不断适应市场变化的发展要求。因此,智能化管理方式在机械工程企业的应用发展前景很可观。
3、机械工程设备的智能化
在现阶段,伴随着科学技术水平的不断突破创新,机器设备也在朝着智能化、自动化的方向发展。机械工程智能化不止是生产产品的智能化、管理方式的智能化,同时也是机械工程设备的智能化,这种智能化的机器生产能有效提高生产效率,还能协助设备管理人员对机器设备进行智能化的管理,降低管理成本,通过机器管理机器,达到智能化管理机器性能与运行状态的目的,如当机器在生产过程中发生故障时,监管设备就会发出警报,停止该问题设备的运转,保证机器不会发生二次故障的情况。
机械工程设备的运行状况是机械工程生产效率的基础,在生产过程中至关重要。由于不同的机器设备存在设计、构造、性能、安装等方面的差异,机械工程的生产效率与生产目标也存在不同,智能化的机械工程设备能根据各机器的不同功能进行合理化的运作。
4、科技的智能化
科技智能化是实现生产产品智能化、管理方式智能化以及机械工程智能化的前提条件。科技智能化能广泛应用在机械工程生产的各个环节,如感应技术、联动控制技术、远程控制技术等。因此现代机械工程企业要密切关注科技发展趋势,紧跟科技发展步伐,与时俱进,将新型的科技应用到生产中。
创新科技的智能化,不仅能提高机械工程企业的生产经营效益,也是改善企业员工工作方式、提高企业生产效率、保证产品质量的关键所在。需要注意的是,对于不同领域的产品,生产规范、产品结构、生产方式上各有不同,不能采取“一刀切”的方式简单粗暴的进行生产,需要根据实际的需求进行相应的设备、技术选择,使机械工程智能化生产的产品在保证质量的同时满足消费者的不同需求。
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【关键词】机电一体化;机械应用;趋势
1前言
机电一体化主要是将电子以及机械和计算机等进行综合性的应用技术,在工程机械的应用过程中,随着机电一体化的技术融入,就能对工程机械的应用水平有效提高。通过从理论层面对机电一体化背景下的工程机械应用研究,就能从理论上提供支持。
2机电一体化的应用特征以及发展历程分析
2.1机电一体化的应用特征分析
从当前的机电一体化的发展特征来看,主要体现在生产能力强层面。在工程机械机电一体化的设备应用下,在对信息的自动化处理下,就能实现自动化的控制,对高精度的控制和高灵敏度的检测功能也能有效发挥[1]。在机电一体化设备的应用下,只要能对控制系统启动,在生产的自动化水平上也能提高,在应用价值方面最大化的呈现。机电一体化的机械设备应用的安全性比较高。由于一体化技术的应用,使得机械设备的性能有了提高,在功能方面比较齐全,这就使得在监视以及报警等方面的功能充分发挥,在自动保护的功能上也能有效提高。这样就能从机械设备的应用安全性层面得到了有效保障。机电一体化机械设备的特征还体现在应用范围广层面。在这一过程中,由于是对复合技术的应用,在机械设备自身的复合功能上也比较突出的发挥,这样就能在应用的范围上得以扩大化。
2.2机电一体化的发展历程分析
我国在机电一体化的发展时间上相对比较晚,在信息技术以及信息化系统的建设过程中,随着技术水平进一步提高,在机电一体化就会想着绿色以及安全的方向进行迈进[2]。机电一体化在当前已经成为高大高校中的一个热门专业,在专业课程的设置下,对优秀人才的培养就能起到促进作用。在机电一体化的技术应用下,对工业发展的需求也能得到有效满足。
3机电一体化的工程机械应用和发展趋势
3.1机电一体化的工程机械应用分析
机电一体化工程机械的应用比较广泛,在对作业的精度控制方面有着积极作用发挥。工程机械应用中,在成品的精度控制方面是比较重要的环节。在精度控制上主要是通过相应的参数进行对精度加以控制。机电一体化工程机械的应用下,就能自动化的对精度按照相应参数要求进行控制。在施工过程中,对混凝土的搅拌,在原材料的重量按照传统方法就会出现一定误差,而机械一体化技术的应用,能够通过电子技术的应用,对原材料的重量合理的调配,在误差上能大大缩小,在混凝土的搅拌质量上能有效保障。机电一体化的工程机械应用方面,在自动化的技术应用上有着积极作用发挥。工程机械自动化技术的应用前,主要是通过人工进行操作的,这其中就有着诸多不安全的因素。而在机电一体化工程机械的应用下,就能有助于将工作效率有效提高[3]。在机电一体化机械的应用中,对数据的传输能够精确化保障,这对人为误差就能有效减少,在工程机械的生产零件中,对各个零件的精度控制有着高要求。在自动化的系统应用下,就能有助于将零件的制造按照参数转准确的制造,在产品的质量上能有效保障。通过机电一体化的工程机械智能化的应用,就能有助于将整体的生产效率有效提高。我国的计算机技术的发展比较迅速,在智能化的水平上也有着提高。通过机电一体化的技术应用,对人力以及物力等方面的投入就能有效减少,在对资源的优质配置方面有着保障[4]。智能化的技术应用,能够体现出人性化的特征,在服务业中的应用能够将服务水平有效提高。如机器人的机械应用,就能在生产服务中的水平有效提高。机电一体化的工程机械在实施监控中的作用发挥比较突出。这是机电一体化机械工程中的重要功能。机电一体化在机械工程当中的应用,能够在某一具体工程制动以及执行的环节进行实时的监控。只有在这些基础层面得到了充分应用,就能对机械工程的整体质量有效保障。
3.2机电一体化的工程机械发展趋势
机电一体化的机械发展趋势方面,在当前已经有了多方面的呈现,在机电一体化基础上的工程机械自动化的程度愈来愈高,自动化的发展是当前我国技术发展中的重要方向。在工程机械的自动化程度上就会向着高级层次发展。工程机械能将各开关断开,自动停止工作,在保护系统方面也是自动分配系统,这样工程机械就能有效的处理内部结构,将系统进行分开运行。在各子系统的应用下,对信息处理的效率就能有效提高。机电一体化的工程机械发展中的系统化趋势会更加突出,机电一体化技术的应用过程中,在智能化的系统应用下,对控制的精确信息就能有效掌握,在整体化的智能发展过程中,对信息技术的要求有着提高,更加注重工程机械的系统化操作[5]。自动化技术中的机电一体化的系统化化以及协同力度的加强,对机械的应用效率以及质量的提高也有着积极促进作用。随着机电一体化的工程机械的发展,在网络化的发展趋势上会愈来愈明显的呈现。任何技术的应用发展都要经过实践的检验,在机电一体化工程机械的应用发展过程中,对网络化的发展趋势也要能充分重视。
4结语
综上所述,机电一体化下的工程机械的应用发展,要能充分重视技术的多样化应用,在应用中能和实际情况紧密联系。现代化的工程机械生产以及制造的要求会愈来愈高,这就需要在技术的应用中能注重科学化。希望能通过此次对机电一体化工程机械的应用研究,对实际的发展能够起到促进作用。尽管当前的机电一体化工程机械应用的整体水平还有待提高,但相信在未来的发展中会有长足的进步。
参考文献:
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关键词:工程机械 机电一体化 应用与发展
中图分类号:TD60 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(b)-0064-01
机电一体化是一门新兴的综合性科学技术,亦称为机械电子学,它主要是将电子技术、计算机技术、信息技术等与机械技术进行有机结合,并综合应用到实际运作中。近年来,信息技术的不断发展为机电一体化提供了强有力的核心技术支持,机电一体化技术的发展提高了工程机械的运作效率,降低了工程成本,满足了我国工程机械领域节能化、智能化和自动化的要求,它的正确使用是工程机械完美运作的重中之重。
机电一体化的运用主要是通过电子控制系统加以实现的,电子控制系统应用的好坏直接影响到工程机械的安全性、经济性、施工质量、使用寿命等。引入机电一体化技术,能够大大提高工程机械的动力性、燃油经济性、操作舒适性及工作精准度、工作效率等,所以现代工程施工中,机电一体化技术业已在工程机械众多领域得到广泛应用,生产过程对工程机械的性能要求也日益增高,而且工程机械中机电一体化技术的管理与应用也将是今后的发展趋势。因此,如何管理并有效应用机电一体化技术成为很多工程施工企业不得不面临的必要课题。
1 工程机械领域机电一体化技术的应用现状
1.1 自我监测与诊断,延长机械使用寿命
与传统的只能由相关工作人员定期排检故障的模式不同的是,机电一体化工程机械中的自我监测与诊断功能,能够对机械的发动机、液压系统、传动系统、工作装置等的运行状态实施全面监控,如果出现异常,可以自动报警,避免故障损伤的扩大化,并能够自我诊断找到故障部位,以便维修人员可以尽快的对故障部位进行检修,减少故障排检时间和停机维修时间,提高了工程机械的利用效率,降低了生产成本。同时自我监测可以避免重大故障发生,延长机械使用寿命。
1.2 节能减耗,提高生产效率
工程机械机电一体化中电子节能控制器的使用改变了以往的工程机械能源损耗大、利用率低、工程经济效益低等缺点,取而代之的是低能耗高效率高效益,符合国家倡导的节能减排这一政策。而且我国企业间的竞争日趋激烈,科学技术的融入可以大大提高企业的市场竞争力,其中电子节能控制器的使用极大的降低了大型工程机械设备的能耗,改善了施工环境,同时它的操作相对较为简单,设备磨损较少,也在一定程度上提高了生产效率。
1.3 保证操作作业的精准度
机电一体化技术保证了工程机械稳步向高精准度的层次发展,从而最大限度的提高机械性能和工作效率。比如在道路铺设工程中通过微机控制的电子称量系统的应用、自动找平系统的应用、采用超声波技术的自动供料系统等的应用,这些使得称量实现自动化,提高了精准度,减少了人工误差,提高了作业质量和效率,同时减少了人力资源的投入,降低了工作人员的劳动强度,节省了许多的施工工序,使其更加符合现代工程机械的施工要求。
1.4 实现机械作业的自动化或半自动化
机电一体化技术在工程机械领域中的应用实现了机械作业的自动化或半自动化,很大程度上降低了施工过程中人力物力的投入,减少了施工人员的劳动量和劳动强度,提高了设备的劳动产出比,而且还可以有效防止操作人员因缺乏经验、技术不足或疲劳而产生的操作误差,进而保障了机械作业的高质量。机械作业的自动化或半自动化降低了企业的人力资源成本,提高了工程的质量,保障了工程的整体经济效益。
1.5 机电一体化技术的其他应用
机电一体化技术在工程机械领域的应用越来越广泛,例如为了提升发动机功率、简化工序、降低能耗、减少工作量而在装载机、推土机、铲运机等中采用的自动变速器;为了提高作业的安全性而在起重设备中采用的力矩限制器;为实现危险地带、恶劣工作环境或人员无法到达地点的无人驾驶而采用的无线遥控装置等等。总之,机电一体化在工程机械领域的诸多应用,都是为了工程机械的良好运作,是机械工作发展的必然趋势。
2 工程机械领域机电一体化的发展趋势
2.1 智能化
智能化是机电一体化技术的必然发展趋势,其应用需求也越来越高。所谓智能化,即立足于相关控制理论,将心理学、生理学、计算机网络、运筹学、人工智能等多学科知识运用到工程机械领域,使工程机械的操作可以逐渐取代人为操作,进一步降低工程预算成本,实现更精准的控制,满足工程施工的更高要求,因此工程机械的智能化仍是大势所趋。
2.2 微型化
微型化这一概念源于上世纪80年代末期,是指机电一体化向微电子机械系统领域发展的趋势。微型机电一体化产品是电子技术与机械技术在纳米尺度上相融合的产物,它的特点主要是体积小、耗能低、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等领域有着不可超越的优越性。现阶段微型机电一体化产品都朝着小于1立方厘米的体积发展,甚至是朝着微米、纳米级别发展,其瓶颈为微机械技术。
2.3 网络化
随着计算机网络的普及,基于网络的各种远程控制设备可以达到让人们足不出户即可控制多种设备的目标,使工程机械的操作更加便捷,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。工程机械领域中远程控制盒监控技术的快速发展使得机电一体化产品向着网络化方向发展成为必然趋势。
2.4 节能环保化
随着工业化进程的持续推进,人类社会的经济化水平不断提高,但与此同时人们赖以生存的环境也遭到了巨大的破坏。进入新世纪以来,社会公众对环保的关注和呼声越来越高,国家也出台了一系列的相关政策来号召节能减排,为适应节约型社会的发展,机电一体化产品在使用时不造成资源浪费和环境污染,报废后可以回收利用,实现绿色化产品概念和绿色化设计制造更能适应今后的市场需求。
3 结语
总之,工程机械领域中机电一体化技术的应用日趋广泛,发展前景可观,工程机械为适应机电一体化这一趋势,尽可能的提高机械运作效率,需要其操作者或使用者顺应科学发展潮流,加大研究力度,全面掌握机电一体化技术,振兴机械工业,更好的为我国建设事业服务。
参考文献
[1] 黄宋义.工程机械中机电一体化的应用[J].科技资讯,2009(18):33-33.
[2] 张大庆,刘均益,郭勇,等.从CONEXPO