工程机械的智能化趋势与发展对策

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  [摘 要]随着科技的进步和现代施工项目大型化的要求,新一代工程机械不仅需要实现集成化操作和智能控制,而且需要它们能够组成基于网络的智能化机群协同控制系统,以获得项目施工的高效、低耗,并在尽可能短的时间内完成项目施工任务。工程机械产品的自动化、智能化与集成化正在成为21世纪工程机械的重要发展方向之一。工程机械智能化的现状与趋势 目前,工程机械的智能化主要体现在三个方面,即工程机械单机集成化操作与智能控制技术,工程机械的智能监控、检测、预报、远程故障诊断与维护技术,以及基于网络的机群集成控制与智能化管理技术等。 本文根据工程机械智能化现状,趋势,及提出了个人的相关看法。
  [关键词]工程机械 智能化 发展趋势 发展对策
  中图分类号:P499 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0018-01
  一、 工程机械智能化的现状
  目前,智能化的到来已被认定为顺应时代潮流的必然发展趋势。作为这场技术风波的主宰之一,工程机械行业的大佬们早已跃跃欲试。尤其是在当前的市场环境背景下,由于配套件的核心技术相比国外仍有一定的距离,因此,要追赶无法阻挡的国际化步伐,智能化更是一种行业转型升级必不可少的利器。
  尽管如此,国内工程机械行业智能化制造技术应用情况仍不容乐观。资料显示,国内工程机械行业中超过25%的企业处于智能化制造的未起步建设阶段,43%的企业处于智能化制造的单项覆盖阶段,22%的企业处于智能化制造的集成提升初期阶段或过渡阶段,只有不足10%的企业处于智能化制造技术较全面的突破性应用阶段。
  看到这样的数据,不禁会感慨国内工程机械企业智能化技术的滞后性。
  造成这种局面也是有因可循的。首先我国的装备制造业属于赶超型工业,自动化的水平偏低,自然与发达国家的技术无法比拼。其次大部分机械企业在制作过程中的信息化水平也不高,因此无法形成信息化系统效果。
  二、工程机械智能化与信息化的趋势
  1.高速高精度高效化
  现代化机械制造技术发展的方向之一是精密加工,超精密加工技术,微型机械。精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加上(如机械化学研磨,超声磨削和电解抛光等)三大范畴。目前,纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用,纳米技术大大促进了机械科学、光学科学、测最科学和电子科学的发展。而超精密加工技术正朝着纳米技术发展。譬如美国1997年首次制造出直径仅为60μm的静电微型电机,以及几十微米的微型齿轮、弹簧及微型机构。武汉大学研制成纳米级超微电极,将其插入活体细胞后首次测出细胞内部神经递质的动态信息。这些事例表明,纳米技术与微型机械会逐渐成为21世纪的核心技术,机械制造业智能化技术将迎来微型机械电子技术和微型机器人的高速高精度高效化时代。
  2.自动化智能化
  近几十年来自动化技术发展与应用,大大提高了效率,保证了产品质量。同时一些先进的机械设备可以代替人去完成危险场合的工作。机械制造业早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用主要是如何实施调度任务,确保任务在规定期限内完成。而自动化智能化则是用计算模型实现人类的各种智能行为的技术,让实时系统和人工智能相互融合起来,具有了实时响应的、更现实的领域发展,向智能行为的、更加复杂的应用发展。
  3.柔性化
  当前科学技术飞速发展,人民生活水平逐步提高,这就要求现代企业产品要不断的换代升级。具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。柔性的概念就是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力。它与系统方案,人员和设备有关,系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务,完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。柔性制造自动化的形式很多,譬如如美国提出的敏捷制造(AM)其主线就是高柔性生产。机械制造业的智能柔性化采用模块化设计,功能覆盖面大。可裁剪性强,便于满足不同用户的需求,能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。
  4.工艺复合性多轴化
  机械制造业智能化正在向工艺复合性多轴化发展,主要目是增强复合加工,即减少生產环节、生产工序、生产辅助时间的。正朝着多轴,多系列控制功能方向发展。譬如某一台数控机床的智能化加工,把工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀,旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。
  三、工程机械智能化的发展策略
  1.对工程机械中的故障诊断系统和技术进行研究开发
  在工程机械中的重要零部件安装传感器的同时,从而观察目前工程机械的工作状况,例如发动机的油压油温、进气压力、变速器油压、变矩器油温、在系统自动时的压力、燃油油量的运行参数、液压系统中的油温和在液压系统中的回油背压等,根据发生故障的不同情况,对于光、声的报警等级是不一样的,勘察机械工程工作的实际情况,要是在发生了事故的同时司机没能很好的加以保护,这样系统控制就能自动停止工作来保证其安全。
  2.在使用一些高科技科学技术如微电子、人工智能、计算机的网络通信的同时,合理的开展研发出工程机械的自动维护和远程勘察技术。通过收集在机械工程过程中出现的各种问题,对产品的事故原因、形式、采取方法、机理来综合分析,对凡是容易出现故障比较另类的机械零件来进行判断故障原因的方法和机理的研究,其中包括动力系统、液压系统、传动系统、电器元件、轴承架、气制动阀、散热器、制动加力器等方面,针对比较另类的零部件的故障模式库建立及数据库的构建基础上,对机械能够进行远程的操作与维护,使得工程机械能够建立起完备的诊断故障数据库。
  3.探讨开展机群进行控制的新智能机。该系统不仅需要具备工程机械的部分性能以外,还需要具备以下的配置:维护和诊断远程故障、勘察机载智能化、适当接收控制机群及移动装置发射,最终使机器能够达到远程控制、自动维护保养、集成控制智能化等。
  4.综合的利用微电子、多传感器、计算机、自动控制等技术,适当的控制工程机械的职能和集成制作技术,在智能化发展的趋势中该技术占有重要的位置,是关键性的技术,所以一定要第一是时间来解决这一问题。
  总而言之,有了工程机械的智能化发展人们在体力上减轻了很大的负担,更多的人愿意用脑力劳动来替代体力劳动,从而使人们的脑力劳动自动化、机械化得以实现。因此,智能化在工程机械的发展过程中占有着重要的位置。
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