工程机械的智能化趋势与发展探讨

邱建波

摘要：工程机械的智能化是电子信息科技不断发展的产物，智能化的机械给人们的生产活动提供无限便利的同时也存在着“电脑非人脑”所导致的问题。探讨工程机械的智能化趋势和发展，始终是指导工程机械使用和预测工程机械制造方向的重要手段。本文从工程机械智能化概述入手，对工程机械智能化发展的趋势进行展望，并针对应用大型工程机械的企业提出了三点应对工程机械智能化发展的方法。

关键词：工程机械；智能化；发展趋势

引言：信息技術的诞生和发展不仅为人们的日常生活带来便利，也为人们的生产活动提供方便。将信息技术使用到大型工业、农业、建筑机械制造领域，达到通过应用程序控制大型作业机械，是目前工程机械智能化的主要表现。在此基础上不断发展的是超越人们想象的信息科技，随之而来的也是工程机械智能化的不断更新和演变。

1.工程机械智能化概述

1.1 工程机械智能化的现状

大多数的工程机械是重型机械，由于施工环境复杂，工作任务繁重，需要机械操作人员手、脑、眼并用，因此操作起来较为困难。工程机械智能化是将可以编辑的应用程序作为基本的技术原理，实现在系统内部进行存储、运算、定时、控制等功能，通过运行操作系统，控制和操作工程机械的过程。工程机械智能化能够节省人工、规避人工操作的风险性、降低机械操纵难度，因此得以迅速发展。

1.2 工程机械智能化中存在的问题

工程机械智能化虽然解决了重型机械在操作上的很多困难，例如使用Plc技术实现远程数字控制机械，使用GPRS定位技术实现机械集团作业等。但目前的工程机械智能化不能达到建筑施工对细节的要求，例如，人工操作挖掘机能够及时避免挖掘过程中对地下管道和电缆、光缆等设备的破坏，而智能化的挖掘机不能判断施工环境，一旦开工就不会停止。

1.3 探讨工程机械智能化发展趋势的意义所在

探讨工程机械智能化发展的趋势首先能够为工程机械智能化的发展提供目标。因为此类探讨是基于目前智能化工程机械的使用状况和存在的问题进行的推测，发现的问题和预测的机械功能为智能化工程机械研发提供参考。探讨工程机械智能化发展的趋势还能够为使用此类机械的企业提供生产作业方面的建议，帮助企业进行技术、机械引进计划的制定和安排。

2.工程机械的智能化发展趋势展望

2.1 大规模作业的智能化机械的使用

工程机械一般是重型机械，包括起重机、挖掘机、压路机等，被广泛应用于城市建设和水利建设、电力建设和港口、国防等工程领域。随着国民经济水平的增长和城市化规模的进一步扩大，工程建设的设计内容和施工工作量对工程机械提出了新的挑战。目前智能化的工程机械通过虚拟现实技术和智能管理系统的使用做到了机械群组作业和工程的模拟施工，但无法应对更高的施工要求。因此，设计适用于更大规模城市建设的重型机械并实现智能操作成为工程机械智能化的发展趋势之一。这些大规模作业的智能化机械不仅能够应对更加艰苦的作业条件，并且能够达到最大范围的实现作业。如大型桥梁建设施工需要反复使用多种机械，大规模作业的智能化机械能够通过作业速度提升以及作业范围扩大，降低同种机械的使用频率，达到降低机械使用成本的目的。这方面的机械设计及制造不仅需要使用到已有的机械智能化技术，还需要进行智能化的可操作范围上的扩展。

2.2 智能化在大型桥梁施工机械中的应用更加广泛

与以往的桥梁建筑工程先比，现代大型桥梁建筑不仅在施工规模和施工难度上有区别，对机械能够实现的施工作业速度有着更严格的要求。由于机械设备使用的更加广泛，施工中对机械的投资更多，就机械本身而言，实现功能检查的自动化和故障排除自动化，成为桥梁机械智能化发展的主要方向。大型桥梁建筑中需要使用到混凝土加工机、钢筋加工机等重型机械，由于施工范围大、时间长、施工环境复杂，机械一旦投入使用，就很难再拉回来，因此，机械出现故障会造成整个施工的延误，更有甚者，会导致相关的质量问题的产生。在机械设计中写入电脑程序，实现机械功能的自检；在机械投入使用前通过对施工过程的模拟，实现机械功能故障的自我排查；通过远程调控、数位控制等手段，实现机械自检报告的远程接收；通过计算机编程控制，实现远程的机械数控方面的检修，使机械在不撤离工地的情况下在最短的时间内完成修理，重新投入使用，而不耽误整体的工程进度，是目前大型桥梁施工机械对智能化发展的首要需求。

2.3 人工智能的进一步成长

为了应对工程机械智能化中的短板——机械不能应对突发事件这个问题，人工智能的成长成为工程机械智能化发展的必然趋势。人工智能在工程机械中的应用能够使控制系统本身具备运算、判别、反应、执行的一系列智能化功能，这是模拟人脑处理问题的基本反应而进行的计算机程序语言编排上的开发，对于重型机械在无人操控或半自动操控时避免破坏性工程事件来说十分重要。另外一方面，人工智能的使用和开发也涵盖了重型机械在无人操控的状态下接受指令这一行为，例如，挖掘机在进行挖掘的过程中遇到地下管道，地面监工人员通过对讲机发出“停止”的指令，挖掘机能够立刻停住动作。这种人工智能的实现不仅需要无线控制技术和语言数据导入与导出技术的使用，同时也需要机械操作系统编程方面更加精细和严密的校对支持。总之，人工智能的进一步成长将实现工程机械智能化的仿人脑操作行为，机械工作的智能性和控制的灵活性都将得到大幅度的提升。

3.对企业面对工程机械智能化提出的建议

3.1 合理利用机械智能化进行工程作业

鉴于智能化的工程机械可能被设计的能够适应更大规模的工程建设，或者进行更加精细的工程建设活动，选择更大规模作业的机器或者更大程度的减少人工的使用成为使用工程机械的企业在购置机械的类型时必须考虑的问题。企业应该从日常施工的工作经验总结上出发，合理计划智能化工程机械的购置配比。

3.2 注意规避智能工程机械的弊端

工程机械智能化的程度越高，使用工程机械的操作步骤就越简洁，工程机械能够完成的任务也就更多，因此工程机械智能化发展是使用重型机械的企业喜闻乐见的事情。但值得一提的是，无论人工智能发展的多么接近人脑，对于“突发事件”始终缺乏组织能力和判断能力，在进行施工作业过程中可以使用无人驾驶的工程机械，但却不能出现无人监管的工地。加强机械使用监督是规避智能工程机械使用风险的唯一途径。

3.3 减少使用智能化工程机械的成本

智能化工程机械的使用一方面减少了人工施工的成本，另一方面却增加了机械操作员工和机械维修的成本。因此，为了更好的控制施工成本，使用智能化工程机械的企业应该重视机械操作技术人员的聘任和培养，同时做好机械的维护和保养，以减少智能化工程机械的使用成本。

4 结语

综上所述，随着信息技术的进一步发展，工程机械的智能化发展趋向于更加精细的操作和更加主动的智能化。使用工程机械的企业在生产行为过程中应该注意到工程机械智能化可能带来的利益与弊端，主动配合和处理由于机械智能化带来的生产问题，以更好的应对工程机械智能化的发展。

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