工程机械智能化与信息化发展概况的研究

李尚松

（天津新玛特科技发展有限公司，天津 300350）

“科学技术是第一生产力”，国家软实力的竞争已将成为的一个主要标准，推动国家实现提升综合国力的新梦想。因此，为了使中国在国际社会上的综合国力更加强大，我们必须尽最大努力来提高我国工程机械行业的软实力。

1 工程机械技术的发展现状

1.1 工程机械技术在国外的发展

（1）由于中国工业化进程的后期启动，与此密切相关的是工程机械研究方面，中国与世界先进水平有了很大差距。正如大家所知道的，自从二战后，美国和俄罗斯一直大力推动国家软实力的发展，包括天文学、军事、娱乐等，本文的内容是具体的探究技术创新的工程机械方面，所以这两个国家都是值得我们学习的国家，总是保持在世界的前沿，特别是美国，这是一个超级大国，这是一种技术上的优势。

（2）由手动化向智能化、自动化的转变。在大多数的工程机械设备中都配置有一些智能的自动控制系统或是一些可以通过人为远程控制的设备仪器，这些大多都应用在一些自然环境较为恶劣或是一些危急情况之下，且具有更好的精确性以及便捷性：许多设备或零部件都在外形上做了很大的改观，这并不是为了使仪器的外形更加炫酷，而是要使这些仪器设备能够很好地被操作人员所熟认，避免在特殊情况下发生一些意想不到的事故。

1.2 工程机械智能化与信息化在国内的发展

（1）要了解中国工业界在我国的发展进程，这对我们在这一领域的发展有重大影响。虽然我们国家在这个领域也投入了大量的人力、物力和财力，对于一些重要的科学研究机构来说也有着巨大的希望，但因为我们在这方面没有太多的技术经验，只能依靠大量引进国外先进的技术和设备、产品来进行研究，以确保我们的发展取得突破。因此，在当前形势下，中国在这一领域的工作不理想，必须做得非常艰苦和努力。

（2）为了赶上世界先进水平，中国必须在科学技术方面取得更大进展。因此，国家制定了一系列相关政策，首先是邓小平同志提出的“科学技术是第一生产力”的理论，2014年5月习近平总书记在河南考察时期指出，推动“中国制造”向“中国创造”的转变。

2 工程机械智能化与信息化的进一步发展

重要的是要知道，在世界经济的不断发展和科学技术的发展下，为了赶上世界先进水平，中国必须在这个领域加快发展。据悉，有许多技术应用于工程机械，包括数字技术的最新发展。因此，我国在目前的基本情况下，作为一个起点，利用多种新兴技术促进前沿学科的发展，加强了科研人员的培训，努力提高自己的潜力，适应当前越来越激烈的国际竞争，并在此介绍了中国在这方面的努力。第一步是努力开发整个机械的关键部分。毫无疑问，智能集成操作系统：因为这是整个设备的关键。目前，发展是工程设备故障预测技术的一项非常重要的技术，这一技术可以为企业的成本节约大量的资金，因此许多国家在这方面作出了巨大的努力。

3 工程机械智能化与信息化的主要方向

（1）工程机械和智能信息是指在工程机械中应用信息集成和智能控制技术，工程机械具有一定的自我感知、独立决策和自动控制功能，可归类为工业机器人。随着科学技术的进步和现代大型建筑工程的需求，新一代的工程机械不仅需要实现一体化操作和智能控制，还需要由基于网络的协调控制系统组成的智能车队，使项目建设达到高效、低能耗，并在最短的时间内完成工程施工任务。工程机械产品的信息化和智能化已经成为世界工程机械的重要发展方向之一。

①智能建筑机械：工程机械通过工程机械整合信息、计算机微控制器的应用，通过传感器对外界的动态信息进行监控，接受驾驶员的操作指令，判断，通过对智能输出控制指令的内部核心控制策略的分析，精确和及时的控制与实现理想的控制。与智能控制系统相关的是引擎、传动系统控制、智能控制系统控制、机器热控制系统控制、测量系统控制、空调系统控制、车载音频娱乐系统控制，以及各种工程机械专业的核心控制系统。②工程机械信息整合：工程机械信息包括售前、售后信息。售前信息是指所有相关信息产品销售之前，这是一种先天性因素的产品质量；售后信息是指各种外部条件下相关的信息(如使用、运输、储存、维护和保养等)后的销售产品，这是一个产品质量的决定性因素。

（2）发动机智能控制。工程机械发动机通常采用柴油引擎，引擎的智能电气控制系统由单片机、高速电磁阀和各种传感器组成。电子控制的柴油引擎智能系统通过控制最好的燃油喷射时间和注射的压力和注射量等，有效地调整引擎输出和负载匹配。环境因素方面，根据引擎功率的要求，提高燃料的利用率并确保发动机的排气程度符合环境控制条例。它的基本工作原理是微控制器(ECU)根据引擎的曲轴速度和油门踏板的信号，以及水温、入口压力与输入信号的音量，根据预先设定的控制策略来决定最佳的燃油喷射量和注射时间。系统还可以配置CAN总线和整个机器控制系统进行数据交换，实现整机的智能协调和控制。

（3）牵引/变速控制。行驶是工程机械的主要功能之一，与动力传动线路工程机械传动系统有很大的不同，有引擎和传动装置的直接连接，也有引擎和扭矩转换器连接，直接连接到传动系统、发动机和液压泵上。对于不同的型号，牵引/变速控制根据操作意图，控制开关机的速度和范围，使发动机运行与驱动系统的状况相匹配，实现了舒适性和燃油经济性的目标。

（4）调平控制系统。①平衡是各种工程机器的通用功能需求，但不同的工程机器在水平系统的功能上有不同的特性。②对道路设计的高度和要求与道路设计的海拔高度一致，使路面平整，因此需要调整浮起的牵引力铰链的平衡系统，高度波动导致机器的高低起伏，保持铁板在铺设的过程中维系在理想的高度附近。③水准的平地机和推土机是自动控制液压缸的叶片在操作期间保持一定的高度，降低劳动强度，提高工作效率。还需要不同的调平系统，用于道路铣削刨床、道路反应和桥式转运装置。④调平系统通常由传感器(高程、角位移传感器)、控制器、人机界面和制动器（开关电磁阀）等组成。调平系统可以独立地由系统组成，可以与整机控制系统协调控制。

（5）挖掘机智能控制系统。机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向之一，最终目的是人性化并实现自动操作。近几十年来，作为工程机械的主要产品之一，液压挖掘机已逐渐改进，其工作装置、主要结构部件和液压系统已基本完成。目前，挖掘机的机械和电气一体化研究主要集中在水力挖土机的控制系统上。

4 信息化与智能化的发展趋势

为了促进我国智能建筑机械设备的发展，早在几年前，国家财政、国家发改委的有关规定共同发布，为了便于大规模采矿机械和装备，研究和开发制造相关的企业引进外国设备部件，为国家投资主体缴纳税款，为相应的企业研究开发新产品与原材料上进行了研究和开发。在智能工程机械和信息化的发展中，节能与环境保护的优势将为未来的能源建设作出巨大贡献。

4.1 多种技术的应用

我国目前的阶段有多种机械设备采用单一技术，不仅不能有效解决设备的质量问题，而且还会严重浪费人力、物力和财力。如果能将多种技术融合在一起，或将各种高科技产品放在一起，就可以迅速解决问题，并拓展企业新利润的增长点。

4.2 设备故障预测技术

由于该技术在我国起步较晚，技术经验也较低，市场上仍有很多修理工。一旦技术得到发展和广泛应用，就能促进新一轮的产业升级，确保设备的质量和安全。

4.3 信息技术的管理工作

项目工程的信息化和自动化将成为未来发展的趋势。然而，中国在这个领域的工作不够成熟，仍处于初步的研究、试验阶段。只有通过这样做管理工作，我们才能更好的保证工程项目的质量和安全水平，从而真正提高工作的效率，确保项目的顺利进展。

5 结语

智能信息技术的进步，包括工程机械、农业机械、传统产业智能控制，信息集成为行业提供了许多改进方向和模式，促进了整体技术的进步。为了创新工程机械的发展模式，许多方面都与智能相关，信息技术直接或间接地与现代智能信息技术、工程机械的发展相联系，并将更持续、更有效、更节能、更环保、更人性化地改进技术。工程机械研究院还将跟踪最新的情报和信息化技术的行业，与相关科研院所和企业一道，努力为行业的技术进步作出新贡献。

参考文献：

[1]李哲.工程机械智能化存在的不足与发展对策[J].通讯世界，2015(06)：215-216.

[2]刘勇.浅析工程机械智能化控制系统及应用趋势[U]媒体时代，2015(12)：198.