机械工程智能化的现状及发展方向探讨

王波

（江苏常盛帝派重工机械有限公司　江苏常熟　215500）

前言

社会生产无法离开机械设备，因此探索机械研发、应用和维修的各项内容，对于社会现代化发展意义深远。智能化是国际社会发展的普遍趋势，涉猎广泛，内涵丰富，随着现代化科技的进步与发展，智能化在建筑工程、设备生产等多领域得到了广泛应用和关注。十九大报告中明确提出必须“提高水社会化、智能化、法制化、专业化水平”，从而促进现代科技与社会工作的深度融合，推动国家稳步前进。因此探索机械工程智能化现状及发展方向十分必要。

1　机械工程智能化现状

我国工程机械智能化系统发展主要经历了国外引进、二次核心技术开发、模仿和独立研发四个阶段：①21世纪以前国内各机械控制系统的配套软件和硬件均源于国外进口欧，国内厂家主要利用进口系统进行单一化的机械设备生产工作，尚未掌握核心技术，严重制约国家机械产品市场竞争力；②2004年左右，国内机械工程技术人员在数年钻研苦攻下，开始对国外引进设备进行主机二次开发和变成，并对主机控制模型实行了二次改造，以适应国内设计生产要求，提高产品生产效率和质量，但关键技术仍需进口；③2007年国内多个企业和高校投入了大量人力、物力和财力，对人机交互界面、控制器等智能化初级产品进行了系统性研究，成功仿制，并自主开发了一些相对简单的产品，基本满足了中国国内市场对机械制造产品的应用需求，但在精度、准确度方面仍存在较高的提升空间；④2010年左右，国内一些科研机构开始进行工程机械自主设计和研发，主要以模型为基础进行机械控制系统研发，并在国内顺利投产，进一步提高了机械设备智能化水平。目前，我国机械工程智能化发展已迈入全新阶段，但是一些重要的零部件仍依赖进口，比如电子控制器、变速器、高压液压元件等，严重制约我国机械设计、制造和应用智能化高速发展。

2　机械工程智能化发展方向

2.1　一体运行智能化

单机一体化操作现已成为机械工程智能化未来发展的主要前进方向，在该技术的发展导向下，智能换挡技术在我国机械工程领域得到了逐步应用，其主要包含液压式和电液式两种技术，其中电液式智能化换到技术能够将设备运行汇总的各项内部参数经智能转换后呈现油压相关信息，并根据预设程序，将此信息自主化传送至换挡阀器件中，实现智能换挡效果；而液压智能化换挡技术则是将相关参数直接转换成电信号，在系统接收到电信号后再经系统装置向换挡阀发出换挡指令，完成智能换挡。目前电液式换挡技术已成为单机一体化操作的智能化发展方向。与此同时，无人操作技术也是机械工程智能化发展主要趋势，该技术主要通过运用遥控装备、集成化装备和智能化机械装备，运用卫星定位系统、地理信息系统，实现机械工程自主化控制目标。

2.2　故障诊断智能化

随着国家水电工程、交通工程、核电工程等现代化工程和“一带一路”国家发展战略的深入推进，机械工程高效化、高精度化、绿色化已成为其未来智能化发展的主要发展目标，因此机械设备故障快速、准确诊断十分重要。为了实时掌握机械工程运行状态，利用智能化监控设备和故障诊断技术快速检出机械存在的问题，实现故障高效检出和排除效果已成为机械故障智能化诊断的重要发展发现。传感器属于智能监控及诊断中的基础部件，为了实现多传感器采集数据的有机融合，利用中央处理器对汇总信息源进行统一处理，智能诊断机械故障成为值得期待的现实。目前故障诊断智能化方法共包括三种理论方法：①系统数学模型构建法；②系统综合输入信号再处理方法；③以人工智能为基础的诊断方法。其中第三种方法主要建立在专家系统、神经元网络和图论模型推理法基础之上，这就要求在故障智能化诊断设备预设前，必须搭建充足的故障诊断模型，从而实现自主化智能故障诊断效果。

2.3　机群管控智能化

机群工会智能化管控是实现系统内个机械设备有机结合、高效运行的重要技术发展模式，它主要以机械工程机群系统为管控对象，通过综合运用运筹学、统计学。模拟仿真等学科，经过系统运算、分析和判断，构建智能化全方位的机群管控函数模型，利用“最优解”法获取系统运行的最适宜数据，从而实现系统内各组织、部件之间的灵活、协调、高效作业效果，提高机群日常运行管理工作的经济性、合理性、安全性和可靠性。机群管控智能化主要表现在优化资源配置和优化物料应用两方面内容，技术工作人员通过预设程序可有效减少人工、外界环境对机械运行产生的负面影响，提高机械设备日常运行效率，同时明确机械工程相关材料、设备的使用期限，完成精密的运行周期计算，最大限度地利用现有的机械工程资源，促使借些操作达到最优管控效果。

3　总结

综上所述，我国机械工程智能化发展起步较晚，但随着社会科研机构和各企业的系统努力，已经历国外引进、二次核心技术开发、模仿和独立研发的重要发展阶段。同时随着机械工程智能化生产设备的应用和推广，国家原有的生产方式和工程建设方法发生了巨大转变，机械工程智能化具有广阔的发展空间。

[1]汪瑞.试论机械工程智能化的发展趋势[J].工程技术：文摘版，2016.

[2]赵海贤.探析机械工程智能化的现状及发展方向[J].江西建材，2017.

[3]邵振臣，杨云杰.工程机械智能化发展现状及趋势[J].机械设计与制造工程，2016.