时间:2022-02-21 07:54:57

由于网络信息化、计算机智能化在工业技术领域有了空前的发展,我国的现代化建设事业也在发生着变化,对于工程机械的需求不再是数量多,也提高了对工程机械技术水平的要求。对工程机械智能化与信息化的要求主要是表现在对工作部件的进一步控制,目前在现代化的机械工厂,从最开始的材料输入到机床启停,以及调整参数,再到工件拆卸直至运输都可以实现全数字化、全自动化,不需要人来看守。计算机技术的快速发展和更新,给各个传统的行业带来了一定的影响,当然工程机械行业也随之发生变化。
1. 国内外工程机械智能化与信息化的发展概况
工程机械智能化与信息化在国内外都有着不同的发展情况,但是由于我国各方面因素的影响,国内的机械智能化与信息化发展状况与国外相比比较低。长期以来国际市场上的工程机械技术产品被欧美、日本等企业集团垄断,我们可以用国外的797F型矿用卡车来对国外的工程机械智能化与信息化发展概况进行分析。大部分的矿山企业里大型的机械每天工作长达十二小时,一般情况下是一个操作人员坐在大约有四层楼高的驾驶室里,忍受着噪音、酷暑和严寒等恶劣环境的影响进行工作,但是797F型矿用卡车具有远程遥控操作功能,那么操作者就可以坐在舒适的办公室里驾驭这一机器完成各种工作任务[1]。797F型矿用卡车拥有VIMS 3G监控系统,机器上的传感器使VIMS系统能够快速的交换和监控所有的系统传来的信息,操作人员可以轻松的在办公室里或者是车间里迅速的下载数据并将数据生成报告,这些数据可以用于提高定期维护计划的效率,尽量的延长机器的使用寿命。797F型矿用卡车还拥有生成和有效负载管理系统,这个系统可以用来提高卡车或者是装载工具的效率,从而提升车队的生产能力,有助于延长卡车机架、轮胎等部件的寿命,这款卡车还有外部有效负载指示器,能够正确的致使操作人员什么时候停止装载,以达到最佳有效的负载,此外还可以对道路进行分析控制[2],能够有效的改善维护养护的周期时间,延长机架和轮胎的寿命。我们可以看出国外的智能化工程机械已经具备了远程监控和智能维护、工程机械智能化管理等方面的功能。
在我国智能化工程机械的研究工作起步较晚,在二十世纪九十年代初期,国内首先开展了工程机械机器人化技术的研究工作,很多的高等学院和科研机构等多家工程机械生产企业联合进行了开发研究。我国的工程机械智能化与信息化在最初开始发展时期,所有控制系统软件都是依赖进口,而在国内的主机厂家设计人员也主要是以电气系统设计和元件选型为主,这种情况制约了我国工程机械化技术的发展。随后我国开始引进国外生产的控制器,设计人员根据工程机械主机控制策略进行再次开发[3],在这一阶段设计人员开始关注控制模型的搭建,但是由于控制器主要还是依赖于进口,我国的工程机械在智能化、信息化领域还是处于初期阶段。随着后期的不断研发以及大量人力和物力的投入,我国的机械工程也在逐渐的推出一些产品,直到现在我国开始了现代化手段开发,并且验证了工程机械控制策略,目前我国的工程机械行业已经进入到高速的发展时期,但是变速器和高液压件等关键零件还是依赖于进口,那么也就在一定程度上限制了我国整体工程机械厂商的战略扩张。
2. 工程机械智能化与信息化的发展方向
工程机械智能化与信息化指的是在工程机械中应用信息采集和智能控制技术,使工程机械有一定的自我感知和自动控制等功能。随着科学技术的进步以及现代化施工项目大型化的需求,新一代的工程机械不仅需要实现集成化操作智能控制,还需要将他们组成基于网络智能化机群协同控制系统,以便能够获得项目施工的高效率和降低耗能。目前工程机械化产品的智能化与信息化已经成为世界工程的重要发展方向之一,工程机械的智能化是指工程机械利用工程机械集成信息,应用计算机微控制器通过系统的程序最终达到理想的控制目的,工程机械的信息化包括了售前信息和售后信息,如果售前信息和售后信息得到了有效的集成并且方便读取,那么对于机器的使用和管理以及后期的维修养护等程序将会变得更加方便快捷。
3. 结语
工程机械智能化与信息化是计算机和自动控制以及网络技术等多层领域的集成应用,随着计算机技术的发展,工程机械的智能化和信息化必将不断的发展,给我国的工程机械和农业机械等传统行业的智能化控制提供更多的改进方向,工程机械将会得到更好的发展空间,为我国的社会经济发展做出贡献。■
一、工程机械的智能信息化发展动力
(一)与国际接轨的必然现在的世界是一个地球村,这是因为网络信息的飞速发展和网络连通的作用。我国坚持走改革开放的道路,对外合作的进程越来越快,伴随着我国对其他国家展开的一系列工程建设和工程援助,我们可以知道工程机械将会大展身手。但是现代化的建设绝对离不开智能信息化的支持,为了与国际接轨,我们必然要发展工程机械的智能信息化。我们不否认,在工程机械智能信息化领域,我们和西方先进国家有一定差距,但正因为如此,我们才更要发展工程机械的智能信息化,以此来缩小彼此之间的技术差距,加快我国工程机械智能信息化发展。
(二)工程机械行业的现实要求工程机械广泛应用于国防建设工程、交通运输建设,能源工业建设和生产等领域,这就意味着它和我们的生活息息相关。由于现在地理环境较为复杂,如果不加快工程机械智能信息化的发展,那么我们在开发利用这些资源的时候就会严重影响工程进度,造成资源浪费。试想一下,如果可以把智能信息化的工程机械运用在矿山开采工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域中,那么就能有效解决一些现实问题。
二、工程机械智能信息化发展的具体措施
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。
三、总结语
综上所述,我们可以知道在现阶段的生产当中离不开工程机械的运用,也离不开智能信息化的开发。因此,我们要探究工程机械智能信息化发展的原因,分析问题,然后结合实际情况,寻找合适的发展措施,提高工程机械的智能信息化水平。总而言之,我们要不断克服困难,积极开发工程机械的智能信息化技术,以此来促进这个行业的快速发展,从而为我国的经济发展和百姓的幸福生活做出更加卓越的贡献!
作者:李士玉 田世楠 杨丽娟 单位:鞍山市经信委信息中心
关键词:机械工程;智能化;发展趋势 前言
我国科技不断进步与发展,机械工程智能化的应用越来越广泛,本文就其发展趋势展开了探讨。
2.机械工程智能化发展现状
由于我国目前的国情以及技术、信息等的限制,我国部分机械工程企业还未实现智能化发展,还是以传统的制造模式为主,但可喜的是,机械工程企业一直都在不断改革,借鉴国内外发展较好的机械工程企业的成功经验,在技术、管理、产业结构等各方面开拓创新,将智能化作为企业未来的发展目标。总之,未来的生产是智能化的集约生产,顾客的需求是智能化的服务和产品,因此,企业的生产和管理必须以智能化的发展方向为目标。
虽然目前还存在较多的困难和挑战,但我国机械工程行业的智能化发展趋势总体上是良好的。随着技术越来越成熟,不少企业在国家产业政策和信息技术高速发展的支持下,以市场需求为导向,不断调整产业结构,研发产品技术,将产品向科技化、智能化方向发展,中国机械工程行业一定能够克服当前的困难,走上科技、智能发展的轨道。
机械工程是现代社会生产和生活的基础,是将技术科学理论知识运用生产实践中的一门应用性工程。任何生产和生活活动都离不开机械,如农业机械、冶金和化工机械、食品加工机械、矿山机械设备等,各个工程领域的发展都需要机械工程提供必需要的设备,各个领域不断提高的需求促进了机械工程的发展,同时机械工程自身的发展,如技术创新和科技进步也能更好的满足各个工程领域的不断发展的需求。但不可否认的是,机械工程在提高人类物质文明和生活水平的同时,也对环境造成了很大的破坏,如废水、废弃、废物的污染;资源的大量消耗等。因此,机械工程的发展不能一味的以提高生产、生活效率为目标,而要寻求一条既不破坏环境也不影响生产生活的可持续发展道路。综合各方面的因素分析可以得出,智能化发展是机械工程未来的发展方向。
3.机械工程智能化的优势
3.1 生产能力和工作质量得以大幅提高
应用机械自动化生产出的产品在信息自动处理和控制方面有着突出的优点,其控制和检 测的灵敏度、精度和范围都有较大幅度提高,通过自动控制系统可以精确的保证机械的执行 机构按照设计的要求完成预定动作。
3.2 产品的安全性和可靠性更高
机械自动化产品一般都具有自动监视、报警。诊断和自动保护的功能,在工作的时候一 旦遇到过载、过压和短路等故障时能够采取自我保护的措施,有效保护操作者和设备的安全, 由此可见,使用机械制造及自动化技术对产品的安全性和可靠性有非常大的提升。
3.3 提高了产品科技含量,提升了产品的具体功能。
机械自动化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不 同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动 化产品的控制系统中,使产品更具科技含量。
3.4 提高了生产效率,降低了劳动强度
机械自动化产品的自动化程度较高,属于知识密集型和技术密集型产品,是将人们从繁 重的体力劳动中解放出来的重要途径,可以加速工厂自动化、办公自动化和农业自动化及交 通自动化,另外,机械制造及自动化技术还有效提高了生产效率,降低了劳动强度。
4.机械工程的智能化的应用
4.1 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。
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。
4.2 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。
4.3 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.机械工程智能化的发展趋势
5.1 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。
5.2 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。
5.3 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。
5.4 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。
6.结束语
只有加强对机械工程智能化的研究,才能完善该部分技术,掌握发展趋势,为我国机械工程更好的服务,该部分研究非常具有现实意义。
参考文献:
[1]彭海辉.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].建筑遗产,2013(3):166-168.
[2]王朝.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].建筑遗产,2012(3):16-18.
[3]高洁.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].建筑遗产,2013(6):66-69.
一、工程机械的智能化发展分析。
工程机械的智能化发展趋势主要体现以下所述三个方面,主要的内容工程机械单机集成操作的技术以及智能化控制方面,工程机械的智能化维护技术、预报、远程事故诊断分析、监控以及检测和以网络机群作为基础集成控制以及智能管理的技术。
(1)、工程机械智能化单机集成操作以及智能控制技术。
工程机械智能化单机集成操作以及智能控制技术主要包括下列内容:全功率负荷的传感控制技术、可编程的控制技术、无人操作技术、将机电液一体化进行控制技术、自动换挡变速技术等多方面。应用工程机械领域中自动换档的系统愈加广泛,使得使用性能不断改善,操作人员的劳动强度在不断减小。这其中的自动换挡系统能够划分为液压式和电液式。液压式的主要功能是把其车辆行驶速度和油门开度等在行驶过程中所发生的参数进行油压的信号转化工作,随后再通过转化得到的油压信号对换挡阀实现控制,并最终达到自动换挡功能。而电液式主要把行驶速度和油门开度等行驶过程中所发生的状态收集的参数实现电信号转化工作,再将其输入电子换挡之中,实现对换挡阀控制,最终能够达到自动换挡的功能。
(2)、工程机械的在智能化维护、预报、远程诊断事故、监控、检测技术。
工程机械的诊断故障和电子监控技术指对在线的工程机械实现检测、预报、监控发生状态等功能,并且实现故障远程维修诊断工作。此项功能的目的是能够实现工程机械监控以及故障诊断工作的智能化、数字化和自动化。进入二十一世纪以来,微型计算机的普及面大大加强,已经成为社会经济发展中不能缺少的重要工具,与此同时,大量的国外工程机械企业在对于工程机械的使用过程中也加入了微型计算机的功能,并且已经取得了较为良好的成效。在近几年,许多国外厂家已经将电子监控的设备安装在记录故障的数据存储和输出的接口上,相关工程机械维修人员能够将故障代码输出并对其加以分析,进而对故障发生点以及其发生故障类型进行诊断确认。和发达国家相比我国工程机械在此项领域之中研究应用工作均存在着一定的差距,对于故障的诊断以及电子监控技术应用和发展都处在初级阶段。
(3)、以网络机群作为基础集成控制以及智能管理技术。
在高级公路的路面施工作业过程中因施工机械品种和数量都较多,而且很多的机械在工作运行的状态方面有很大的随机性。在实际应用施工的过程之中对于建设施工项目进行最为优化的配置是至今为止都没能解决得一个问题。在必须由多机种、高性能的多个机械进行联合施工的作业条件之下,使得进行施工的机群增加投资,所增加的机械设备在进行使用方面费用,与此同时机群在进行作业的过程中协调方面能力以及对工程的效益、进度以及施工质量都会造成重大影响。因此对机群调度以及优化配置过程之中,对机群进行协同作业的能力实现充分发挥作用,这能够使得项目施工的成本大大减少,这在大型的工程项目建设施工过程之中已经成为管理研究人员重点关注的课题之一。近年来,众多的国内外专业对这一课题进行深入研究并且取得了卓越的理论成果,但这些理论成果至今没有得到充分的运用,因此在当前工程机械智能化进程之中,积极开展理论引用是十分重要的。现如今,网络机群作为集成控制和智能管理技术在工程项目的建设过程中的应用是十分迫切的。技术应用主要包括了数据通信技术、协同化控制技术、智能化调度技术、优化配置集群技术等方向。
二、工程机械的智能化发展对策。
在现代的工程机械行业发展进程之中,应对高性能的技术、网络技术、智能技术、机器人技术以及数字化技术等多项科学成果进行综合的利用,对我国现今所拥有的工程机械进行系统化技术改造以及性能提升,对于自动控制、多传感器、计算机和微电子等先进科学技术综合的利用,对于工程机械智能控制的系统以及集成操作相关技术进行应用,这中间的关键技术在现代工程机械智能化的发展趋势当中具有核心地位,是最为关键单元技术,研究人员应该首先进行研究并提出解决方案。并且与我国的实际国情充分结合,研究出适合广泛应用发展的自主创新技术等对我国工程机械领域的新型主导性产品。将我国传统工程机械的产品在短时间之内取得跨越式发展,使我国工程机械方面的国际竞争力不断提高,并且形成产业化生产模式。
三、结束语
关键词:电子液压技术;工程机械;智能化
前言:经济的不断发展带动了建筑行业的发展和进步,人们的生活水平越来越高,对于建筑工程项目的功能和质量也提出了更高的要求,进而直接促进了工程机械制造工艺的发展和提高。在知识经济不断发展的今天,对于工程机械的控制要求,逐渐实现了由开环控制向闭环控制,由时域控制向频域控制,由人工控制向自动控制,由实地控制向远程控制等多方面的转变,逐步实现了工程机械的自动化和智能化,而计算机技术的普及,更使工程机械的智能化有了实现的可能。本文以力士乐公司生产的RC控制器为例,对当前市场中的液压电子产品进行了分析和阐述。
一、RC控制器概述
随着经济发展速度的加快,建筑行业对于工程机械的智能化要求越来越高,原有的可编程逻辑控制器(PLC)的功能已经无法满足电子液压控制以及工程机械智能化的要求。在这种情况下,RC控制器得到了发展和普及。
与PLC相比,RC控制器同样是一种微型处理器,但是其功能更加齐全,更加适应工程机械智能化发展的要求,也是实现电子液压技术与工程机械智能化的重要工具。这里以博世集团力士乐公司生产的RC控制器为例,对其功能和作用进行了分析。
首先,应用了先进的电子技术。作为博世集团的子公司,力士乐生产的RC控制器在许多方面都具备博世汽车的特性,许多高端先进的电子技术被应用于汽车制造领域。同时,由于车载电子系统对于抗干扰能力和抗震、抗寒、抗高温等能力的要求较高,因此在结构设计方面,需要选择适当的材料制造外壳和接头,要求其必须符合EC60068―2和EN60528标准下的IP65IP69K保护等级。力士乐生产的RC控制器在设计和制造时,按照ISO9000标准的规定,合格率可以达到99.99999%,也就是说,不合格产品只有百万分之一。设备的抗干扰能力符合相应的标准和要求,使得RC控制器的功能和作用可以得到极大地提高,其应用范围更加广泛,得到了迅速的推广和普及。
其次,具有较高的安全性。力士乐RC控制器在生产时就充分考虑到了使用过程中的安全问题,在内部设计安装了电位计监视和输出保护二极管,可以随时对控制器的运行状态进行监测,从而有效预防短路故障的发生,其自身具备极好的短路防护功能和反向极性保护功能,在使用时不需要设置其他的保护电路。力士乐RC控制器可以选择多种数据输入模式,也可以对数据、频率的输入进行自由定义,其左右输出通道可以独立使用,也可以同时使用,处理速度更加快捷。另外,设备具有良好的兼容性和可扩展性,可以应用于复杂领域。而在接线方面,无需进行电磁铁回线,使得安装工作更加便捷,这也是其自身的特点之一。而在设备的CAN接口配置方面,RC4-4、RC6-9、RC12-18三种型号都配备有双CAN接口,且具有40MHz的主频,可以有效满足工程机械智能化的需要,其运行时间也大大增加,满足相关机械制造方面的要求。
然后,无需单独进行供电。通常情况下,虽然控制器的规格和型号有很大的区别,但是一般都具有传感器供电系统,因此液压传感器无需单独进行供电,也避免了因设备的电源故障而导致传感器无法正常工作情况的发生。控制装置的特性和应用如下表所示:
最后,设备自身具备操作系统。RC控制器内部设计安装了操作系统,可以使用C语言以及BPDAS对相关的应用程序进行编写和修改,从而使控制器具备更多的计算机功能,应用范围更加广泛,兼容性更强。另外,工程机械的另一个重要硬件D12图形显示器,对于控制器实现电子液压控制以及工程机械智能化也发挥着不容忽视的作用。D12显示器拥有280×124的液晶显示屏,可以对图像进行相对清晰的显示,保证操作的准确性,同时D12图形显示器自身的安全防护等级较高,正面防护等级为IP69K,背面防护等级为IP65,对于控制器和设备的安全等级没有影响,可以正常进行安装,其可安装区域也大大增加,使得司机更容易看到。
二、电子液压控制及工程机械智能化的实现平台
文中提到的工程机械智能化的实现,需要相应的计算机软件平台,这里应用的是BODAS软件平台。在BODAS软件平台上创建出的应用软件,都可以自动生产BODEM,使得软件既可以在PC上稳定运行,也可以在BB-3DE手持控制器上正常运行,应用范围更加广泛,兼容性更强。这个功能使得软件不需要利用原有的程序,就可以实现故障诊断、状态显示、参数设定以及自我学习等功能,更加方便简洁。同时,BODEM程序还附带检测功能,可以对系统故障进行硬件方面的诊断,而利用系统中输入的运行参数,则可以实现对于软件方面缺陷和故障的诊断。
此外,为了扩大设备的使用范围,方便使用人员对程序进行编写和修正,BODAS平台还具备常用的软件库,为使用人员和技术人员提供编写软件所必须的功能模块和命令模块,并在液压系统的控制方面,创建了15个基本然间模块,使用户可以通过不同的组合方式,创建出功能更加齐全、效果更好的软件,以适应不同设备的要求。
三、结语
总而言之,随着社会经济的发展和进步,人们对于建筑功能和质量的要求越来越高,对于工程施工的安全性和实效性也提出了更高的要求,工程机械逐渐向着智能化和自动化的方向发展,机械逐渐取代人工成为工程建设的主体,不仅可以极大地提高施工速度,也可以减少施工中的误差,确保工程项目的质量,同时还可以有效减少安全事故的发生,保障施工人员的人身安全。在科学技术不断进步的大背景下,将液压技术与计算机电子技术相互结合,已经成为未来液压工程的主要发展方向。液压RC控制器的出现,正是电子液压技术与工程机械智能化的重要成果,通过BODAS平台,液压RC控制器可以对液压设备进行故障诊断、运行状态显示、参数设定等操作,具有十分积极的工程应用价值。
参考文献:
[1]王长江,宋金富,赵晓东.电子液压技术与工程机械智能化[J].建筑机械技术与管理,2004,(11):112-115.
[2]赵阶林.电子液压技术与工程机械智能化[J].液压与气动,2012,(9):71-72.
[3]王国庆,刘洁,张宗涛.工程机械智能化控制器研究[J].筑路机械与施工机械化,2008,(3):73-75.
关键词:机群智能化;机械设计;工程机械;遥控
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
【关键词】工程机械;远程监控;智能化系统;应用
在我国进行基础设施建设时,使用的重型机械比较多,但是由于管理上或使用中存在不足,经常会出现丢失或者被损坏的现象,在这种情况下就必须停工,对工程工期造成很大的影响,而且工程机械在长期的使用当中,会出现一些提供故障,使用远程监控及智能化系统能够将故障及时的传送给售后,尽早解决问题,也方便了用户的统一管理,提高了设备运行的效率。
一、系统基本功能
①机械紧急保护。在机械长期的运行中会出现老化、磨损等,引起的机器的故障,使用远程监控及智能化系统能够在操作人员采取措施之前,就会停止系统的运行,进入保护模式,避免机器出现其他的故障。这样就降低了机械损坏的程度,不仅缩短了维修的时间,而且降低了维修的费用。②统一管理。在GPS定位的基础上,能够实现对重型移动机械动态位置的确定,然后传输给用户中心,就实现了对机械的运行状况的实时了解,所以在很大程度上提升了系统的管理能力。③提高售后的质量。在机械出现故障时,通过GSM网络将故障的原因传送给生产厂家的数据中心,然后对故障进行分析处理,将处理的措施反馈给用户,减短了维修的时间。④性能参数的反馈。在系统的设定中在定期内就会将机械的运行参数通过网络传送到生产厂家,然后对运行参数进行分析,如果出现潜在的隐患,就能够及时的解决,为改进机器和创新产品提供了有效的技术支撑,同时也提升了产品的市场竞争力。
工程机械监控系统的主要的结构是集散型分布式处理结构,其组成部分包括主要由地面中心站、井下监控分站、传感器、控制执行器、图形工作站、集线器及远程终端等组成。其中监控中心站是整个工程机械安全监控系统的核心,该部分的监控软件能够实现系统任务调度、设备组态、定义配置、数据通信、数据处理以及网络数据共享任务。而监控分站主要是具备各类数据实时采集、预处理、报警、控制以及与监控中心站间的数据通信等功能。其中监控系统中心站的设计主要有通信协议与交互连接设计。
配置接口提供了请求数据和更新数据两个方法实现外界与动态数据库间得交互连接。配置接口能够设计各种配置程序,来满足用户对系统的各种需要。该配置接口的程序配置的过程主要,首先通过传递一个参数向动态数据库进行请求数据,然后动态数据库对传递的参数进行相关的处理,并将核实的数据传回给请求者。当配置程序对配置修改以后, 可以通过数据更新方法把新的配置更新到动态数据库。所以在煤矿安全远程监控系统中,配置接口能够实现设计了数据库配置、分站类型配置、模拟量类型(传感器类型) 配置等配置程序的功能。
二、可满足的技术指标参数
在设计的指标上要满足以下几种参数的范围:工作温度:—20℃——50℃之间;存储温度:—25℃——70℃之间;系统电源功率不能超过60W;交变湿热保持在95%以上,(30℃——60℃);部件的重量不能超过12KG;平均无故障工作时间:MTBF要大于2000小时。通过子系统的作用下,对智能仪表的所有数据能够进行有效的处理分析,实现系统的安全可靠运行。
在GPRS无线网络的运输上要满足:使用三级网络控制系统。传输的过程为:首先是操作人员,然后传送到用户控制中心,最后传达到生产制造厂的网络控制中心。
三、具体的技术应用
远程监控及智能化系统采用了三层网络结构,在底层网络上使用了CAN总线技术;上层网络采用GPRS传输技术,在底层系统中能够将各种参数通过传感器的作用传递给CAN总线,然后再传送给监测分析嵌入系统,经过系统的处理,将数据通过上层的GPRS网络传输给生产厂商。
1、移动机械性能检测分析综合系统的应用
主要是将智能仪表的数据信息进行相关的处理,然后对机械的整体运行情况做出评测,使操作人员能够清楚的了解机械的使用性能,如果在检测中性能参数出现问题,在应急系统的作用下能够实现机械的快速保护。监测分析主要的性能参数包括:机械发动机的转速、工作时间、总计时间、冷却液的流出、机油的温度、液压油的温度以及输出电流电压等。只有对这些参数及时的评测,才能保证系统的正常运行。通过GPRS的网络传输,能够将所检测到的机械运行的性能参数传送到用户中心的上位机处理系统中,这样用户就能够掌握机械的运行状态,同时制造商也可以通过远程监控的系统来监测机器的运行情况,提供更加优质的售后服务。在GPS定位模块上能够准确的定位到机械的位置,主要是通过在通信模块的基础上,将地理位置信息传送到用户中心,然后在嵌入式系统的作用下,将机械的位置信息存储在存储器当中,为用户查询机械位置信息提供了很大的方便。由于操作人员在操作上出现失误,会导致机械的性能的改变,如果程度不严重,在报警后会提醒操作人员及时的修复;如果对机械的损害非常的大,就会强行的采取保护措施,比如自动切断电源、停止机械运行。
2、人机页面的应用
远程监控及智能化系统使用了移动机械车载操作监控界面,操作人员能够直观的在液晶显示器上看到机械运行的状态,该界面操作简单、信息量大,能够满足重型机械生产环境的使用要求。在用户中心监控界面中,用户可以通过输入机械型号的形式来查询机械的性能参数,同时接收远程系统传送来的报警信息,在这个界面上,能够对报警信息、机械的损坏信息以及位置信息都能及时的掌握。
总而言之,目前在我国的重型机械越来越多,通过使用远程监控及智能化系统能够使用户及时的掌握设备的运行状态和性能参数,当在运行中出现故障时,快速的给用户提供解决措施,保证了机械的正常运行,实现了工程机械的智能化的发展,提升了系统自身的性能,所以该系统具有广泛的应用价值和发展前景。
参考文献
[1]程立辉,刘大成,金小伟,郑力.基于虚拟现实的设备网络化远程监控系统设计[J].制造技术与机床,2004年11期
关键词:智能化技术;电气机械工程;应用
自从我国加入世界贸易组织之后,我国社会经济得到了快速发展,有效推动了我国工业的发展。现阶段,我国正处于社会主义市场经济体制下,市场竞争促使企业对自身的市场竞争力尤为重视。就电气机械工程领域而言,智能化技术的应用能够提高电气机械行业的工作效率,有效提升了市场竞争力。智能化技术随着科学技术的发展,不断更新发展,有效的提升了电气机械工程自动化效率。鉴于此,本文对“智能化技术在电气机械工程中的应用”进行深入探究意义重大。
1. 人工智能概述
对于人工智能,其主要是通过机器代替人工进行操作,从而实现节约人力资源这一目的,有效的增加了经济效益。现阶段的人工智能不仅仅能够代替人工工作,还能够完成一些人工不能完成的工作,由于机器操作完全受到精确的程序控制,并不会出现工作疲惫状态,能够使得工作效率得到有效的提高[1]。
随着社会经济的发展以及科技的不断进步,人工智能同样在实践中不断完善,并在人们日常生活中得到有效的推广应用,极大的便利了人们的生活。近年来人工智能发挥的作用逐渐增大,呈现出人工智能与人们生活相互促进以及发展的新局面。
2. 智能化技术在电气化工程中的发展现状
对于智能化发展,是市场竞争加剧以及科学技术发展的必然产物,其主要是由于社会需求与人工生产力之间的矛盾。智能化技术在电气化工程中的应用,有效提高了产业生产效率。近年来,随着科学技术的不断进步,智能化技术逐渐成熟,并且在电气机械工程当中发挥的作用越发重要。当前智能化技术已经在社会各领域中得到有效的推广应用,诸如农业灌溉、信息处理以及电气化工程等,不仅仅有效节约了人了资源,还创造了客观的社会经济财富[2]。换一种说法,智能化技术为社会经济发展提供了强大的技术基础。
3. 智能化技术在电气机械工程领域中的应用
对于智能化技术的应用,其主要是由于我国社会的需求的不断增加。对于电气机械工程而言,电气技术具有较强的专业性以及技术性,要想提高工作效率,必须实现自动化,才能够有效保障企业的经济利益最大化。与此同时,智能化技术的应用还能够保证电气机械工程的安全运行。现对智能化技术在电气机械工程中应用进行深入分析,具体内容如下:
3.1电气机械工程中变电站的自动化
电气机械工程工作效率直接关系到人们的生产生活质量,同时对人们日益增长的物质文化需求具具有重大影响。变电站作为电气机械工程的最为重要的一部分,其直接关系到电气机械工程安全运行,智能化技术在变电站当中的应用,能够避免人工操作的误差,从而有效提高操作准确度以及工作效率。此外,智能化技术的应用,可以依据变电站的实际运行情况可以实现自动的职能变动,其主要是采用微机设备代替电磁装置,利用电缆代替电力信号,从而实现了数据传输的自动化,有效提高了生产效率。
3.2机器故障检测实现自动化
众所周知,机械设备在长期的使用过程中,会由于老化、磨损等原因出现故障。在智能化技术应用之前,一旦机械设备出现故障,必须通过人工查找故障点,不仅仅效率低下,还对故障位置拿捏不准确,促使电气机械工程的运行效率低下。智能化技术的应用,促使这一问题得到有效的解决。智能化可以在电气设备运行时,自动记录运行数据,一旦出现故障,只要根据不正常数据,就可以快速查询故障位置,有效减少了故障排查时间,从而有效增加了电气机械工程效益[3]。
3.3对控制系统的自动化建设。
控制系统在电气机械工程中尤为重要,其实现自动化能够避免不必要的资源浪费,从而有效增加电气机械工程经济利益。此外,智能化技术的应用,能够实现资源的优化配置,利从而实现经济型办公。最橹饕的是在日常的机械故障处理、数据控制等均可以实现经济节约型,同时在人力资源上也会有所节约,最终实现经济效益。
4. 结语
综上所述,随着社会经济的快速发展以及科学技术的不断进步发展,市场竞争的加剧,企业有必要加强智能化技术的应用,从而有效提升企业办公水平,进而实现企业经济利益最大化。智能化技术在电气机械工程中的应用,能够实现自动化管理,从而使得调控作用得到充分发挥,有效提升了电气机械工程的工作效率,有利于社会发展。
参考文献:
[1]杨宇博.电气工程自动化中智能化技术的应用探究[J].中国新通信,2015,02:92.
关键词:智能控制工程;机械电子工程;应用
1智能控制工程和机械电子工程概述
1.1智能控制工程
智能控制技术包含神经网络学、电子信息学和人文科学等学科内容。在机械电子工程中,智能控制技术融入了各类工程控制理论和计算机科学,利用计算机软件和生物学模仿人类的大脑和肢体功能,搭配先进的控制电子设备,可以顺利实现更加多元、智能化的操控,降低了对人力的依赖性。在实际应用中,智能控制工程以计算机技术和信息技术为基础,以控制理论为指导思想,实现对机械生产的自动化管理控制。智能控制技术一共经历了3个发展阶段,前期的技术应用效果并不明显,后来主要被应用到军事领域,直到21世纪才进一步扩展了该技术的应用范围。使得智能化控制技术和社会生产结合起来,并在大数据技术的支持下广泛应用人工智能技术,给人们的生产生活带来极大便利。随着控制理论及其技术的不断完善,控制技术的应用范围进一步拓宽,作用进一步强化,在许多大型机械制造过程中发挥着十分重要的作用,实现了自动化的操作控制和管理。智能控制工程和传统控制工程最大的区别是,其可采用智能化、自动化技术提高机械操作性和应用性。其次,智能控制技术的应用使得操作更加简便,能有效解决机械生产中出现的各种复杂问题,并通过全面综合的机械技术,结合现代控制理论解决许多线形和非线性的问题,尤其在机械工程活动中提供更加科学的技术支持。
1.2机械电子工程
机械电子工程的发展基础是机械工程,集合了计算机、机械和电子等学科技术。传统的机械生产由人工控制,生产效率不高,且容易在设计生产过程中出现异常问题而得不到及时有效解决,不但影响效率还可能会影响生产质量和生产安全。为此,随着信息技术的不断发展,在机械工程中转变传统机械生产模式,利用机械电子工程实现传统机械工程和电子信息技术的结合。加深电子、机械和信息之间的联系,在实际产品设计生产和经营管理中,机械电子工程结合机械理论、电子工程知识和计算机知识,完善产品设计方案。和传统机械工程相比,机械电子工程的设计更加精细化,产品结构变得更加简单和集成化,功能更加优越。通过科学的规划设计,促使机械制造水平进一步提升,满足现代化机械生产发展需要。机械电子工程也经历了多个发展阶段,前期主要采用人工操作的方式进行管控,生产质量和效率受到限制。机械加工技术的不断研究发展,推动了机械电子工程的发展,融入自动化技术,不断提升生产规模和效益。尤其在大数据时代,集合大数据、云计算和人工智能技术,拓宽了机械电子工程的应用范围,提高机械生产的效率和个性化,降低生产周期,使产品的性能不断完善。
2智能控制工程在机械电子工程中的应用优势
将智能化技术应用到机械电子工程,可简化操作流程,避免人为操作带来的失误,提高机械电子工程的运行效率和质量,使得机械电子工程运行变得稳定安全。同时还能提高整体控制能力,使机械电子工程各环节都得到强化。
2.1避免人为因素引起的操作不当
智能化技术灵活性较高,在机械电子工程设计施工中采用智能化控制技术可充分发挥其灵活性的优势,改正和优化传统机械电子工程设计施工中存在的问题。由于机械电子工程的设计与应用受到主客观因素影响,因此可利用智能化控制技术实现对系统设计施工的全方位实时监控。可以在很大程度上避免人为因素引起的风险问题,可以高效反应和判断具体问题并解决,确保机械电子系统正常稳定运行。同时,智能化技术的应用可以协调各个系统及其设备,对可控指标进行调整优化,可在整体上提升电气设计施工的质量和系统运行的水平。
2.2确保数据一致
机械电子工程设计施工的质量会受到技术、材料设备和人员、自然环境和施工条件等因素影响。尤其是设计方案存在的问题没有得到有效解决,导致施工中出现多次变更,影响到获得数据的完整性,增加数据分析结果偏差。为此必须提高数据的一致性,利用智能化控制技术可全方面收集相关数据信息,避免数据遗漏和错误。同时,可以提高数据处理的效率和准确性,可根据不同技术形式采用针对性的数据处理方法,有效提高机械电子设计的科学有效性,以及机械电子工程设计施工的质量。
2.3提升整体控制能力
结合智能化控制技术和机械电子工程,可及时反馈系统及其设备的数据。智能化控制器能保障生产正常进行,还能发挥自动化的技术优势,及时发现和解决存在的隐患,获得正确反馈信息。同时,可以远程控制生产设备,提升企业整体运行的控制能力。
2.4强化机械电子工程各模块,简化自动化模型控制
机械电子工程具有模块化的性质,在发展中涉及许多技术。这些技术的应用使得机械电子模块化发展成为必然趋势。在传统机械电子工程中,模块还不够完善且模型控制复杂。现阶段,在机械电子工程中,采用智能化控制技术进行系统数据整理和分析,可有效提升对整个系统的控制效果,强化系统生产运行的效率和质量,提高参数运行的准确性,还能防止设备和工艺运行出现故障。此外,可对机械电子工程系统模型控制进行简化,从根本上减少对模型的控制,提升整体工作效益。
3智能控制工程在机械电子工程中的具体应用分析
3.1模糊控制系统的应用
传统的机械生产加工工艺十分复杂且流程繁多,对技术要求高、工作量大,但是生产效率低,无法确保生产质量。采用人工控制的方式,不但会增加劳动量和劳动成本,而且还会因为人工操作失误影响系统实施效果。通过构建智能控制模型,采用模糊控制理论,不但提高了控制工作的精确性,加大了误差控制的范围,使控制工作在规定范围内开展。同时,减少了对人工的需要,有利于提升生产效率和质量,降低自动控制难度。在模糊控制实际应用中需要注意的是,应加大对生产误差控制范围的研究力度,提高模糊控制技术对机械电子工程控制的精确程度。3.2专家控制系统的应用专家控制系统和传统控制方式相比,对数学模型的依赖性大大减弱,不用受到受控对象因内外部环境改变而引起结构及其参数变化的影响。计算机系统在长期实践中通过模拟专家行为,利用智能化的方式进行操作和控制,可进一步提高控制系统的性能,提高生产精确度。例如,在高精度机床生产中,利用专家控制系统,可实现对机械加工全过程动态智能化的补偿控制,减少误差范围,有利于提升加工精确度。
3.3智能集成控制的应用
在机械电子工程中,集成自动化控制技术是较常见的技术工艺。在机械电子工程中的应用可促使控制系统得到全面升级优化。利用该技术,可以实现对生产环节及其各设备的统一化管理,能集中人力物力,提高监督管理的水平,促使机械电子工程有序协调发展,提高产品生产的效率和效益。此外,采用集成自动化控制技术,可全面监测多台设备的运行情况和生产数据指标,从而开展全方面的控制管理,及时分析处理异常情况,确保机械电子生产的有序性和高效率。
3.4神经网络控制的应用
神经网络系统是利用人脑的统一控制,实现对身体其他各个部位的控制。该技术根据这一理论设计出全新的智能控制系统,通过网络控制体系的不断完善,完成对机械电子设备的高效控制管理。不但提高了控制管理水平,有利于保障产品的质量,而且节约了人工控制的成本。通过对整个神经元的信息一体化整合、分析和反馈,利用神经元,实现对相关机械电子产品设计生产的指令或口令发布,促进了智能自动化控制的发展,也有利于机械电子工程行业的发展。
3.5鲁棒控制的应用
在现阶段机械电子工程生产研究中,鲁棒控制研究是指在设备受到外界干扰时,可以保持原来的控制系统性能,促使机械电子工程得以顺利开展。例如,在柔性臂轨迹制造中采用滑膜结构控制,并以此为基础研发鲁棒控制器,使得系统控制器在结构和性能方面得到优化。在实际操作时,利用补偿计算方法,使滑膜结构和鲁棒控制组合起来控制,确保控制系统在目标轨迹运行中发挥精确的控制功能。3.6预测控制技术的应用在机械电子工程中,采用预测控制技术是为了提前实现对设备运行的预测。将预测结果反馈给操作系统,实现对设备运行的良好控制,从而满足机械电子生产控制的需要。例如,在机械电子生产中,高速液压机转速和压力的增大,会使机械负载冲击作用加大,导致设备系统故障,影响运行精确度和安全性。利用预测控制技术,可以高速液压机实际运行情况为依据,建立科学的预测模型,控制设备运行速度和压力,实现对运行误差的精确预测和控制,有效消除运行中的速度和压力误差,提高设备运行的精确度和安全性。
4智能控制工程的发展前景
4.1高速度、高精度、高效化发展
促使智能化技术发展的主要指标是速度、精度和效率。在现代化机械电子工程中,采用自动化智能化技术,可实现手动控制无法实现的目标,不仅解放了劳动力,而且也有利于减少误差,提升生产精确度。在智能控制工程发展过程中,使用超精密磨削技术,可以提高机械电子产品生产的精确度。在一些尖端行业,例如,航天航空领域,未来将采用更加高效的自动化技术,促使机械电子工程朝着高速度、高精度和高效化的方向发展。
4.2柔性化控制发展
智能化控制技术在机械电子工程中的柔性化发展,一方面是机械电子自动化群控系统,另一方面是机械电子自动化数控系统。其中,群控系统主要是对信息流与物料流的动态调整,能够严格按照生产流程的要求开展工作。
4.3网络化机械制造模式
未来机械制造模型和模式会朝着网络的方向发展,产品生产中的设备和技术将进一步完善。微机技术和精密控制技术的应用将不断推动联网机械制造的发展,从而使机械电子制造朝着更加高质量和高水平的目标发展。
4.4模具成型技术
在模具成型过程中,自动化技术的应用可有效提高模具的生产精确度,可将模具的精确度控制在微米等级内。在未来发展中,相关技术的完善和创新,将使模具的成型和应用更好地为模具制造和机械电子制造带来更多方便。
机械制造是推动我国经济发展的动力因素之一,而机械工程技术则为机械制造提供技术方面的支持,因此,机械工程技术的发展对国家而言具有重要的意义。对机械工程技术的发展趋势做了分析与探讨。
关键词:
机械制造;工程技术;发展趋势
1机械工程技术向自动化方向发展
1.1机械工程自动化技术概述
机械工程技术的自动化是指机械装置按照事先预定的程序方法来自动操作、运行的过程。就目前的情况而言,我国机械工程自动化技术的应用范围相对较小,自动化水平比较低,且各个领域的机械工程自动化技术发展不均衡[1]。而之所以形成这种局面,主要是因为我国目前的生产力水平相比发达国家较低,员工素质参差不齐,技术积累较薄,经济社会发展水平较低。但是,这些现状并不意味着我国的机械工程技术不能向自动化的方向发展。根据当前国情,我国正处在劳动力短缺的发展阶段,并且企业具有强烈的产品更新换代需求,而国家的经济实力也在不断壮大。基于以上情况,我国完全有信心迎来一个由机械工程自动化技术所主导的新时代。
1.2促进机械工程技术向自动化方向发展的建议
1)加强配套机械自动化技术的发展。配套机械设备对主要机械设备具有辅助作用,因此,要想形成机械工程自动化技术,就应加强配套机械自动化技术的发展。具体而言,即应充分利用电子学、电子计算机技术、零件检查与机床装料自动化技术等,从而形成程序数据控制机床操作的局面,建立自动化生产线、自动化控制系统及生产信息系统等。在配套机械自动化技术的辅助下,提高机械工程行业的生产效率及生产效益。
2)推动低成本机械自动化技术的发展。由于我国目前尚没有能力广泛投资高科技、高成本机械自动化技术,所以,最好的做法应是暂时将资金投入见效快、投资少、成本低、前景广的自动化技术[2]。如果投资成功,则我国具有坚实的自动化技术基础,以后就能据此向高科技自动化技术迈进。
3)重视人才培养。机械工程技术的发展与创新归根结底是依靠人才聪明才智的发挥。因此,要想促进机械工程技术向自动化方向发展,国家就要重视专业人才的培养。具体而言,即:大力引进国外先进的机械工程自动化技术,将其作为教学案例加以研究和探讨;在聘用机械工程生产一线的工作人员时,将具备机械工程自动化技术专业知识及应用能力作为招聘的基本条件,在任用之后,定期对其进行业务培训及考核,从而提升职业素养。
2机械工程技术向智能化方向发展
2.1机械工程的智能技术概述
智能技术是自动化技术的一股分流。在机械工程行业,智能操作、控制是提高工作效率,减少误差的重要途径,也是技术水平高的表现。在智能技术的作用下,机械工程能够显示出以下几点特征:①品质、效率高。这是因为智能技术能够减少人力、物力、财力的使用,耗能少,所以品质高;同时,生产链得到延长,机械生产、生产管理、产品销售、产品回收等几个方面连成一条线,所以生产效率高。②环保。采用传统机械工程技术,难免会造成一些环境污染及生态破坏,而采用智能技术,则能够减少污染物的排放,从而达到环保的效果[3]。
2.2推动机械工程技术向智能化方向发展的建议
1)将智能化产品作为机械企业未来发展的新产品。传统的机械工业部门的作用只限定在生产机械方面,然而,在未来,世界经济全球化将得到进一步的发展,所以市场竞争将更加激烈。与机械工程相关的企业应革新发展观,将智能化产品作为未来发展的新产品,从而提高企业竞争力,不至于被市场淘汰。在确立这一生产目标之后,机械工程智能技术的发展则有了现实依据,所以技术方面的发展将向智能化靠拢。
2)在管理中推崇智能化理念。企业管理是主导产品生产及技术发展方向的关键,只有在企业管理中推崇智能化理念,才能将智能技术由设想变为现实。因此,与机械工程相关的企业应有全局观,在企业管理中推崇智能化理念,使智能化理念深入人心,鼓励一线员工及科研人员钻研技术,从而使机械工程实现智能化操作与控制[4]。
3)购置智能化设备。技术的发展离不开设备的支持,因此,要想推动机械工程技术向智能化发展,企业就应做好前期准备工作,调集资金为员工配置智能化设备,供其使用。
4)充分利用前沿科技。科技是推动社会进步的重要力量,也是推动智能化的中坚力量。因此,为了早日促成机械工程智能技术的成熟,企业应重视收集前沿科技资讯,吸收有用的信息,为智能技术水平的提升创造条件。
3结语
机械工程技术是推动机械工程行业向前发展的动力之一,尽管我国目前机械工程技术水平较低,但是在经济、人才等的支持下,未来终将形成成熟的机械工程自动化技术与智能技术。
作者;武玉理 单位:华油天然气股份有限公司云南分公司
参考文献:
[1]常凤麟.试论机械自动化技术的发展趋势[J].数字技术与应用,2014(3).
[2]马成家.探讨机械工程智能化的发展趋势[J].企业导报,2014(16).
[关键词]智能型;机械;自动化;应用;趋势
中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0214-01
机械自动化是科技不断发展的产物,其也是机械领域应用的一项新技术,在机械生产与加工中发挥着重要的作用。机械自动化在发展的过程中,应用的领域越来越广,将其应用在智能型机械的加工与生产中,可以提高产品的生产效率,在利用网络技术、信息技术以及计算机技术后,有效提高了企业的经济效益。本文对智能型机械自动化应用趋势进行了介绍,希望可以促进这项技术更好的推广。
一、智能型机械自动化的优势
1、减轻了工作人员的工作负担
将智能技术应用在机械自动化生产系统中,可以提高系统的控制能力,可以实现系统的高效运行。应用智能型机械自动化,可以对系统进行远程控制,利用计算机技术,可以取代人工操作技术,这有效减轻了工作人员的工作量,也减轻了工作人员的工作负担,可以保证系统发挥出自主控制能力。应用自动化技术,可以降低人为操作失误出现的概率。智能型机械自动化还可以解决生产系统中常见的故障问题,其具有模拟人思维的功能,可以处理一些突发的状况,采用自动化技术,可以保证生产的精细化,其可以保证机械产品的生产质量,可以减轻工作人员的工作量,可以实现生产系统的高效运行。
2、提高了生产的效率与经济效益
应用智能型机械自动化技术是机械行业不断发展的必然趋势,其可以提高生产的效率,可以提高企业的经济效益。在机械制造企业日常运行的过程中,生产系统可能会受到周围环境的影响,生产的效率会降低,产品的质量也会受到较大的影响,只有应用智能型机械自动化技术,才能保证生产系统运行的稳定性。应用智能型机械自动化技术,可以保证控制的规范性,可以保证系统严格按照人为制定的规则运行。智能型机械自动化技术,有效减少了系统出现故障的概率,可以解决传统机械生产系统中存在的问题,可以降低机械生产的成本,在利用互联网技术后,还可以实现远程控制,这节省了生产的时间,可以保证控制的高效性,是提高企业经济效益的有效途径。
3、提高了管理的水平
机械自动化技术可以提高智能型机械生产系统的控制能力,与传统的生产系统相比,应用智能型技术,可以保证机械自动化系统更加稳定的运行,可以解决系统中存在的各项问题,可以更好的生产加工系统进行掌控,可以提高对生产模式的管控能力。智能型机械自动化技术可以更加高效的利用资源,可以通过判断机械设备运行参数,了解设备的运行能力,可以对数据进行合理的评估,从而提高管理的效率。在应用智能型机械自动化系统后,有效提高了机械生产的质量,而且提高了机械管理的水平,是促进机械制造企业健康发展的有效措施。
二、智能型机械自动化的应用趋势
1、重组产品结构,合理应用智能型机械自动化技术
在当前市场环境下,机械制造企业之间的竞争比较激烈,为了提高企业的竞争力,企业管理者必须结合企业的发展现状,对产品结构进行调整与重组,要实现机械产品的创新。对企业来讲,产品的创新和调整应从不同的生产方式开始改善,通过引进先进的生产设备和技术,提倡智能型的机械自动化生产。智能型机械自动化技术已经被广泛运用在各行各业中,因高效的生产速率以及有保障的生产质量,不仅节约了企业的生产人力资源投入,更能促进经济效益与社会效益的提升。
2、实现企业信息化、网络化的信息发展目标
随着信息技术的发展,在机械自动化技术中,信息反映的是事物状态中的数据、指令、信号、程序以及情报等数据。简单来说,信息就是特定的知识,信息技术就是讲这些信息进行采集、识别以及转换,最后在进行传输和存储,经过特定的处理后显示出来。企业要想实现信息化、网络化的信息发展目标,就应秉承“以人为本”的生产思想,充分分析、深入了解服务对象的实际需求,重视起生产方式和产品的创新,不断开发和利用智能技术,运用其智能型机械自动化技术,从而提高企业的生产力,实现提高经济效益与经济效益的目的。此外,在推行智能型机械自动化技术的实际应用过程中,将网络化作为核心的发展内容,实现生产设备的整体自动化、网络化发展。
3、把握社会和经济的发展方向
智能型机械自动化逐渐受到多领域的关注,对于多种学科和技术的综合运用更是得到了较大的发展。因此,我们不难发现,将智能型机械自动化运用到生产中,延伸出了更多的新产业。从某种程度上来讲,智能型机械自动化技术就是在自动化技术的基础上发展而来,需要特别注意的是,处于科学技术、社会发展的关键时期的技术创新,必须向着有利于拓展空间、开辟市场的方向发展,才能更好的促进技术的更新和生产的改善。但对于企业来讲,智能型机械自动化技术的运用是实现产品调整、设备更新以及技术换代的重要因素,更是促进市场经济和企业长远发展的根本需求。
4、机械自动化技术向人工智能方向发展
随着计算机科学技术的发展,智能型机械自动化的应用将逐渐向人工智能与机械自动化结合的方向发展。因智能型机械自动化技术在生产领域中发挥的重要作用,使得电器机械自动化、网络化、信息化的智能型机械自动化发展逐渐崛起。为实现更人性化的生产控制,对于人工智能科学的运用将成为未来机械自动化发展的必然趋势,这种智能技术已经被愚弄在生产管理中,尤其是对智能型软件系统的开发。
三、结语
智能型机械自动化的应用是机械制造行业不断发展的必然趋势,应用先进的自动化技术,可以提高企业的生产效率,可以提高企业的经营效益。智能型机械自动化技术还可以提高实现对机械产品的创新,可以对生产的模式进行改革,这也是机械加工企业不断发展的重要支持。智能型机械自动化技术应用的领域在不断扩大,其在发展与完善的过程中,功能越来越强大,在结合信息技术、网络技术后,可以对生产系统进行远程控制,可以了解系统中设备运行的参数,可以及时发现安全隐患,降低故障出现的概率。
参考文献
[1]张伟.浅析我国发展机械自动化的原则[J].魅力中国,2011,(10):244-245.
关键词:食品机械;智能控制技术;应用;价值;现状;发展;
在过去,食品机械生产技术水平低,产品生产处于半机械化状态,同时需要消耗较高的能源,不利于食品机械化发展。工业4.0时代,将智能控制技术和食品机械相融合,能够极大地提升食品生产加工效率、质量,促进食品资源更新,节省人力、节约能源,提高食品机械化生产制造水平,为食品工业发展提供了重要的推动力。因此,智能控制技术在食品机械领域中的应用成为必然趋势。
一、食品机械发展史概述
食品机械指的是在食品生产加工期间所应用的机械装置设备。目前,食品机械主要分为两类,一类是食品加工机械,另一类则是食品包装设备。我国食品机械发展史,主要包括三个阶段,具体如下:
第一阶段为20世纪50年代前,在这期间,食品生产加工方式为传统作坊式,主要以手工操作为主,对于机械设备的应用极少,仅有个别地区应用了机械设备,但大多是从国外引进的。在这一时期,食品生产加工主要以面粉等食品为主,大部分面粉制造厂所应用的设备,均引自国外,并没有建立正式的、规模化的食品机械生产制造线。
第二阶段是20世纪50年代到70年代,在这一时期,食品生产加工逐步应用机械化设备为满足食品需求,全国各地大力建设粮食类、粮油类食品生产加工厂,食品生产加工实现了半手工、半机械化状态,简单操作以人工为主,复杂关键环节以机械操作为主。在近30年的发展历程中,食品机械化发展水平显着提升,在一定程度上满足了食品生产加工需求,形成了一定规模的食品机械化生产加工线。
第三阶段是20世纪80年代后,随着改革开放进程的不断加快,外资的不断引进,极大地推动着我国食品加工工业的快速发展,并建立了诸多的外资、合资食品加工企业,引入了诸多新型食品生产加工技术与设备,极大地提升了食品机械化水平。但是,在这一阶段,对于食品生产加工数量、品质、种类等提出了更高的要求,为满足新时期消费者需求,我国创新引入应用食品机械加工技术和设备,在有效提升食品加工机械化水平的同时,更好地满足了消费者需求。步入20世纪90年代后,食品机械生产加工设备更新换代,基本实现了机械化作业,并形成了完善的食品机械化作业模式。现如今,在社会发展中及国民经济增长中,食品生产制造业已成为支柱性产业,同时也极大地满足了人们对于食品的多元化需求。此外,21世纪后,人们的生活条件显着提升,食品质量安全问题引发了社会各界的高度关注,这为食品机械化发展提供了契机,食品机械和智能控制技术的融合应用成为发展的必然趋势。
二、食品机械应用智能控制技术的价值分析
现阶段,随着计算机信息技术、网络技术、人工智能技术的创新发展,智能控制技术应运而生,人类逐渐踏入“智能”时代,这极大地便利了人们的生产及生活,使得生产作业效率和质量显着提升。智能控制技术,指的是无人干预情况下自主驱动智能机器进行生产操作,整个过程具备较高的智能性、自动性,是建立在现代控制理论的基础之上的。和传统控制技术及模式相比较而言,智能控制对象的特点主要体现在非线性和不确定性方面,任务内容较为复杂化,如果依然采用传统控制技术,不利于任务内容的完成,同时也会增加设备投资。新时期,食品机械生产作业任务与控制更加的复杂化,智能控制技术在食品机械中的应用显得尤为重要。智能控制技术的创新应用,是建立在传统控制技术和模式的基础之上的,并结合控制理论、人工智能技术、计算机信息技术等多项学科技术,实现智能化控制。智能控制技术涵盖多项技术,包括:自学习控制技术、自组织控制技术、自适应控制技术等等,凭借自身较强的先进性、智能性,智能控制技术被广泛应用于各个领域当中,并取得了显着的应用成果。
当前,由于受到利益因素的影响,我国食品机械企业将重点放在做大做强方面,而国外企业则更为注重的是技术创新研发和应用,便于树立良好的核心竞争力。我国食品机械企业在市场竞争过程中,其制胜法宝在于数量、价格,由于缺乏核心技术,导致食品品质参差不齐,再加上当前市场材料成本及劳动力成本逐年升高,极大地压缩了企业利润。
工业机器人作为智能控制技术的重要体现,主要依靠的是运动控制,这是确保食品机械精度的关键技术。站在这一角度上来看,食品机械制造和智能控制技术的联系是非常密切的,所以近年来以工业机器人为代表的智能控制技术在食品机械企业的应用越来越广泛。当前,在智能控制技术的支撑下,削面机器人、炒菜机器人均已出现,无论是我国自主研发的技术还是国外引进的技术,食品生产制造企业均越来越重视与其应用。智能控制技术的长期应用,离不开网络化技术、信息化技术、传感技术的强有力支撑。未来的食品机械设备,将会是物联产品,这是食品机械领域发展的必然趋势,有助于促进食品机械智能化生产、控制水平的提升。当前,传统食品生产制造企业的利润越来越低,人口红利逐渐消失,食品生产加工企业属于劳动密集型企业,当前所面临的压力越来越大。因此要高度重视食品机械自动化、智能化改造工作,在改善食品生产作业环境,提高生产作业效率和质量的同时,降低劳动强度,提升智能化生产水平,助推传统食品机械及食品工业的转型升级发展。
十三五以来,食品机械行业高度重视生产作业的智能化、信息化控制水平的提升,尤其是在远程智能控制方面,当前已基本实现,充分满足了新时期食品工业发展需求。工业4.0背景下,食品机械智能化控制势在必行,由于受到经济全球化发展因素的影响,当前我国企业竞争越来越激烈,过去依靠数量、价格取胜的优势不复存在。通过应用智能控制技术,自动化、智能化控制食品生产制造全过程,提高食品生产效率和质量,助推食品行业转型升级发展,在竞争中树立较强的核心竞争力,达到稳定可持续发展的目的。
三、食品机械应用智能控制技术的现状分析
(一)成就
新时期,智能控制技术和食品机械的融合,极大地解决了传统技术的弊端。举个例子来说,依靠神经网络及模糊数学技术所形成的智能控制技术,动态建模食品生产全过程,利用传感器处理食品生产期间所出现的各类信息。不仅如此,利用专家系统展开逆向推理,能够发现食品机械设备及系统运行所存在的问题,便于及时对控制机构、参数等进行调整,建立健全完善的食品机械智能化控制模式。除此之外,由于受到主观、客观因素的影响,食品机械在经过长时间的运行后极易出现故障问题,利用智能传感器构建预测性维护系统,动态掌握食品机械的运行状况并实时反馈给管理人员,利用专家系统即可实现对故障问题的快速、高效、精准查询,极大地缩短了停机时间,促进了企业生产能力的提升。不仅如此,工业4.0兼容的传感器,不仅具备常规系统的传输控制功能,同时也能够实现远程操作。现如今,随着我国食品机械领域对智能控制技术应用的不断深入,特别是机器人技术在食品产品包装工作中取得了良好的应用效果。例如:上海发那科机器人有限公司开发的FANUCM-710iC/50H高速机器人Packing系统,最快抓取节拍速度达到了每分钟50次,不得不说,这极大地降低了食品装箱生产耗时,工作效率显着提升。
(二)不足
目前,我国食品工业智能化发展取得了诸多成就,但是站在客观的角度上来说,我国和西方发达国家仍存在一定的差距,因此在接下来的时间里,要认真分析差距所在,了解不足之处,有针对性的实施改进,深入融合食品机械和智能控制技术,充分发挥智能控制技术的价值作用,以便于在日益激烈的全球化竞争中实现稳定立足发展。目前,我国食品机械生产智能化控制水平并不高,仍有近3/4的企业尚未实现安全的智能化控制与制造,由于受到发展规模、资金等多方面因素的影响,食品机械企业智能化建设存在巨大的差异,不重视对各类研发之间的有效整合,创新能力不高,这极大的阻碍着食品机械企业智能控制水平的提升。特别是一些中小型食品生产制造企业,在实践中面临融资难的问题。再加上生产型企业成本增加,这也就使得食品机械应用智能控制技术的成本增加,降低了企业应用智能控制技术的积极性,不利于食品工业的长远稳定发展。
四、食品机械与应用智能控制技术的发展趋势探讨
(一)精准定位目标
食品机械应用智能控制技术,涵盖着多方面的技术,常见的有传感器、运动控制技术、机器人技术等。以食品包装及摆放为例,需要选择不同类型的机器人控制。在接下来的时间里,要进一步优化食品生产工艺技术,规范精确各项加工参数。现阶段,我国食品机械大多是集光、电、机、气等于一体的机械化电子设备,在食品机械智能设计环节,要融合应用计算机技术等多项技术,实现食品机械一体化控制。在食品机械中,运动控制占据着至关重要的地位,是确保食品机械安全高效运转的关键,借助智能控制技术,有助于精准定位食品机械运转速度、运转精度。除此之外,智能控制技术在食品机械领域中的应用,数控机床技术作用巨大,有助于数字化控制食品机械设备、系统运行,达到更加理想的生产性能。在接下来的时间里,智能控制技术在食品机械中的应用将会更加自动化、数控化,功能负载将更加完善,实现在更广阔的领域及范围内的应用。
(二)加大支持力度
智能控制技术和食品机械的深度融合发展,有助于推动食品工业智能化水平的提升,为食品行业及企业的发展提供更加强大的动力。食品机械对智能控制技术的应用,离不开充足的资金、人才和技术支持,因此为了更好地保障食品机械制造业的良好、稳定发展,提高市场核心竞争力,在接下来的时间里要进一步加大各方面的支持力度,进而创造出更高的经济价值,同时也能够满足新时期消费者对于食品的多元化需求。具体来说,首先政府部门要充分意识到食品机械智能化发展的重要性和必要性,成功发挥自身的引导、扶持作用,结合当前食品机械及食品工业领域发展需求,出台针对性的政策予以扶持,进而更好地解决在生产发展中面临的疑难问题,并营造良好的投资、融资环境,有效缓解资金难的问题,为食品机械智能化发展提供充足的资金支撑。其次,科研单位以及高校要发挥自身作用,进一步深入研究智能控制技术,以产学研一体化建设为切入点,加深对食品机械制造业的创新探索工作,加强知识产权保护,极大创新力度,有效降低智能控制技术在食品机械领域的应用成本。最后,食品机械生产制造企业,要紧随时展潮流,结合自身需求引入应用智能控制技术,提高食品生产制造效率和质量,提高产品及企业市场核心竞争力,最终实现稳定可持续发展。
五、结语
综上所述,新时期,随着人们的生活条件的不断提升,对于食品品质、口味、种类等提出了更高的要求,因而加快食品机械研发显得至关重要。将智能控制技术应用于食品机械领域,充分发挥智能控制技术的价值作用,实现食品机械和智能控制技术的深度融合,推动食品机械转型升级。针对当前智能控制技术应用于食品机械领域中所暴露出的不足,要高度重视起来,并采取有效措施加以解决,提升智能控制水平,助推食品机械领域智能化发展。
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