工程机械智能化发展现状及趋势

李成亮

山东润通钢结构有限公司，山东莱芜 271100

随着信息技术的不断发展，以物联网为代表的现代智能化工程机械越来越受到人们的广泛关注。自动化控制技术的应用使得机械设备的工作效率显著提升。同时，我国工程机械建造水平也越来越为世界所关注，这是进一步提升中国国家竞争力的一个重要因素，也是实现中华民族伟大复兴的必要一步。通过对近年来我国工程机械智能化的发展现状进行梳理和分析，可以对工程机械下一步的发展趋势做好有效预测。

1 当前五步工程机械智能化发展现状分析

我国的工程机械智能化发展先后经历了四个重要阶段：

第一阶段是主要是学习和引入一些国外的先进技术。在2000 年以前，我国国内的工程机械智能化水平非常低，对于一些机械控制软件的研发意识也不是很强，而且因为缺乏可参考的对象，国内的一些主要生产厂家都是从外国进口一些初级设备来进行一些智能化产品的生产。关键技术完全由国外厂家所掌握，这一阶段严重限制了我国工程机械智能化水平的发展，产品更缺乏国际竞争力。

第二阶段是核心技术二次开发阶段。从2004 年以后，国内的工程技术人员越来越意识到工程机械控制系统研究和学习的重要性，于是在从外国引进一些控制器的基础上，我们尝试进行逐级控制策略的二次开发和计算机编程。同时对于一些已经引进的控制模型，我们开始按照国内的设计要求进行相关的改进和研发，这一阶段对于控制器的二次开发和二次修改可开展的力度非常有限，但是这是我国工程机械智能化发展的一个重要开端，为后续的独立研发奠定了坚实基础。

第三阶段是工程机械的模仿开发解读。从2007 年开始，由于一些高校或企业结构对控制器、人机交互等多个方面进行了大量的基础产品开发工作，并且开始尝试独立研究一些简单产品，或对进口产品进行相关的模仿和突破性尝试。从这一阶段开始，我国才真正实现了将智能化技术与工程机械相结合，开始尝试进行独立产品设计，以满足国内的生产需求。但是这一时期开发出的很多产品在精度和准确性方面略显不足，并不能完全替代核心产品的国际进口需求。

第四阶段为独立研究阶段。从2010 年之后，国内的科研单位开始了对工程机械智能化的独立研究，在前期仿制模型的基础上，国内工程师们进一步对机械工程的控制系统进行了研发和升级，使得产品设备的智能化技术得到了大大提升。尤其是一些关键连接器，都开始尝试独立生产和装配，这为我国工程机械智能化进一步发展注入了巨大活力。

2 工程机械智能化发展趋势分析

2.1 工程机械的智能化管理方向

工程机械的智能化管理突出表现在机器的一体化操作和智能技术分析方面。如当前我国自主研发汽车的智能换挡技术，就是智能化管理在工程机械领域的一项重要应用。在工程机械自身使用效率得到有效保障的基础之上，智能换挡技术的引入可以结合汽车内部参数进行智能化的行驶信息转换，并传送到换挡阀来实现智能换挡。这一技术目前正在进一步发展。随着网络技术的不断升级，尤其是人工智能手段的广泛应用，这一技术目前还有很高的提升空间，下一步可能与互联网、大数据、卫星导航技术、智能监控识别等有机结合在一起，从更广的层面实现对工程技术的智能化控制。

2.2 设备的智能化检测分析

在工程机械设备运行的过程中会进行大量一体化工作，同时设备自身也可能会出现一些故障，而如何检测出故障并进行维修，是提升工程机械性能的一个重要手段。当前，以传感器为核心，人们正在探究如何更好地完善故障的智能化诊断，将多个信息源汇总在一起，通过中央处理器进行智能化判断。这可以更好地获取故障部位信息，并进行相应的检修。随着自动化学习的逐步升级，人们还在探索如何以神经元网络，结合人脑组织模式进行多结构的衔接，以实现机械设备的自我学习和循序更新，以更好地完善机械的智能化故障监测，进一步提升故障监测的精度和修复速度。

2.3 机器群的智能化管理与控制

随着工程机械智能化的逐步发展，下一步人们将研究如何更好地实现机械群的智能化管理。它是以工程机械的智能化操作为基础，充分运用统计学的方法，建立起系统的机群智能化控制管理体系，从整体系统有机协作的角度，实现各个机械部件和整体设备之间的协作运行。对于多种工程机械同时作业的环境下，机械群智能控制可以实现任务的分配、调整与集约化管理，并通过无线数据把信息传递到中央控制中心。以精确的算法进一步实现集群的智能化控制，在牵引、调度和落实方面实现更加高效智能化，这是机械工程未来发展的一个重要方向。

总之，我国的工程机械智能化虽然起步比较晚，但是近年来有赖于社会大环境的迅速发展及我们自主研发意识的逐步提升，我国的工程机械智能化水平已经遥遥领先，未来我们还会在多个方向进行不断的创新和探索，以更好地推动工程机械控制技术的进一步发展。