摘要:现代社会的不断进步及科技力量的不断提升,使人们的生产生活变得越来越便利,各个产业都在向智能化道路发展。其中机械工程的发展,在很大程度上促进了人类生产方式的进步和生产力的解放,使施工的效果和质量有了质的提升,进而促进了人类科技的发展。文章主要对机械工程设备智能化现状以及发展趋势进行了阐述,并就机械工程设备的未来发展趋势展开探讨,达到更加明晰现状,抓住趋势,促进机械工程设备进一步发展的目的。
关键词:机械工程设备;智能化;未来趋势
引言
为了更好促进我国制造在新时期的发展,我国创造性的提出了智能制造2025发展纲要,这份纲要对于促进机械行业发展起到了积极的引领作用。但是我们必须承认我国的机械制造行业起步很晚,在几十年的发展过程中历经磨难,从总体上来说,我国机械制造行业取得了很大的发展,但是产业规模还较小,很多企业都是一些小型的制造企业。同时这些小企业的生产技术和生产能力较为落后,导致我国的机械加工产业发展不平衡。
1工程机械控制智能化的发展现状
所谓的智能指的是通过现代的网络通讯技术、信息技术、工业技术等实现智能化的自动行为。该技术的核心内容是智能技术。我国工程机械开始开发这一技术的时间可以追溯到上世纪末期。随着“863”计划的建设,中国的机械智能化发展正式开启。本次研究以工程机械的自动控制、挖掘机等设备的自动化控制、推土机等工程机械的智能化操作以及拖拉机的自动化运行为核心展开了探讨和分析。中国对智能化的研究已经具有了初步的成果,根据中国智能化的发展历史分析能够将工程机械的智能化发展分成以下四个阶段:学习阶段、二次技术开发阶段、模仿阶段和独立开发技术的的阶段。①新世纪之前的时间中,中国的工程机械控制设备并不能独立自主的完成设计和生产,因此此类设备主要依据进口实现。我国的自控设备生产企业主要从事着安装和简单系统的生产,大部分的自动化设备具有的核心技术被掌握在国外企业之中。这种现象严重的影响了中国工程机械产品的国际竞争力。②2000-2004年间,国内工程技术人员开始了系统的学习和培训,并且通过国际上先进的控制设备完成二次开发,并且随着国内技术人员的技术提升,已经能够完成对其程序的编辑工作。随着国内技术的再次提升,国内高级技术人员已经能够对核心设备的控制模型进行初步的改造,使得国外的设备能够同国内的实际情况相适应。但是二次改造的范围并没有真正的涉及到核心技术部分,因此此阶段中中国关键技术依据摆脱不了进口的途径。③至2007年之后,国家集中优质人才打造了先进的研究团队,并且着力开发研究控制器的设计和人机交流的核心技术。通过仿真国外的进口设备在工程机械的智能化控制领域中取得了一定的研究成果。同时依据国内的现阶段技术已经能够满足国内的工程机械智能化的生产需求,但是这一阶段中国内产品在精度和控制方面还存在一定的差距。④至2010年前后,国内研究部门通过模型的开发模式自主研发了能够改善国内工程机械设备生产和智能化控制的技术,提升了国内工程机械的智能化发展进程,具有了独立研发的能力。
2机械工程智能化的发展趋势
2.1智能化与集成化相结合
现代机械设备智能化技术主要由编程、控制、自动化等技术组成,其中最关键的组成部分应该为自动化技术,这一技术的应用决定着机械工程智能化的发展,因此,机械工程智能化道路应以自动化技术为主要组成部分。自动化技术不仅仅可以解放劳动力,也可增强设备的工作效率,提升机械设备的寿命,并以此使得企业获得更高的经济效益。通过我国多年以在来机械工程自动化的统计分析,在我国应用最广泛的智能化设备为电液复合设备。
在现在的汽车生产行业中,大部分的企业都采用液压自动换挡技术,因为这一技术可以快速响应汽车行驶过程中的驾驶需求,可以对油门的使用程度进行有效控制,从而科学的推算油压情况,进而对汽车的换挡动作进行把控和响应,确保汽车可以在行驶过程中有效的进行挡位变换。在车辆行进的历程中,利用的是电磁转换技术,可以在车辆行进历程中的详细监测速度、油耗和行进道路等信息,进而展现车辆的整体状态。这些自动化的换挡设备,极大程度的确保车辆形式的安全性。如果在以后的机械工程智能化的发展中,可以将液压自动化和电磁转化进行有机结合,加速自动化的融合,这样一来,就可以更为有成效的促进机械工程智能化的发展,进而为人类营造更好的生存环境。
2.2模块化
工业机械化发展的第二个趋势体现在产品模块化生产和设计。之前的产品设计效率不高或者说设计能力有限,有很大原因在于很多公司设计产品的规则不兼容,在进行产品组装和设计过程中使得产品效率很低。未来促进工程机械设备智能化发展的第二个就是模块化发展,模块化发展不仅更多公司把精力集中在上层产品结构和系统级设计,而不是集中在零件加工与设计上。同时在接口规范和行业标准制定上逐步趋向于统一,不能存在着接口不兼容的情况出现。行业标准化发展对于我国整个机械行业发展都是至关重要的,这样能够有效提高产品设计效率,没有必要将精力花费在解决这些问题上。好的产品一定是分工完成的,单靠一家企业和公司是不现实,模块化生产更有利于我国机械行业规模化发展,让企业把更多精力放在产品与研发上。
2.3机群智能化高度控制管理技术
该技术能够实现机群的有效配置。该技术主要运用了交叉统计、运筹学等方法通过仿真功能对机群系统进行处理和判断,同时通过智能化的控制系统完成对机群的管理效果。该技术通过数学的优化方法对系统中的最优数据进行运算,最终得出最优化的处理决策。本次研究就是为了加强不同机械结构之间的协调性,增加机械设备的灵活度,这也是提升现代工程机械智能化处理的有效途径。提升机群智能化控制的方向主要依据以下两种方向实现:其一是优化系统的资源,提升对材料的使用效率。其二是通过智能程序代替人工操作,降低人为干预比例。使用机群智能化高度管理技术能够作用在多设备同时运行的过程中,并且方便不同设备将运行的数据信号通过网络途径以线性结构传递至中心处理器中,方便处理器对不同的设备进行数据处理。这种技术能够提升不同设备信号的准确性,方便处理器接受和发出信号。同时能够为中央处理器提供全方位的设备数据信号,方便中央处理器掌控机群设备。通过这种技术结合智能化的数据处理技术能够提升对机群设备的运行处理能力,提升设备的使用效果。这一技术以无线网络技术为基础,是保证信号精准传递核心技术。现阶段这种机群控制技术才刚刚起步,目前主要的研究内容如下:其一是在特定技术的支持下对机群控制采取最优化的处理方法,包括成本优化、运行动作优化等。通过开发计算机编程程序优化内部资源配置,形成高效的机群智能管理效果。
结语
总的来说,尽管我国的机械工程设备智能化技术晚于其他国家,但是得益于信息技术的不断发展,我们将有更好的基础和机遇加大研究机械工程设施智能化,进而来提升效率,解放劳动力。在机械工程设施智能化的研究过程中,我们还要结合我国的国情,培养专业人员,将机械化与智能化进行充分的有机融合;与此同时,还可以在机械工程设备智能化中融入监测理念,这样更有利于了解和掌握机械设备的状况。这些策略的有效实施,将使我国机械工程设备智能化水平得到更大的提升。
参考文献
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