浅谈工程机械的智能化发展
姓名：姜改革
学号： s2*******
班级：研1301班
浅谈工程机械的智能化发展
1.我国机械智能化发展的紧迫性
前瞻网摘要工程机械行业是为国家基础建设提供技术装备的战略性产业，同时也是装备制造业中最重要的子行业，属于国家重点鼓励发展的领域之一。随着科学技术的发展，智能化已经成为工程机械发展的主流趋势，不仅有效提高了工作效率，还可以降低成本。面对全球激烈的竞争，我国工程机械行业走智能化之路已经迫在眉睫。
长期以来，全球市场工程机械技术产品被美国、日本、西欧、俄罗斯等国际大型企业集团所垄断。经过近十几年的发展，我国装备制造业也取得傲人成绩，以中联、三一、徐工、潍柴为代表的中国企业揭起海外并购热潮，引领我国装备制造业产品技术市场品牌全面升级。
然而，目前我国装备制造业仍然是大而不强，随着中低端产品加工制造产业重心向东南亚等发展中国家转移，发达国家再工业化战略引发高端制造企业快速发展，我国装备制造业在全球地位面临挑战。要应对这一挑战，产品智能化与生产过程的智能化水平将成为我国装备制造业未来能否在强手如云的全球装备市场中胜出的重要武器。
那么，工程机械行业将如何实现智能化，其最直观的表现就是机器人的引入，目前很多企业已经在生产过程中大规模使用机器人进行焊接、涂装、装配等工作。据了解，2005年~2015年，全球工业机器人的年均销售增长率预计将为9%，而中国工业机器人年均销售增长率预计将达到25%。到2015年，中国机器人市场需求或将达3.5万台，占全球总量的16.9%，成为规模最大的机器人使用市场。
目前在产品生产中使用智能化机器人，已经是一个较为普遍的现象。而更多人在提到智能化产品的时候往往想到的是无人驾驶，这个技术也是众多工程机械厂商所一直追捧并不断深入研发的。
而最早涉及无人驾驶领域的企业当属卡特彼勒，其早在上世纪80年代就开始了矿用自卸卡车无人驾驶技术的研发，并取得了成功。从1994~1995年开始进行测试，到1996年，卡特彼勒自动化的777D矿用自卸车正式推出，并逐步进入市场。据了解，到目前为止，卡特彼勒无人驾驶的789矿用车已经开始应用，其效果得到了客户的认可。
随着经济的全球化和社会的信息化，市场竞争日益激烈，顾客需求日趋多样化。针对工程机械这个典型行业在面对国内市场国际化竞争的残酷局面和新技术、新工艺的挑战中求得生存与发展，必须解决TQCS难题，即以最快的上市速度(T)，最好的质量(Q)，最低的成本(C)，最优的服务(S)，来满足不同顾客的需求。而解决这一难题的最有效手段—智能化制造。智能制造是“中国制造”努力的目标。中国是制造大国，如今国内外形势变化，加上劳动力成本上升，中国工程机械行业转型升级迫在眉睫。
2.我国工程机械产业存在的不足
我国工程机械制造业在自主创新方面存在三方面的不足：
第一、技术来源上存在问题。工程机械制造企业一般有社会公共技术研究平台提供的，企业自主的原创性技术和企业通过引进技术及消化吸收后所形成的三个技术来源。科技体制的改革导致原属于产业部门公共性质的研究机构转制成企业，经营性身份没有义务和能力去从事共性技术的研究。而且，从工程机械行业整个创新体系上看，结构上共性技术研究缺位；
第二、作为自主创新主体在创新过程中发挥的作用明显不足；
第三、目前，国内工程机械企业研发经费投入的力度不大，实验和检测平台的投入明显不够。实验做得不多，数据积累就不够，没有数据库的支撑，产业就不可能创新。
3.智能化技术在工程机械中的应用
利用微电子、计算机技术研制出了新型的智能系统，它把微电子、液压控制以及信息技术结合在一起。目前这种智能系统已经在工程机械的设计、生产得到广泛的应用,在很大程度上提高产品的机械性能和高科技的含量。例如CAN智能技术具有良好的运行特性、可靠性，设计独特，特别适合用于工程机械半主动变阻尼油气悬架的控制，利用CAN作为悬架间信息交换的通道，把集中控制变成分布式控制，简化了线束、器件的布置，提高了可靠性。又例如，新兴的蓝牙智能技术和新型的无线数据采集系统能够监测工程机械施工现场的状态，在一定的工作环境中，采用具有无线通讯能力的蓝牙和数据采集系统，能够避免使用有线电缆。工程机械在使用中,智能系统可以自动监测运行状态,当被外界干扰、受内部激励的时候都能够对参数进行自动的调整,使其保持良好的状态以及组织能力。特别是工程机械中的机群智能的系统能够把各类工程机械和传感器以及控制
器进行组合构成智能的施工系统,这个系统不仅具有处理信息、反馈知觉和决策能力,还能够控制和指挥各种操作,在一定程度上减少了操作人员的工作强度和工作量,提高了工作效率，保证了施工质量。
4.智能化在车辆工程中的应用
（1）智能轮胎
汽车智能轮胎的功能是在汽车正常行驶时，当温度过高或轮胎气压太低时，及时向驾驶员发出警报，以防止发生事故；或使轮胎在不同行驶条件下保持最佳运行状况，提高安全系数。智能轮胎一般都是通过在外胎内嵌入特殊的带有计算机芯片的传感器而获得智能的。传感器由车内的收发器控制，收发器利用无线电天线将无线电讯号发射至传感器芯片，传感器芯片再将承载着温度和压力数据的电子信号发射至车内的收发器，收发器接收到该信号后便可取得温度和压力等数据，若出现异常情况能及时报警。更为先进的智能轮胎还能感知光滑的冰面，探测出结冰路面后而使轮胎自动变软，增大轮胎与路面的附着力；在探测出路面潮湿后，甚至还能自动改变轮胎的花纹，以防打滑。
（2）车辆动力学控制
车辆动力学控制(Vehicle Dynamics Cotrol)的缩写是VDC，该系统的作用是保持汽车在行驶(包括制动和驱动)时的稳定性。传统的ABS(防抱死制动系统)和TCS(牵引控制系统)主要是对车轮上的制动力和驱动力进行控制，防止车轮出现过大的纵向滑移率，以获得最大的附着力，既可产生最大的减(加)速度，又可防止出现侧滑。
车辆动力学控制系统虽然也是控制车轮的制动力与驱动力，但它们与ABS/TCS有很大的不同，其主要表现是可实现左右纵向力的差动控制，以直接对汽车提供横摆力矩，抵消汽车的不稳定运动(如在滑路上甩尾时的矫正作用)。该系统通过在汽车上安装的各种传感器，检测到汽车的速度、角速度、转向盘转角以及其它的汽车运动姿态，根据需要主动地对某侧车轮进行制动，来改变汽车的运动状态，使汽车达到最佳的行驶状态和操纵性能，增加了车轮的附着性和汽车的操纵性和稳定性。
（3）智能测距、显示(倒车雷达)技术
采用雷达(激光、超声波)测距原理制成的各种系统或装置被广泛用于汽车上。它能比较准确地测量出波源与障碍物之间的距离，并以数字形式显示于装在驾驶员可视范围的仪表上或发出警报或两者兼而有之。
（4）红外夜视技术
利用红外线可改善汽车夜间行驶的视野情况。戴姆勒-克莱斯勒公司利用具有与远光灯同样照度的两束激光红外线光束照射汽车前方的景物，然后由放置在汽车顶部的一架红外线摄像机拍摄下所有驾驶员不能看到的东西(行人、骑自行车的人等)。拍摄的图像传输到驾驶座前方的风窗玻璃与仪表板之间的一个类似电视的荧屏上。这样一来，驾驶员犹如戴上一副红外线望远镜，车前方的景物清晰可辨。
（5）可视监控(倒车电子屏)技术
倒车电子屏系统是在行李箱盖或后保险杠上装设摄像机，并将拍摄到的画面传递到驾驶座前方的电子屏幕上，驾驶员只要看眼前的电子屏幕就能知道车后的情况。这一技术目前已有应用，并解决了反向、夜视等问题。
在底特律国际车展上，通用公司的Precept概念车装了Donnelly公司生产的以摄像机为基础的后视镜系统。该系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象，三个景象合成一个全景图像在中控台的视屏上显示出来，还用文字说明来传达信息。摄像机也可在倒车时使用，当车后近处有消火栓等障碍物时，就及时让驾驶员知晓。
沃尔沃(富豪)轿车公司新近推出的一款名为SCC的新车上采用了“主动式
后视镜和后向式摄像机”技术，实质是数字技术和可视监控(倒车电子屏)技术的综合，其上嵌上车门的后视镜和后保险杠中的传感器，可通过视频信号提醒驾驶员注意从轿车侧后方“盲点”处驶来的车辆。当险情加剧时，驾驶员还会收到由视频和音频信号共同组成的警报。作为车门后视镜的补充，车两侧后视镜处配置了“向后式摄像机”，它拍摄的画面以视频图像的方式出现在仪表板上的一台显示监视器中。必要时，驾驶员可借助它观察情况。同时，车上还配置了一种红外光增强器，它利用红外技术延长并拓宽了驾驶员在夜间的视野。
倒车电子屏系统与倒车雷达系统相比，前者具有确切判断距离的优点，这是由于对车后方的水沟、山崖、凸出的钢筋、竹杆等超声波是无法感应，这也是后者的倒车安全上的死角。同时由于目前汽车上视听系统越来越完善，更为前者的广泛应用奠定了基础。