工程機械智能化體系及技術論文
一、工程機械機群智能化的分類研究
(一)可編程類型
可編程類型指的是在不同工作環(huán)境下，操作控制能夠通過調整、使工程機械更適應于當下工作環(huán)境，對于存在不同任務種類情況較為適用。在控制程序被調整情況下，工程機械能夠對不同施工對象或是不同工作環(huán)境達到適應性，提高機械操作的使用效率。
(二)遠程遙控操作類型
遠程遙控操作工程機械的重點是在危險性較高、不適應于操作者現(xiàn)場操作情況。換言之，在工作環(huán)境復雜、危險程度高的情況下需通過遠程遙控操作實現(xiàn)對工程機械的控制。因此對于安全性難以保障的工程而言，遠程遙控操作可有效降低操作人員在工作中受到傷害的'風險，提升整個工程安全性。
(三)智能化類型
智能化是一種技術含量相對較高的類型，在智能化操作下，工程機械無需人工現(xiàn)場操作即可實現(xiàn)工程的正常運作。這種技術與遠程遙控操作技術相似，施工現(xiàn)場都不需要人員直接參與，而是通過技術設備完成控制。但具體而言，智能化工程機械比遙操作多了一項獲取信息、制定策略的自動化模式。在該模式下，微型處理器通過各種類型復雜的傳感器實現(xiàn)對現(xiàn)場信息的獲取、分析，進而在程序幫助下自主設定出施工策略。總之，智能化類型是一種可實現(xiàn)自我辨別、自我感知、自我控制與自我決策的智能化系統(tǒng)。
二、機群智能化關鍵技術研究
(一)單機共性關鍵技術
這種類型的關鍵技術主要包含以下幾點：故障智能判斷與解決技術、單機動態(tài)運作實時監(jiān)控技術、衛(wèi)星GPS位置定位技術、機群網(wǎng)絡與接口技術、作業(yè)質量判斷與監(jiān)控技術、工程機械設備監(jiān)管、控制技術等，所有技術共同運作才能夠為實現(xiàn)單機的共性提供基礎保障。單機共性要求是通過檢測發(fā)現(xiàn)故障存在位置，通過提出相應解決方案的程序輸入，實現(xiàn)對工程狀態(tài)檢測以及實施故障分析系統(tǒng)的構建，利用遠程集中方式實現(xiàn)。在這一條件下，調度作業(yè)可實現(xiàn)優(yōu)化，在施工效率以及現(xiàn)場操作安全性方面效果較好，最終達到集群聯(lián)合作業(yè)無人操作的自動化運行效果。工程機械作業(yè)質量以及作業(yè)裝置的控制主要目的在于了解影響機群作業(yè)的各項因素，例如工作環(huán)境、不同工作項目間影響、作業(yè)對象等。同時還需研究施工機械適應范圍、機群單機作業(yè)合格率、作業(yè)對象與裝置之間的運作機理與相互間作用、檢測體系運行效果以及作業(yè)質量檢測系統(tǒng)運用等。
(二)調度技術
機群系統(tǒng)的組成主要在于控制中心與監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。在控制中心中包含了眾多模塊，不同模塊的組合運用組成了不同操作指令，主要模塊如下：資源配置模塊、數(shù)據(jù)庫模塊(包含各種工作參數(shù)、機群資源等)、動態(tài)調度模塊、機群工作環(huán)境信息收集模塊、故障排查與診斷模塊、管理模塊以及網(wǎng)絡傳輸模塊等，這些模塊均為人機交互，為智能化的實現(xiàn)提供保障。這項技術能夠針對工程工序以及工藝上的差異性制定具有針對性的集群組成，確保機群工作工序處于連續(xù)狀態(tài)，并促使各項功能的完整發(fā)揮。同時，機群中單機的配置方案、性能指標等均處于受控制狀態(tài)，能夠確保路面施工效率長期保持最高狀態(tài)(在綜合各項影響因素情況下，如能耗、摩擦損耗、故障可能性綜合分析等，并非一味考慮速度)，讓不同機種的匹配趨于合理化。總之，機群調度目的在于優(yōu)化機群工作模式，讓施工在成本、效率等方面的統(tǒng)籌考慮下實現(xiàn)質量最優(yōu)，提升工程機械體系綜合經(jīng)濟效益。
(三)施工中關鍵技術
工程機械體系中包含了眾多機械設備，例如裝載機、挖掘機、壓路機、混凝土瀝青攤鋪機以及混凝土攪拌設備等，要想實現(xiàn)機群智能化，上述機械設備同樣應該具備更高智能化層次。除了之前提到的共同智能化技術之外，不同機械設備還應按照自身工作、操作要點完善自身性能，確保在機群工作中能夠與其它機械設備協(xié)調運作并增強操作穩(wěn)定性。例如對于攤鋪機而言，要想實現(xiàn)智能化應實現(xiàn)以下幾點功能：首先應能夠自動行駛，自動行駛并非指自行隨意行使或是單純的具備行駛功能，而是指在智能系統(tǒng)發(fā)出指令后能夠有效接受并按指令發(fā)出行駛信號；其次為轉向，攤鋪機的轉向應建立在信息收集系統(tǒng)運作之上，當檢測到前方有障礙物時自動發(fā)出解決指令并尋找有效行路線，達到轉向效果。再如壓路機機械，需實現(xiàn)振動幅度的控制以及振動頻率的調整，并在線檢測地面壓實程度，當發(fā)現(xiàn)壓實未達到相應標準時應再次壓實。對于功能較簡單的機械設備，如起重機、自卸車以及裝載機等，智能化系統(tǒng)要求其可實現(xiàn)自動換擋，幫助作業(yè)集成的有效控制。
三、結束語
機群技術屬于一種較新型管理技術，運用于工程機械中能夠實現(xiàn)對機械設備操作時間、性能等方面的優(yōu)化，將作業(yè)成本降至最低。因此機群技術是現(xiàn)代化施工以及今后機械制造的必然要求與趨勢。本文以工程機械中的機群智能化實現(xiàn)為主線，分析了智能化類型與關鍵技術，相關研究者在今后還需不斷加大投入力度，通過對更多機械設備的深入研究達到完全機群智能化控制程度，提升施工效率。
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