摘 要：自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了極其迅猛的發(fā)展和進(jìn)步。伴隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的上漲，國(guó)家大力提倡修建鐵路為國(guó)際交通運(yùn)輸提供便利。由于人工成本的增加，使經(jīng)濟(jì)效益急劇減少，故針對(duì)以往的施工設(shè)備從研發(fā)設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)、施工運(yùn)作等各個(gè)方面提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：研發(fā)設(shè)計(jì)；加工生產(chǎn)；施工運(yùn)作

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.107

1 前言

在當(dāng)今一個(gè)信息化時(shí)代，信息技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，并且成為了各個(gè)領(lǐng)域里面不可或缺的部分。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中。鐵路行業(yè)的發(fā)展，提高了國(guó)內(nèi)交通運(yùn)輸?shù)男剩菄?guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一個(gè)重要組成因素[1]。為了讓鐵路行業(yè)更加快速的發(fā)展，不斷提高鐵路施工的效率，其行業(yè)必須將現(xiàn)代智能化信息技術(shù)運(yùn)用到研發(fā)設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)、施工運(yùn)作、保養(yǎng)維護(hù)和故障修理等過(guò)程中。在每一個(gè)過(guò)程中現(xiàn)代智能化信息技術(shù)既可以提供更方便、更準(zhǔn)確、更詳細(xì)的技術(shù)交流，還能為以后的研發(fā)設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)、施工運(yùn)作、保養(yǎng)維護(hù)和故障修理等過(guò)程提供更好的備案和技術(shù)支持[2]。

2 現(xiàn)代智能化信息技術(shù)在研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代智能化信息技術(shù)逐漸的發(fā)展，設(shè)計(jì)工具與設(shè)計(jì)方案的不斷的變革，給原始的設(shè)計(jì)流程注入了無(wú)盡的動(dòng)力，形成了現(xiàn)代智能化信息技術(shù)設(shè)計(jì)方法，其中優(yōu)化設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)等在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，并體現(xiàn)出了不可或缺的作用[3]。

現(xiàn)代智能化信息技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)不僅可以極大的提高產(chǎn)品的性能，而且還能縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，最大限度降低產(chǎn)品研發(fā)的成本，以下為現(xiàn)代智能化信息技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)基本原理簡(jiǎn)圖，如圖1：

現(xiàn)代智能化信息技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)是通過(guò)協(xié)調(diào)每一個(gè)工程師的任務(wù)，讓工程師們的任務(wù)相互緊湊；通過(guò)建立同一的資源平臺(tái)，讓工程師在平臺(tái)上查找自己所需；通過(guò)建立直接的交流平臺(tái)和資料互傳平臺(tái)，讓工程師避免錯(cuò)誤的信息。以上途徑不僅可以提高工程師的工作效率，還能避免工程師在工作中的錯(cuò)誤。

一般而言，現(xiàn)代智能化信息技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)主要包括以下三個(gè)層次的內(nèi)容：

（1）第一層為“快速、可靠、互聯(lián)得到協(xié)同環(huán)境”，它建立在公司內(nèi)部信息中心基礎(chǔ)之上，其突出的特點(diǎn)是可以隨時(shí)隨地的查閱團(tuán)隊(duì)任何一人提供的數(shù)據(jù)信息，可以直接了解每一個(gè)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)想法；

（2）第二層為“協(xié)同設(shè)計(jì)溝通平臺(tái)”，該平臺(tái)使團(tuán)隊(duì)之間的交無(wú)所不在，任何時(shí)候都可使用電子郵件、微信、布谷鳥(niǎo)等現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸工具進(jìn)行實(shí)時(shí)的溝通和反饋；

（3）第三層為“協(xié)同設(shè)計(jì)應(yīng)用創(chuàng)新”，企業(yè)通過(guò)集成很多種自己所需的軟件，全部在一個(gè)操作界面顯示出來(lái)，并使用相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化輸出與輸入接口。

由此可見(jiàn)，現(xiàn)代智能化信息技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代智能化信息技術(shù)，也體現(xiàn)了現(xiàn)代智能化管理技術(shù)，具有標(biāo)準(zhǔn)性、可靠性、實(shí)時(shí)性、快速性的特點(diǎn)?，F(xiàn)代智能化信息技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)已經(jīng)成為現(xiàn)代產(chǎn)品研發(fā)的主流方向，并會(huì)長(zhǎng)期占領(lǐng)高端開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)外的企業(yè)都在分秒必爭(zhēng)的尋找投入實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的途徑。

3 現(xiàn)代智能化信息技術(shù)在加工生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用

隨著全球化和市場(chǎng)壓力的逐漸加大，現(xiàn)代智能化信息技術(shù)的提高，企業(yè)的生存越來(lái)越依賴企業(yè)車間的智能化制造程度，故現(xiàn)代化信息技術(shù)已經(jīng)成為代表企業(yè)生產(chǎn)力的標(biāo)志。因此，大量的企業(yè)開(kāi)始投入大量的資金建立“智能工廠”[5]。

“智能工廠”是將生產(chǎn)制造中所有的操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并直接給出合理的資源配置，讓每一項(xiàng)參數(shù)都處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，從而讓每一部機(jī)器在自己的工作間段完成自己的每一項(xiàng)操作，實(shí)現(xiàn)全智能化的操作管理。但是由于外界的一些影響，例如電流的沖擊、天氣濕度以及溫度等的影響，機(jī)器可能會(huì)出現(xiàn)小部分的尺寸偏差，此時(shí)智能工廠會(huì)結(jié)合每一種材料的變形等參數(shù)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整機(jī)器的操作，從而保證偏差出現(xiàn)在可允許的范圍內(nèi)。

4 現(xiàn)代智能化信息技術(shù)在實(shí)際操作過(guò)程中的應(yīng)用[6]

隨著科學(xué)理論的提升，智能化應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，本次以起重機(jī)為對(duì)象，從各個(gè)方面進(jìn)行智能化信息技術(shù)的研究。

4.1 起重機(jī)全自動(dòng)智能控制

智能化起重機(jī)應(yīng)具備良好的狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)能力、友好的人機(jī)交互功能、自動(dòng)安全保護(hù)功能、自動(dòng)控制功能、可擴(kuò)展多種通訊接口、能夠在地面或控制中心實(shí)施遙控控制或遠(yuǎn)程控制。

4.2 建立起重機(jī)安全保護(hù)平臺(tái)

為了提高起重機(jī)械行業(yè)的業(yè)務(wù)能力和響應(yīng)頻率，在工作中對(duì)起重機(jī)械進(jìn)行監(jiān)控，從而得到每個(gè)時(shí)間段的運(yùn)行參數(shù)等，建立實(shí)時(shí)的管理級(jí)監(jiān)控平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)得出起重機(jī)的維護(hù)狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)，并適當(dāng)?shù)恼{(diào)整維護(hù)和運(yùn)行的時(shí)間段，使起重機(jī)一直處于合理的調(diào)度之中，從而提高起重機(jī)的使用效率。

4.3 建立起重機(jī)遠(yuǎn)程管理

建立基于互聯(lián)網(wǎng)的起重機(jī)械遠(yuǎn)程管理平臺(tái)，便于適當(dāng)調(diào)度每一個(gè)機(jī)器的工況。起重機(jī)械品種繁多，技術(shù)參數(shù)和使用規(guī)范有很大的區(qū)別，需要專業(yè)的遠(yuǎn)程管理平臺(tái)隊(duì)起重機(jī)械的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，并給予反饋，為用戶提供高效和及時(shí)準(zhǔn)確的維護(hù)支持。

4.4 設(shè)計(jì)成套電控系統(tǒng)

通過(guò)設(shè)計(jì)并研制基于變頻快速相應(yīng)并迅速反饋的成套電控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)輕量化起重機(jī)電控系統(tǒng)專用配套，高度集成配電、控制、驅(qū)動(dòng)、安全保護(hù)等單元，實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)去除部分外設(shè)、改變外觀形狀、減少鋼材使用等節(jié)材節(jié)能目標(biāo)。

4.5 開(kāi)發(fā)起重機(jī)遠(yuǎn)程管理平臺(tái)數(shù)據(jù)分析軟件

完善的數(shù)據(jù)采集分析可對(duì)起重機(jī)械行業(yè)技術(shù)發(fā)展提供有力支持，特別是對(duì)起重機(jī)械的設(shè)計(jì)和技術(shù)發(fā)展能夠起到直接的作用，通過(guò)長(zhǎng)期的起重機(jī)運(yùn)行參數(shù)記錄，起重機(jī)械的研究設(shè)計(jì)人員可由此獲取起重機(jī)械完整可靠的大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析優(yōu)化相關(guān)設(shè)計(jì)。

5 現(xiàn)代智能化信息技術(shù)在施工中的應(yīng)用

在高速鐵路工程里，往往需要的設(shè)備數(shù)量比較多，如提梁機(jī)、搬運(yùn)機(jī)、架橋機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸車輛、推土機(jī)等等設(shè)備，在傳統(tǒng)的施工中這些設(shè)備都是單一的實(shí)現(xiàn)自己的功能，它們?cè)谑┕み\(yùn)作中沒(méi)有任何聯(lián)系，但是在實(shí)際的施工場(chǎng)地中，企業(yè)對(duì)施工設(shè)備智能化的需求逐漸升級(jí)，就得測(cè)底實(shí)現(xiàn)機(jī)組的智能化管理。所謂的機(jī)組智能化管理，就是建立一個(gè)較大的信息化技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)，在平臺(tái)系統(tǒng)內(nèi)分支出各個(gè)小系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)具有特別功能的施工設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)控制，最終信息化技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)施工設(shè)備的施工情況、施工狀況等進(jìn)行控制，并互相關(guān)聯(lián)各個(gè)施工設(shè)備間的施工進(jìn)度，自動(dòng)協(xié)調(diào)每個(gè)設(shè)備的工作時(shí)間，保證工程各個(gè)項(xiàng)目的無(wú)縫連接。

在每一個(gè)子系統(tǒng)將自己的施工狀態(tài)反饋到總的信息化技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)后，信息化技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)會(huì)分別處理各個(gè)子系統(tǒng)的信息，將每一個(gè)控制信號(hào)再發(fā)送給子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)子系統(tǒng)的控制，最終實(shí)現(xiàn)智能的控制每一個(gè)施工設(shè)備，智能化施工現(xiàn)場(chǎng)圖。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)工程機(jī)械從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工、產(chǎn)品施工幾個(gè)方面提出了如何提高智能化程度的方案。

在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，可以通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)代智能化信息技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)者之間的想法更直觀的表現(xiàn)出來(lái)，并且能隨時(shí)滿足設(shè)計(jì)者對(duì)零件結(jié)構(gòu)修改意見(jiàn)的交流，獲得最有設(shè)計(jì)，以滿足整機(jī)外形與性能的完美結(jié)合。

在產(chǎn)品的加工制造階段，采用“智能工廠”，形成配套的管理系統(tǒng)對(duì)加工時(shí)間信息、加工數(shù)量信息、產(chǎn)品殘次品率和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息等等進(jìn)行處理，最后根據(jù)生產(chǎn)加工的影響進(jìn)行調(diào)整，使產(chǎn)品的加工效率、加工質(zhì)量、加工穩(wěn)定性等等得到較大的提升。

在產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用階段，對(duì)于產(chǎn)品進(jìn)行智能化控制，首先得建立完整的控制系統(tǒng)，其次是建立安全保護(hù)平臺(tái)，再次建立遠(yuǎn)程操作和管理的技術(shù)平臺(tái)、成套的電控系統(tǒng)、物料掃描識(shí)別技術(shù)等等，最終的目的是使產(chǎn)品在無(wú)人操作的情況下，根據(jù)施工需求進(jìn)行自動(dòng)化的運(yùn)行，保證工作的順利進(jìn)行。

在多個(gè)產(chǎn)品集體施工階段，可以通過(guò)進(jìn)行建立較大的服務(wù)器系統(tǒng)，分別對(duì)每一個(gè)子系統(tǒng)的控制，使施工按計(jì)劃的進(jìn)行，從而提升產(chǎn)品的工作效率，形成智能化施工現(xiàn)場(chǎng)。

工程機(jī)械智能化的最終目的是提高產(chǎn)品的安全性、提高質(zhì)量、提高施工效率、提高施工精度、降低環(huán)境污染、提高技術(shù)檢測(cè)結(jié)果等[8]，如圖2所示。

智能化工程機(jī)械和機(jī)群智能化施工是工程機(jī)械的未來(lái)發(fā)展方向，具有巨大的市場(chǎng)空間與廣泛的行業(yè)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]武劍紅，王璞玉，王超，周子荑.國(guó)鐵參與市域（郊）鐵路發(fā)展的機(jī)遇與路地合作機(jī)制創(chuàng)新[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2016（10）：59-63.

[2]黃媛，楊英茹，高欣娜，岳趙寒，李海杰.金針菇周年工廠化生產(chǎn)環(huán)境智能化控制技術(shù)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018（02）：40-41.

[3]李疆，歐陽(yáng)崇偉，楊秋萍，石文昌.機(jī)械制造協(xié)同設(shè)計(jì)體系構(gòu)建及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2017（08）：135-139.

[4]郭克希，楊俊，饒顯俊，譚佩蓮.協(xié)同設(shè)計(jì)在工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2009（07）：105-107.

[5]于永初.智能工廠是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的必由之路[J].汽車工藝師，2018（01）：8-9.

[6]常中龍，劉靜，袁哲.橋、門式起重機(jī)的輕量化和智能化需求及發(fā)展?fàn)顩r[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2017（04）：9-13.

[7]張洪.工程機(jī)械智能化施工漸行漸近[J].工程機(jī)械與維修，2017（10）：42-43.

[8]董富強(qiáng).工程機(jī)械的智能化趨勢(shì)與發(fā)展對(duì)策[J].自動(dòng)化與控制，2016（01）：147-149.

作者簡(jiǎn)介：呂琨（1980-），男，本科，研究方向：機(jī)械智能化。