智能工程

智能工程具有多学科融合的综合性特点。由于其发展历史短，但发展速度快，国内外对其定义的描述和理解各不相同，没有统一准确的概念和标准。智能工程，这意味着创造各种形式的智能系统。它不仅满足了现代经济、军事和科技发展的需要，也是智能科学和复杂性科学研究的实际应用。

智能系统实例的一个重要特征是人机一体化，它是以人为主体的综合集成系统。实践证明，“综合集成会议厅制度”是实现决策科学化、民主化的有效工具。它可以为宏观经济决策提供支持，为人口决策提供信息和系统，在军事指挥、重大政策工程等决策中发挥科学作用。因此，它将逐步进入国家、社会和大型企业的决策过程，成为满足信息社会重大需求的智能系统。

智能工程的技术关键及国内外研究现状

随着现代技术的进步和发展，工程机械的广泛应用，使工程机械的自动化和智能化水平不断提高。工程机械的操作和控制实现了自动化、集成化、智能化的结合。智能控制系统引入工程机械控制领域后，给工程机械的发展带来了划时代的变化。工程机械操作的方便性、安全性和经济性大大提高。智能化已成为各种工程机械现代化最明显的标志。目前，工程机械的智能化主要体现在三个方面:工程机械的智能控制技术、工程机械的智能监控、检测、故障诊断与维护技术、网络集群集成控制。

1. 智能控制技术包括电动液压控制自动换挡技术、无人操作技术、机电液压一体化控制技术等。电液控制自动换挡系统由液压换挡控制系统和电子换挡控制系统两部分组成。电液换挡控制系统结构紧凑、体积小、重量轻，取代了较复杂的机械连杆装置。提高了换挡响应的可靠性。自动换挡和机电一体化控制技术在工程机械中得到了广泛的应用。无人操作技术是机械工程领域的突破性发展。特定领域的无人操作技术。如在军事、测绘、高空摄影、易燃易爆区域、高空危险作业区域、辐射高危区域、卫星探测等领域。需要智能无人机械工程技术。自动化中心无人控制系统、机器人操作、GPS导航、无线、有线网络通信。车辆自动驾驶等技术是无人操作技术在机械工程中的应用。从20世纪70年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始研究自动驾驶汽车。1992年，中国国防科技大学成功研制出中国第一辆真正意义上的自动驾驶汽车。第一辆城市自动驾驶汽车于2005年在上海交通大学成功研发。目前，自主驾驶技术在中国无人驾驶技术的研究和产品开发方面已经取得了一定的成果。但我国无人操作技术的发展水平相对较低，形成工业化生产还需付出更多努力。

2. 工程机械智能监控、检测、故障诊断与维修技术。国外学者对工程机械故障诊断系统进行了广泛的研究，取得了成熟、全面的技术成果，并在产品中得到了广泛的应用。德国OK公司开发的BORD电子监控系统，可以监控液压挖掘机运行维护相关的所有重要参数，利用微处理器对挖掘机运行数据进行检查，快速监控、评估并显示计算出的数据。能够识别故障和超限值趋势，并在重大事故发生前显示报警信息。日本日立公司在ZAXIS系列液压挖掘机上安装了电子监测和故障诊断系统。可对40多种挖掘机运行状态进行实时检测，包括发动机机油压力、冷却水温度、燃油位、液压油位、空气滤清器堵塞、发动机转速、液压流量、所有电气系统参数等。并具有报警功能，可通过与机器配套的专用检测器自动诊断机器故障。国内对工程机械故障诊断的研究起步较晚。但它正在迅速发展。近年来，许多高校和研究机构在工程机械故障诊断的理论和方法研究方面取得了很大进展。由西安交通大学学者率先提出的全息频谱理论，全面集成了机器振动的幅度、频率和相位信息。显著提高故障识别率。清华大学学者关注的是滚动轴承故障中振动信号的强噪声背景，以及现实中难以获得大量典型故障样本。将柔性形态滤波技术应用于滚动轴承的故障诊断，通过柔性形态滤波可以有效地从轴承的边缘轮廓和形状特征中提取局部缺陷轴承的振动信号。同时，它还具有鲁棒性。在实际应用方面。从上世纪90年代开始，浙江大学、同济大学等高校的学者开始从事工程机械故障诊断的研究。并与长江挖掘机厂、广西榆林柴油机厂等企业合作开发了工况监测系统。实时监测液压，发动机和电气运行状态参数。显示在LCD显示屏上，当检测到故障信息时，通过声、光、图像等方式触发告警。

3. 网络集群集成控制，集群是由多台具有不同功能的工程机械利用网络通信组成的系统。通过多机协同、联合作战，共同完成一个项目任务。集群控制技术是集群的最优配置或组合。采用统计学、运筹学、仿真等方法，以机械化作业车队系统为研究对象。经过分析判断，建立系统坐标函数，然后利用优化方法获得系统的最佳结果。是否有可能在运行过程中协调系统中的各种机械设备，以获得技术先进、经济合理、可靠、高效的集束控制系统。2003年，江苏徐工集团承担完成了“机群智能化工程机械”项目。包括智能摊铺机、搅拌站、压路机、装载机、铰接式自卸车、全道路汽车起重机等5大产品。提高综合施工效率25%以上，降低施工设备维护成本20%以上。中国科学院合肥智能研究院与合肥叉车厂共同研发的wD-10型自动多轨道堆垛机是国内首款基于网络控制的高架堆垛叉车。该技术集成了集群优化配置、智能调度、协同控制和数据通信技术。

(1)关键组件问题。目前，各大主机厂商设计的智能监控系统所使用的核心处理和显示单元都依赖进口设备。这些进口设备不仅价格昂贵，而且其功能也不是专门为工程机械设计的。是不是越来越不能满足工程机械智能化监控系统的要求?具体表现在?工程机械需要大量的数据存储、视频监控、多总线接口、多类型输入输出端口、远程服务等。

(2)系统硬件结构问题。在目前设计的系统中，为了实现具体的监控功能。当整个智能监控系统需要实现更复杂的功能时，往往需要使用多个独立的专用检测设备。整个系统的硬件结构会非常复杂，影响系统的稳定性和可靠性。

(3)软件开发问题。软件编程包括两个方面的系统，不为工程机械定制。因此，它不能有效地解决工程机械独特功能或图形的编程问题。工程机械智能监控系统尚未确定系统架构，导致编写的智能监控软件可读性、开放性和可靠性较差。

(4)系统功能扩展问题。由于目前设计的监控系统。实现各自功能所使用的硬件设备都是对立的，各种资源基本用尽。因此，如果监控系统的功能得到改善。由于资源不足，整个系统将面临需要重新设计整个主机的智能监控系统。

未来发展趋势

1. 智能化是信息科学技术的发展方向。实现信息化和网络化的工具其实就是智能化。在现代信息科学技术中?越来越多的人工智能技术被应用，包括自然语言识别与理解、图像识别与处理、计算机视觉、机器人规划、多信息感知与控制、知识表示、获取与处理、推理与求解、专家系统、智能控制等。虽然近年来人工智能的研究并没有取得重大突破。但随着认知科学和智能技术的发展。人工智能技术将越来越多地应用于信息科学与技术领域。

2. 智能化是生命科学技术的发展方向。人脑是人类智能系统的“总部”。脑科学是生命科学的核心。智能化也是生命科学技术的发展方向。对人脑的研究将形成智能科学技术，是21世纪推动基础科学研究的科学。

3. 智能化是自动化工程的发展方向。自动化是现代工业发展的重要手段和条件。可以毫不夸张地说，现代工业发展的过程就是自动化生产技术的不断应用、改进和提高。目前，各种智能系统和技术越来越多地应用于各种自动化项目中。自动化工程中智能技术的应用水平和程度决定了工程的自动化水平和程度。智能化已成为各种工程项目现代化最明显的标志。