浅谈大数据背景下工程机械设备中如何运用机电一体化

2021-04-03安源梁卓耿小方

中国设备工程 2021年18期

安源，梁卓，耿小方

（上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东青岛 266555）

传统工程机械设备生产企业因配置的设备比较陈旧，应用的技术比较落后，导致设备在生产过程中的安全性、稳定性以及工作效率等无法保障。而在当前信息化时代下，机电一体化在工程机械设备中运用是制造行业发展的必然趋势，具有一定的时代性，不仅可以降低生产作业、故障诊断以及维修操作等方面的工作难度，而且促使机械设备生产效率、质量提高。因此，本文基于大数据背景下对机电一体化在工程机械设备中运用进行探究具有一定的必要性。

1 机电一体化概念、特点相关概述

1.1 概念

机电一体化指的是以电子学、机械学等基础的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、渗透而形成的新兴技术学科。机电一体化技术作为集信息技术、微机技术以及机械技术为一体的综合技术，称为机电一体化技术。该技术最早应用于电力行业，随着科技的不断更新，机电一体化逐渐被应用在机器人、设备故障检测以及设备自动化等领域，且取得一定的成效。在大数据背景下，工程机械设备中应用机电一体化，不仅能够提高工程机械的精确度以及工程机械运行的节能效率，而且对工程机械设备进行自动化监控，便于及时发现和处理机械运行故障，确保设备正常、稳定运行。

1.2 机电一体化技术特点

（1）精确度高。与传统人工操作相比较，在工程机械中应用机电一体化技术，使机械运行的效率、精确度提高，能够弥补传统人工操作存在的误差缺陷，便于对工程施工各环节进行管控。（2）检测自动化。自动化检测作为机电一体化技术在工程机械中应用的特点之一，可以自行对工程机械工作状态进行检测，一旦发现运行异常，系统会发出报警信号，便于及时发现和处理故障。（3）运作自动化。在工程机械中应用机电一体化技术，能够确保工程机械处于自动化运作状态，在提高工作效率的同时，节约了人力成本。

2 大数据背景下工程机械设备中运用机电一体化的优势

2.1 促使机械安全性能提高

机电一体化在工程机械设备中运用，能够促使机械安全性能提高，利用机械设备中监控系统、检测系统以及传感器对各自零件进行全面分析，了解各部件的工作状态，尤其是对容易疲劳部件的分析，制定相关的防治措施，避免和处理零部件故障问题；或者利用机电一体化精确定位故障位置，便于快速处理故障。

2.2 促使机械工作效率提高

机电一体化在工程机械设备中的应用，使传统人工操作的方式被取代，以自动化、智能化形式对机械运行全过程进行管控，比如，传统仪器被数字仪器取代，在调试和养护工程机械方面更加便捷，进而促使机械工作效率提高。

3 大数据背景下工程机械设备中运用机电一体化的策略

3.1 在工程机械作业精确度控制方面的应用

大数据背景下，机电一体化的智能化、信息化以及微型化等优势得以充分展示，在工程机械作业精确度控制方面的应用范围不断扩大。在数据读取方面，多使用电子控制软件精确地读取数据信息；在称量环节使用微型电子控制系统进行称重、搜索，在简化工作流程、减少工作量的同时，确保成品的精准度提高，降低人为因素对工程机械设备精度的影响，以满足产品加工要求，促使工程机械制造成品合格率提升。在混凝土作业过程中，采用电子超声波技术进行探测，既能减少误差，又能节约作业时间，间接促使工作效率提高。

3.2 在工程机械设备运行故障监测和诊断中应用

在工程机械行业快速发展的影响下，企业对机械设备需求量日益增加，对机械设备运行安全性、稳定性等提出了更高的要求。而基于大数据背景下，将机电一体化引入工程机械设备运行中，利用过程控制系统可以全面监控整个工程机械设备运行情况，自动化诊断设备运行故障，以满足当前企业对机械设备运行安全性和稳定性的需要。比如，在工程机械设备运行生产环节，可以运用监测系统来推断故障时间，以此为依据科学预测设备运行故障发生的趋势，并对所获取的数据进行分析，为诊断和应对设备运行故障提供数据参考。同时，为了弥补机电一体化在实时监测、诊断故障中的缺陷，可以与其他诊断、监测方式相结合，尽可能确保工程机械设备实时监测和故障诊断的有效性，便于有针对性地制定设备运行故障解决策略。

3.3 在工程机械节能环节中的应用

传统工程机械运作过程中能量利用率不高，导致部分资源浪费，且机械运行整体效率比较低，与工程机械施工所遵循的经济性原则相背离。因此，在大数据背景下，需要根据工程机械施工要求不断更新相应技术，有效解决传统机械运行中资源浪费、机械运行效率低等问题，比如，机电一体化在工程机械设备中运用时，需根据工程机械实施工作情况和需求将工程机械运行功率进行有效控制，将其控制在额定范围内，促使机械运行有用功提高，达到降低机械运行节约能源的目的。

3.4 在紧急停机系统、降低劳动强度中的应用

紧急停机系统在工程机械设备中应用的目的在于，当机械设备生产过程中出现异常行为时，该系统通过判断和分析进行自动停机，可以防止设备发生损坏，机械设备区域出现断电的情况，促使工程机械设备运行安全性提高。另外，机电一体化在工程机械设备中的应用，能够实现机械操作的全自动化或半自动化，有效降低劳动强度，提高劳动效率。

3.5 在机电设备维修管理中的应用

由于工程机械设备工作环境比较复杂，部分设备结构设计不够合理，使维修管理工作开展的难度加大。而机电一体在工程机械设备中的应用，促使设备结构设计不断优化，改善以往机械设备运行环境，便于维修人员解决机械设备故障问题，使维修人员在开展维修工作过程中人身安全得以保障。

4 大数据背景下工程机械设备中运用机电一体化的未来发展趋势

4.1 微型化

传统机电一体化操作所使用的机器尺寸、体积比较庞大，所使用的电子元件比较复杂，对其更换比较麻烦。而随着机电一体化的进一步发展，微型化作为电子机械发展的特点之一，机械设备在先进技术的支持下，其体积、尺寸等会进一步缩小，朝着微型化的方向发展，并且这类微型化设备在降低能耗、提高效率等方面优势突出，被运用的范围会进一步扩大。