谈机电一体化在建筑工程的应用及发展趋势

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:杨经飞
[导读] 摘要:建筑业是国内的第二大产业,现有的建筑从业者人数在千万左右,但调查分析可知,更多程度的施工作业仍以手动施工为主,并辅以部分机械设备,其施工效率偏低。
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        摘要:建筑业是国内的第二大产业,现有的建筑从业者人数在千万左右,但调查分析可知,更多程度的施工作业仍以手动施工为主,并辅以部分机械设备,其施工效率偏低。在强调效率质量的新时代下,建筑工程内机电一体化的应用将是未来的重要发展趋势,能充分改善现有的建筑工程工作效率偏低的状况。为推动建筑工程领域的发展,以下分析建筑工程中机电一体化的应用,并分析其后续发展的几点趋势。
        关键词:建筑工程;机电一体化;发展趋势
        引言:现代科技的发展,让各个学科间的渗透交叉更为频繁,这一变化也让机电一体化有了更为广泛的应用方向和更高的应用空间。在现代化生产环境下,各国均在推广及探究机电一体化有关技术的良好应用,而它的应用也为当下的工业生产等领域带来了十分直观的变化,提升了生产质量及效率。在建筑工程需求愈发增长的现代环境中,在建筑工程内进行机电一体化的应用,不仅能满足人们更高的居住使用需求,也能推动建筑工程的进步发展。
        一、建筑工程中机电一体化的应用
        机械电子工程是机电一体化的别称,它有着十分宽广的应用领域,结合了微电子技术及信息技术,当下也在机械工业领域内获得了一定的应用效果[1]。机电一体化重视系统智能化、自动化的两个领域发展,是对计算机、自动化等技术有机结合后所产生的综合型技术。将其引入建筑工程中,能结合电子控制及液压等技术,强化各类工程机械的实际性能,例如在摊铺机内的应用,能实现机械的自我找平,提高施工质量,简化施工流程。
        (一)半自动化、自动化作业与5G技术的结合
        半自动化、自动化控制施工所需的工程机械,能将操作者的工作强度充分降低,提高整体的工作效率[2]。此外,该类作业模式亦可削弱操作者经验问题对施工带来的影响,避免因操作者的能力问题影响最终的作业精度,保障施工作业的质量,进而提升工程施工质量。同时随着5G技术的发展,在施工现场,可以对半自动化、自动化作业进行实时的视频超清监测,从而提高对各个施工部门的协调能力。
        (二)作业精度的提高
        在当下使用的水泥混凝土拌和设备中,为确保成本料具备的级配精度,该类机械基本应用了电子称量系统,并由微机进行控制,这一模式实现了计量过程的自动化和标准化。此外,机电一体化和建筑工程的结合,也催生了自动找平系统。这一系统的实际应用,进一步保障了摊铺机的作业质量,以超声波技术为原理的自动供料系统,能自动调节摊铺机的混凝土材料供给,最终保障摊铺质量,以自动化作业,避免因供料问题影响摊铺的质量。
        (三)故障自诊及自动报警
        机电一体化在建筑工程内的应用,能监控工程所需机械的工作装置、发动机或者制动系统等等,当工程在进行中时,一旦发现异常时电子监控技术能及时识别异常,并通过自动报警功能及时预警,为操作人员指明故障位置。这一变化不仅能提升机械作业的质量,也能实现后续设备检查维护环节的简化,降低在设备使用中的人力消耗、维修资金,将停机维修的时间充分缩短,实现延长设备寿命的目标。
        (四)实现节能降耗
        在传统的工程机械中,它们的能量利用率有限,以液压挖掘机为例,调查有关数据可知,它对燃油能量的利用率约在五分之一,这一能量利用率的低下,促使未来工程机械的发展需要对节能充分重视。而机电一体化的利用便能促使有关机械实现节能降耗的目标,进而为建筑工程的进步发展提供条件。以建筑施工中常见的土方机械为例,部分发达国家在液压挖掘机内进行了负荷传感系统的应用,并由电子手段进行控制,这一手段,能对挖掘机的油泵系统、发动机等系统进行电子化控制。

除此之外,履带板滑动的控制系统也安装进了推土机内,这一系统能对发动机的多项参数进行实时监测,例如输出功率等等,最终对推土机的牵引性特征进行调整优化,使其始终处在良好的运行状态之内,在降低能耗的同时,也保障了生产效率的提升,满足了建筑工程开展的各项需求。
        二、机电一体化的应用发展趋势
        以高新技术提升及改造机电一体化,是机电一体化未来的发展趋势。作为一项涉及学科更广,综合性更强的领域,我国对现有机电一体化技术的创新及产品的开发十分重视[3]。在掌握机电一体化应用领域的未来发展需求后,我们便能结合其他技术创新设计新的机电一体化有关产品,促使产品设计逐步趋于自动化、智能化及快速化,以此推动国内机电一体化水准的提升。在分析机电一体化的发展状况后发现,它的应用发展有着以下几个鲜明趋势。
        (一)智能化制造技术
        在重视人工智能开发及应用的环境中,智能制造技术的开发,将是机电一体化的发展趋势之一,当下。智能制造是一类经过对不同计算机技术的应用,由人类专家、智能机器所共同构成的一体化系统。该类系统往往由人类专家作指导,通过对数据的挖掘,对指令的设定,最终达成有机结合人为操作、机械运作的目标。和以往的生产模式相比,智能制造系统的自律性、规范性及标准性较强,能在指令影响下自动、半自动完成更多生产活动,有利于各项生产活动质量的提升。而机电一体化的进一步发展,也要求该项技术能在系统、软件或者数据库等方面的支持下,提升自身的自我组织、自我修正及自我优化能力。相信在未来科技的发展下,这一趋势能尽快变为现实。
        (二)计算机集成制造系统
        CIMS的发展需要机电一体化的参与,在该系统中,过程控制级计算机处于重要的核心地位,且需要我们为其配备所需的软件功能及一定硬件。以软件为例,我们要有机结合计算机的辅助设计、辅助制造和有关硬件。而在该系统的进步发展中,还需对其基本技术加强重视,避免对数字化、自动化的高度盲目追求,以此促使机电一体化逐步往全局化、自动化等方向发展。
        (三)机电一体化的绿色化
        环保是新时期的生活主题,随着各类污染问题的逐步严重,我国乃至全世界范围内,均在探究环保事业和各项生产活动、各生产领域的结合,以期逐步降低对自然环境的污染,实现可持续性的生产发展。绿色化即要求机电一体化的产品,在设计、制造、使用,甚至后续销毁环节中,均能满足当下环境保护的需要,并不对人体造成健康伤害,尽量对生态环境不产生危害,以低材耗、低能耗及可再生为产品生产及使用的目标。在机电一体化的进步发展下,现有的部分机械产品已经可实现这一目标,例如部分机械在设计环节中时,设计人员会考虑生产材料的环保特性,考虑其可回收性和回收难度,最终为机械产品的回收再利用打好基础,实现有关资源的节约,达成绿色化生产的目标。而在机械产品的能源使用上,当代设计师在逐步探究新型能源的使用,以期以此代替难再生、不可再生式能源,最终达成节约能源的绿色目标。
        结束语:结合以上,我国当下的建筑工程领域发展迅速,但整体分析可知,该领域仍旧存在如施工质量较低、施工效率有限等问题,深究原因,在于更多建筑项目在施工中,仍以以往的手工作业为主要的施工方式,由机械设备辅以操作施工,施工环节的机械化程度有限。此外,建筑施工的现场中往往环境复杂,影响施工安全的潜在因素也较多,种种问题均抑制了建筑工程领域的发展。现结合时代发展,将AI与5G技术深入融合,并使其结合机电一体化在建筑工程内进行应用,便能将以往建筑工程存在的施工问题充分解决,为此我们应加强对机电一体化的应用探究,以此促进其应用效果的提升,促进建筑工程领域、机电一体化的进步发展。
        参考文献:
        [1]宋洪亮.机电一体化在建筑工程的应用及发展趋势[J].工业,2016,000(005):00103-00103.
        [2]丁梅芳,沈萍萍.机电一体化在建筑工程的应用及发展趋势探讨[J].科研,2015,000(011):00230-00230.
        [3]杨玉红,薛勇,郭金全.机电一体化技术的应用与发展趋势[J].建筑工程技术与设计,2018,000(019):4512.
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