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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：浅谈工程机械行业的发展方向
层 次： 专科起点本科
专 业： 电气工程及其自动化
年 级： 年 季
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2021年 月 日
内容摘要
本文从节能环保、模块化设计、智能化发展、两极化和作业多元化发展，以及注重零部件的开发与选择五个方面论述了工程机械行业未来的发展趋势和方向。在智能化发展方面详细论述了如何实现人机交互、以及机器人在机械制造中的应用和信息化制造技术的发展现状和未来走向，进而对我国机械行业在世界范围内重塑辉煌充满信心。
关键词：节能环保；模块化设计；智能化
目 录
引 言
从20世纪80年代到本世纪初，国内外工程机械产品技术已从一个成熟期走到了现代化时期。伴随着一场新的技术革命，工程机械产品的综合技术水平跃上了一个新的台阶。电子技术、微电脑、传感器、电液伺服与控制系统集成化改造了传统的工程机械产品，计算机辅助设计、辅助制造及辅助管理装备了工程机械制造业，IT网络技术也装备了工程机械的销售与信息传递系统，从而让人们看到了一个全新的工程机械行业。新的工程机械产品在工作效率、作业质量、环境保护、操作性能及自动化程度诸方面都是以往所不可比拟的，并且在向着进一步的智能化和机器人化方向迈进。
未来工程机械行业又将走向何方，哪种产品又会被用户所接受，只要从后面几个章节论述的方面出发，在不断前进的同时调整自己的步伐，那么重拾辉煌仅一步之遥。
1 节能环保
我国环境问题日益严峻已成为不争的事实。随着经济的不断发展，我国工程机械设备行业的污染较严重，已经成为了环境的沉重负担。国家制定的《工业节能“十二五”规划》也体现了工业节能的总体目标：到2015年，规模以上工业增加值能耗比2010年下降21%左右。国家提出的严格要求迫使工程机械企业将节能环保放到首要位置。
据环保部发布的数据显示，2014年2月，京津冀、长三角、珠三角区域及直辖市、省会城市和计划单列市等74个城市空气质量平均超标天数比例为39.7%。其中京津冀地区城市超标天数比例最高，达68.5%，我国环境问题日益严峻已成为不争的事实。而我国工程机械设备行业的污染比重较大。中国工程机械工业协会会长祁俊此前表示，我国是世界上最大的建设工地，工程建设带动着工程机械行业飞速发展。然而，我国有关工程机械产品排放的要求一直比较宽松，这使得市场上充斥着大量高排放产品，已经成为了环境的沉重负担。
因此，业内呼吁国内工程机械行业走节能环保之路。前不久国家颁布的《国家新型城镇化规划》，据了解，规划的投资重点包括完善城市基础、推进新型城镇化发展，大力发展社会事业，着力保障和改善民生，实施创新驱动战略、推动产业转型升级，强力推进节能减排，加快生态文明建设，加快培育新的经济支撑带等。这是在今后一个时期内指导全国城镇化健康发展的宏观性、战略性、基础性的规划，也是中央颁布实施的第一个城镇化规划。在这部《规划》的指导下，中国各地基础设施建设步伐的不断推进，中国工程机械势必将再次迎来发展的高潮。同时，《工业节能十二五规划》也显示了工业节能的总体目标：到2015年，规模以上工业增加值能耗比2010年下降21%左右。国家提出的严格要求也使得工程机械企业不得不将节能环保放到其发展战略中的重要位置。
无论是从减轻环境负担，还是打破对外贸易壁垒等方面考虑，节能环保之路都将成为工程机械发展的主流趋势。今后中国工程机械产业的发展将更加注重转型升级，而在具体的实施策略中，节能环保将成为主要的发展方向。目前，工程机械各家厂商都在其新产品上融入更多的节能环保的元素。在去年的上海宝马展上，无论小松、现代、沃尔沃建筑设备等国际工程机械知名企业，还是三一、徐工、中联、柳工等中国本土的工程机械巨头，都纷纷展示了它们最新的机械设备，这些设备无不是有了更好的节能环保性能。由此可见，工程机械的未来走向，必将是节能环保大势当道。广大工程机械企业必须依靠自己走上让产品工作效率更高效、节能降耗性能更出色的正确道路上。工程机械的未来走向，必将是节能环保大势当道。广大工程机械企业必须依靠自己走上让产品工作效率更高效、节能降耗性能更出色的正确道路上。
2 模块化设计
未来随着我国工程机械行业的发展，为用户提供高性能、高可靠性、高机动性、良好的维修性和经济性的设备逐渐成为厂商追逐的目标。因此为了满足用户的个性化需求，厂商生产应该采取多品种、小批量的生产方式，以最快速度开发出质优价廉的新产品。想要综合实现上述要求的最有效的途径，就是采用模块化设计原理、方法和技术。
模块化设计技术是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求的设计方法，其最终原则是力求以少数模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉，且模块结构应尽量简单、规范，模块间的联系尽可能简单。
以往一种新机型需要多次反复试制、试验和修改才能定型，一般需要几年的时间。在计算机上，新产品设计可采用三维数字化建模，利用专业软件进行基础零部件优化选择与分析计算，直到生成工程图和进行三维虚拟装配及模拟试验。随着装备制造业的飞速发展，产品种类急剧增多且结构日趋复杂，只有产品设计周期不断缩短，才能够满足企业激烈竞争的需要。模块化机械设计理念符合机械产品快速设计的理念，符合装备制造业的发展需要，是机械设计的发展方向之一，有较高的实用价值和经济价值。
2.1 模块化设计原理与原则
模块化软件在AVR单片机及教学机器人上的应用。该软件在设计上采用了模块化，将机器人的各个动作指令如直行、转向、启动关闭电机等模块化，在编写程序的时候只需将各个指令模块经行组合，即可完成对机器人动作指令的简单编写。
模块化机器人。机器人的模块化，就是将机器人某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统；再将这个子系统作为通用性的模块与其他子系统进行组合，构成一个完整的机器人，甚至产生多种不同功能或相同功能、不同性能的效果。
通过机器人的模块化过程有助于研究和开发。将机器人的各个组分分离开来进行研究，可以降低机器人研发的复杂度，使设计、制作、调试和维护等过程简单化、经济化、高效化；同时让各个领域的专家做自己擅长的事情，可以让他们充分发挥各自的专业优势，将自己负责的模块做到最好。
模块化设计在机床行业的应用。模块化机床具有很大适应性和灵活性、设计制造周期短、制造成本低等一系列优点，使产品在市场上具有很强的竞争能力。机床模块化设计的主要方法有横系列模块化设计、跨系列模块化设计、总系列模块化设计及全系列模块化设计。而组合机床和组合夹具则是模块化设计在早期产品中的成功运用。
组合机床实际上是专用机床的模块化。对某些特定工序，通用机床上的某些机构成为无用机构，并且在生产效率、加工质量稳定等方面无法满足批量生产的要求。专用机床是针对某一特定产品中某一特定零件加工中的一个或几个加工工序而设计、制造的，可提高自动化程度并保证产品质量。专用机床是专门设计、单件小批生产，成本高、设计制造周期长，为解决这些矛盾，出现了组合机床。
组合机床是由通用部件与少数量的专用部件、零件组合而成，通用零部件是经过事先规划设计并且可成批进行制造。有关厂家和主管部门已制定了组合机床通用部件系列的统一标准，当需要一台新的组合机床时，只需设计和制造其中专用零部件，然后与现有的或外购的通用部件组装在一起即可，从而大大地缩短了机床设计和制造周期，降低了成本。因而组合机床的出现以后，获得了迅速的发展和广泛的应用。组合机床的特征是在对专用机床进行分析的基础上，将其具有共性或相似的部分分解出来，再按其功能、尺寸、驱动和运动方式等方面的不同，设计成系列的通用部件，这些通用部件实质上就是可以互换的模块。所以可以说，组合机床是专用机床的模块化。
模块化的液压系统。目前，液压系统的设计正朝着集成化、模块化方向发展，其中液压系统叠加阀式集成配置形式是集成模块化方式中的一种。叠加阀式集成配置形式是在集成块和集成板的基础上发展起来的新型液压控制系统。它采用标准化的液压元件，通过螺钉将阀体叠接在一起，组成一个系统。其优点是：叠加
