从过去几十年来信息革命的发展和对经济社会各个领域的影响来看，人类社会生产体系的组织结构和经济结构正在经历一次工业革命之后的巨大变革，正在产生一次新的飞跃。这个变革和飞跃正是由于现代信息技术的发展和广泛应用所引起的。现代信息技术的概念在20世纪70年代微处理器发明后开始形成，主要包括微电子技术、计算机技术、通信技术和软件技术。2000年5月，联合国经社理事会部长宣言指出“：互联网的普及应用，无论是在广度上还是在深度上，其影响均可与18世纪的工业革命相比拟。”在过去的几十年间，世界上并不乏贫穷落后的国家或地区因辨识和抓住了信息革命的机遇而彻底或重大地改变国家或地区经济和社会面貌的例子，如芬兰、韩国、马来西亚、哥斯达黎加、爱尔兰、印度等等。芬兰的NOKIA手机、EPEC嵌入式车载控制器和显示器，印度的软件产业，都是闻名世界的信息化产业，在世界各地有广泛的用户。 从控制历史上，人类社会经历了机械化→自动化→智能化3个阶段。机械本身是执行机构，每一个步骤都是人操作的，机械化是人手脚的延伸、力量的放大；自动化则是在机械化基础上，让机械按照人的预定方案，以固定的模式实现重复的、自动的劳动功能；智能化即赋予设备以灵气，具有多种信息快速处理、推理分析和决策功能，可以根据变化了的形势修改控制策略，不仅可代替人的体力劳动，而且可局部代替人的思考。从控制手段上看，其本质就 是模仿人脑和感官的工作，凡是能建立数学模型的对象就采取经典控制（调节原理、现代控制论），凡是无法建立数学模型的对象就模仿人的经验采取模糊控制。计算机作为实现自动化、智能化的手段，其所处理的唯一对象是“信息”。利用计算机的记忆功能，可以将人的知识、经验等处理问题的能力用程序和数据固化下来，由计算机去执行。换句话说，采用计算机作载体的信息化技术具有“复制能力”的能力，专家系统不就是将各种专家的知识储存并复制吗？信息化、智能化的目的就是使被控设备或系统的行为举止越来越像人类的活动，就是最大限度地把人从繁琐的、重复的体力、脑力劳动中解放出来，让他们去从事创造性的劳动，当然也包括解决非常规（即尚未输入计算机）的偶然性事件。信息化是手段，不是目的。信息化技术用于工程机械的目的主要有：高性能、高效率；节能环保，降低油耗；人性化、操作简单化、可视化、全自动；减振、降噪，人机工程、舒适性设计；高可靠性、安全性；信息传送、集中控制调度为目的的机信息化；产品全生命周期管理、销售与售后服务、维修的快速反应；多能源混合动力等。高效率就要求节能环保，高质量就要求高可靠性和人性化（人机工程）设计（减振、降噪、舒适性、通风、大视野），而维修的高效反应则要求可跟踪、可追溯性。这些都是可以通过智能化、信息化来完成或加强的。
本文仅就信息技术在工程机械单机产品上的应用，以应用目的为主线进行汇总和探讨。
1自动化、智能化实现高性能、高效率随着计算机的小型化、微型化，特别是嵌入式技术的兴起，工程机械整机及其零部件的自动化、智能化控制越来越普及。只要有控制目标，只要能采集到信号，就能实现控制。用于工程机械的高性能、高效率的自动化、智能化的案例不胜枚举。下面是一些典型产品。
（1）高技术含量的带变速控制系统的电控静液压传动装置（HST）。日本小松WA320-5 ATOM装载机采用此装置。
（2）自动称量系统（Weighingsystem）。自动称量并显示铲斗的净装载量，测量误差小于3%遥控器组合。同样的方案可用于叉车称重（Forklift weighing）和装载机、铲运机的称重。日本川崎装载机自动称重系统、国产T2000型称重仪都是成功范例。
（3）推土机生产率自动计算。卡特彼勒的DOZSIM1.5是一种推土机作业生产率的计算机程序。该软件包与WINDOWS兼容，采用3D模拟技术分析推土机距离、坡度、工场设计参数，并可输出土方量（压实或松散）（每次移走的土方量、每小时移走的土方量）、耗时、成本、系统生产率等大量信息。
（4）德国MOBA摊铺机作业控制系统。包括：MOBA-matic数字平系统；非接触式平衡梁平系统，通过CAN总线将超声波滑靴组合起来，通过检测路面的不同位置，取得平均值并以此进行控制；摊铺机输分料系统；摊铺机熨平板点火加热控制系统及跟边控制系统。其平的基本原理是：通过传感器跟随基准值，摊铺机熨平板与基准之间产生的高度偏差将引起控制器传感轴的转动并计算相应的高度偏差。控制器根据偏差值调节相应液压缸电磁阀，以驱动熨平板回到正确的位置。Topcon也有类似产品，国内也有多家厂商研制。电热炉
（5）摊铺机行走控制系统。有德国力士乐MC6微控制器系统、美国萨澳S11微调电容微控制器系统等。可实现恒速控制、故障诊断功能；双泵、双马达左右独立驱动，液压调速闭式回路，低速行走平稳，转向圆滑。典型机型为西筑WT750型摊铺机。
（6）平地机和推土机自动平控制系统(MOBA GS506 Grader leveling control system)。以平地机为例，可对铲刀纵向高度、横向坡度进行控制。既可采用声波滑靴方式，也可采取激光接受仪方式，根据需要交换使用。
（7）德国MOBA旋挖钻机双向水平检测系统（MOBADriller duo-level indicator system）
。将坡度传感器安装在机器合适的位置上，进而监测与设定零
位产生的任何坡度变化。
（8）铣刨机自动平控制系统（MOBA Milling machine leveling system）。机械拉绳作为基准，控制器与传感器之间采用CAN总线协议。控制器将采集到的信号送到控制器，控制器分析计算后输出控制信号给铣刨机液压执行机构实现调节控制。扩充应用可采取平衡梁代替机械拉绳作为基准。
（9）大型工程机械安装有闭路监视系统以及超声波后障碍探测系统，为司机安全作业提供音频和视频信号。微机监控和自动报警的集中润滑系统，大大简化了机器的维修程序，缩短了维修时间。
（10）冷再生拌和机自动平系统与功率自动分配行走系统。自动平系统有MOBA自动平控制仪，同时控制铣削深度与平整度。行走系统可进行功率自动分配，可根据发动机负荷自动调节行走速度，从而保证整机始终处于最大生产率状态。西筑CR2500型冷再生拌和机采用此配置。
卧式钻床（11）高精度GPS系统的应用。该系统利用GPS差分技术，结合激光、全站仪、超声波及多传感器技术，通过软件界面的设计，可以在系统的虚拟仪表中提供施工工地的三维图形、机器的三维坐标等信息，精度可达到厘米级。该项技术在大型的施工现场，尤其在多种机型的工程机械进行机作业时，具有明显的优势。不仅有利于施工管理方进行有序调度，而且能够提高机的工作效率。在该技术方面，做的比较领先的几家企业分别为：Trimble、拓普康(Topcon)和Leica。
发糕机2实现节能环保，降低油耗采用信息化技术实现工程机械的节能环保，是当今内外工程机械的又一主攻方向。中国科学院2006年2防震阻尼器月发布的《中国可持续发展战略报告》指出，建设节约型社会是我国社会经济可持续发展的核心任务，并提出了我国建设节约型社会的中长期目标———到2020年，我国主要能源、资源的需求总量增长应得到有效控制，环境质量总体保持稳定并开始好转，基于10种资源和污染物的节约指数比2000年降低60%，实现资源生产率或生态效率的2～4倍跃进。国外工程机械生产厂家对发动机燃料燃烧与电控、自动变速操纵、液压控制等节能环保控制系统进行了大量的研究，开发出具有代表性的自动变速控制系统、负荷传感变量液压控制系统、工作装置运动精确控制、发动机燃油计量与燃烧控制、用于整机功率适应外负荷的自动匹配控制等项技术。下面是一些典型节能环保
控制系统。
（1）发动机燃料燃烧与电控系统。发动机自动控制系统———当装载机处于非作业工况时，自动降低发动机转速，直至怠速运行，减少燃料消耗、降低噪声。VOLVOL220F型装载机有一项技术是怠速最小化（Toautomaticallyturned offtominimize idlingwith maintained productivity），可保证主机在超低速情况
下运行而不停机，此时由蓄电池对照明和空调供电，最多可供电1 h。燃油/空气比例控制系统———燃油喷射控制及维护发动机最佳性能的电子控制，优化燃料与空气的配比，提高燃料的利用率，确保发动机排出的废气符合环保要求。
（2）变速器自动换挡控制———根据工程机械（如装载机）传动装置及液压系统的工作状态，研究和开发新的换挡规律，使其能根据不同的负载和路况来确定当前的挡位，以保证变矩器在高效区范围内工作。节能型换挡规律以提高传动系统效率为目标，通过变速器换挡，使液力变矩器经常保持在高效区工作，达到节约能源的目的。根据液力变矩器的原始特性，随着速比的增大，效率η呈类似抛物线变化趋势，如图1所示。对于工程车辆，通常认为变矩器的
图1液力变矩器原始特性曲线示意图
效率高于75%为高效区，设变矩器效率曲线与高效区最低槛值75%的两个交点所对应的传动比值分别为i1、i2，则理论上i1、i2就是换挡点。从物理概念上讲，如欲使变矩器工作在高效区，必须想办法让液压油真正地工作着，即要让泵轮带着涡轮走，它们之间要有一个转速差，这个差值既不能太大，也不能太小。但是，泵轮的转速是由发动机决定的，无法控制；而涡轮转速却可由其下一环节———变速器自动换挡来实现。于是就出现了用变速器自动换挡来调整涡轮转速“，迁就”泵轮的转速，以使变矩器的速比i总保持在高效区（i1≤i≤i2）。当速比高于i2时，说明车辆的负载减轻了，此时可以升高挡位，以使工作速度加快；当速比低于i1时，说明外负载重，此时可以执行降挡操作，以提高装载机的铲掘力。天津工程机械研究院研制的节能装载机自动换挡系统如图2所示。
（3）发动机功率模式设定系统。根据负载情况可（自动/手动）选择不同的发动机功率模式，如动力模式/标准模式/经济模式，以满足不同作业工况的需要，提高燃油经济性。电控（或电喷）发动机是可编程的，它可以通过程序控制作为大、中、小3个发动机使用，分别对应高、中、低3条曲线，如图3所示。以
装载机为例，在铲装轻型物料时按“经济模式”设定为低功率，在铲装标准物料时按“标准模式”设定为中功率，在铲装重型物料时按“动力模式”设定为高功率，这样就避免了大马拉小车所造成的功率浪费。采用电液比例技术控制的挖掘机，相应地以电比例手柄取代液压先导手柄。其基本原理是首先采集电手柄的动作信号，然后利用控制器进行运算，最后输出相应的PWM值控制比例阀。如日本川崎ESS电子控制系统。使挖掘机液压系统可以充分利用发动机功率，提高作业效率，节省燃油。机器可以在H———快速模式、S———经济模式、L———精细模式下工作，以满足各种不同的工况。采用负流量液压系
统，有人机合一的操作感觉。厦工XG825LC、XG833型挖掘机采用此系统。小松WA500-6R、WA600-6R型轮式装载机均有发动机工作模式自动设定系统配置。
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