基于智能化技术的工程机械设备安全管理模式

引言

工程机械设备是基础设施建设、矿山开采、建筑施工等领域的核心生产要素，其安全运行直接关系到施工效率、人员生命安全及项目经济效益。近年来，随着工程规模的扩大与设备复杂度的提升，安全管理难度显著增加。据行业统计，我国工程机械设备安全事故中，因设备故障未及时发现、人为操作违规导致的事故多发，传统管理模式的局限性日益凸显。

一、智能化技术在机械设备安全管理中的价值

1.1 智能化技术的概念

智能化技术是依托新一代信息技术与工程建造深度融合的新型建造模式，以数字化、智能化为核心特征。它整合 BIM、物联网、大数据、人工智能、机器人等技术，构建从设计、生产到施工的全流程智能化体系。通过数字化建模实现建筑信息的集成管理，利用智能装备与机器人替代传统人工操作，借助数据分析优化施工方案与资源配置，最终实现建造过程的高效化、精准化与安全化。作为建筑行业转型升级的核心方向，智能建造不仅能提升工程质量与效率，还能推动建筑业向绿色、可持续的现代化产业转型。

1.2 实时监控与预测性维护

在实时监控与预测性维护层面，智能化技术通过部署多维度传感器网络，可实时采集设备振动、温度、压力等关键参数，并借助物联网传输至云端平台。系统通过算法模型对数据进行动态分析，既能即时识别异常工况并触发预警，又能基于历史数据构建故障预测模型，精准推算核心部件的剩余寿命。针对起重机的钢结构疲劳损伤，智能系统可通过应力监测数据预测裂纹扩展趋势，提前制定维护计划，避免突发性断裂事故。

1.3 确保操作人员的安全

在保障操作人员安全方面，智能化技术构建了多重防护屏障。通过智能穿戴设备实时追踪操作人员状态，当检测到人员进入危险区域或生命体征异常时，系统会立即发出声光报警并联动设备停机。设备操作界面引入 AI 辅助系统，通过摄像头识别操作人员的违规行为，并即时锁定危险动作。挖掘机的智能监控系统可通过人脸识别确认操作人员资质，杜绝无证操作，当检测到铲斗超载时，自动限制作业范围，从源头规避倾覆风险。

二、智能化技术在工程机械设备安全管理中的应用基础

2.1 物联网技术

物联网技术作为智能化时代的核心技术之一，在工程机械设备安全管理中发挥着关键的连接与数据采集作用。其基本原理是通过在工程机械设备上部署大量的智能传感器，如温度传感器、压力传感器、振动传感器、位移传感器等，将设备的各种运行参数，如发动机温度、液压系统压力、机械部件振动情况、工作装置位移等转化为电信号或数字信号。这些传感器如同设备的 “神经末梢”，能够实时、精准地感知设备的运行状态。在物联网平台上，对这些数据进行集中存储、管理和初步处理，为后续的数据分析和决策提供数据基础。

2.2 大数据技术

大数据技术在工程机械设备安全管理中主要用于对海量、复杂的设备数据进行深度分析和挖掘，从而提取有价值的信息，为设备安全管理决策提供有力支持。随着物联网技术在工程机械设备中的广泛应用，设备运行过程中产生的数据量呈爆炸式增长，这些数据具有数据量大、数据类型多样、数据产生速度快等特点。大数据技术通过分布式存储和并行计算等技术手段，能够高效地处理这些海量数据。

2.3 人工智能技术

人工智能技术在工程机械设备安全管理中具有强大的智能分析和决策能力，能够模拟人类的智能思维过程，对设备的安全状态进行精准评估和故障诊断。其中，机器学习是人工智能的重要分支，在工程机械设备安全管理中应用广泛。机器学习算法可以分为监督学习、无监督学习和强化学习。在设备故障诊断方面，监督学习算法如支持向量机、决策树、神经网络等被大量应用。

2.4 传感器技术

传感器是实现工程机械设备智能安全管理的关键手段，传感器的性能决定着工程机械设备运行状态信息检测结果的准确性和可信性。传感器是将工程机械设备的各种物理量、化学量等信号转变为易于处理和传输的电信号或其他便于处理的信号。工程机械设备使用的传感器类型繁多，在工程机械设备应用较多的传感器主要有振动传感器。振动传感器对工程机械设备的机械部件振动情况进行检测，可以通过检测振动的振频、振幅、相位等特征参数来判断工程机械设备是否存在不平衡、磨损、松动等异常情况。在塔吊上起重臂、塔身等关键位置配置振动传感器，实时监测塔吊起重臂、塔身的振动状态情况，如果监测振动状态异常，有可能塔吊结构出现了异常情况，需要及时对塔吊结构进行维修。

三、工程机械设备安全管理现状及问题分析

3.1 传统安全管理模式分析

传统机械工程设备安全管理的模式主要是以人工巡查、定期维保和经验判断为主。人工巡查是最基本的管理方式，由专门的巡查人员按巡查线路、巡查频率对工程机械设备进行全面检查，巡查人员主要通过肉眼观察、耳听、手触等对设备外观、运行声音、振动、温升等参数进行直观的判断，检查机械设备是否出现异常。定期维保就是以机械设备厂商提出的维护时限或者以往经验为依据，按照固定的维护周期，在机械设备运行一定时间或工作小时数后对工程机械设备进行全面的养护、维修、保养等。保养工作内容包括更换易损件、检查调整各项参数、对关键部件进行润滑等。

3.2 安全管理中存在的问题及挑战

当前在工程机械设备安全运营管理方面，存在诸多不容小觑的严峻问题与挑战。设备老化与更新滞后问题存在较为严重，由于工程项目不断开展，致使部分工程机械设备处于使用状态已达较长时间，设备老化严重，设备关键部件老化磨损明显，设备性能下降，安全隐患逐步增加，设备更新成本较高，一些工程机械经营主体没有及时更新老化设备，致使设备在运行使用过程中发生故障等。设备运行数据监测不完善问题，传统的监测方法一般只能监测设备的某项运行参数，无法对设备整体运行状态进行完善、实时性监测。

结语

智能化管理的工程机械设备安全管理模式，通过多种技术的集成，解决了之前传统的机械工程设备管理模式中“流程局限”、“没有机子状态感知和故障预测、人员管理只能静态管理而没有智能化应急”等问题，增强了机械工程设备安全风险管理能力，虽然其推广实施仍然面临技术成本、人机适配性等问题，但随着时代技术的推进和经验的成熟，必然会得到解决。智能化管理的工程机械设备安全管理模式，是对原有工程机械设备安全管理模式的一个颠覆性的创新，是一个新模式，为建设可持续发展的新型工程助力，为人们的安全负责。

参考文献

[1] 张晟浩. 智能化技术在工程机械设备安全管理中的应用[J]. 大众标准化,2024,(18):139-141.

[2] 魏建国. 智能化技术在工程机械设备安全管理中的应用研究[J]. 低碳世界,2023,13(02):184-186.