裝配式建筑智能制造和智能建造的創(chuàng)新需求

渠天亮

(山西瀟河建筑產(chǎn)業(yè)有限公司 太原 030401)

1 建筑行業(yè)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)狀分析

從國際建筑行業(yè)發(fā)展水準來看，我國建筑行業(yè)的發(fā)展水平的確處于不高的狀態(tài)，勞動密集型產(chǎn)業(yè)依然是其主要特點，很多農(nóng)村剩余勞動力融入到實際的建筑工程中去，農(nóng)民工成為建筑行業(yè)中人力資源的主流，其占比高達95%。在城市化進程加快的背景下，人口增長率會慢慢下降，人口老齡化的趨勢也在不斷加強，建筑行業(yè)勞動力資源的供需矛盾開始朝著日益激烈的方向發(fā)展。有專家對于江蘇省多個城市建筑農(nóng)民工平均年齡進行樣本統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)平均年齡為44.73歲，其中45歲以上的建筑農(nóng)民工占比高達49.5%。其中有超過三分之一的建筑農(nóng)民工反饋如果有其他的工作，他們更加愿意轉(zhuǎn)行，而不是留在當前的建筑崗位上。在生產(chǎn)建造方式不斷變革，城市化持續(xù)性建設訴求不斷增加的背景下，裝配式建筑作業(yè)方式開始成為國家推崇的建筑模式，這可以引導我國建筑行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革進入到更加理想的狀態(tài)，依靠更加機械化，更加自動化的技術(shù)來替代人工，確保更加多的年輕勞動力參與到實際建筑生產(chǎn)實踐中去。

2 基于PC工程智能制造需要面對的問題與創(chuàng)新訴求分析

2.1 PC智能工廠生產(chǎn)方式

對于裝配式建筑而言，工程化生產(chǎn)是其主要特點，也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。從當前實際裝配式建筑實踐來看，其主要有兩種實現(xiàn)路徑：其一，固定方式。也就是說模具的位置是固定的，而作業(yè)人員，鋼筋和混凝土在各個模具之間進行流動，在此過程中使用比較多的有固定模臺工藝技術(shù)，預應力工藝技術(shù)等；其二，流水線方式，就是PC構(gòu)件生產(chǎn)過程歸結(jié)成為很多的操作工位，從構(gòu)件到工位，依照對應順序來進行流轉(zhuǎn)，其中可能使用的有半自動流水線，全自動流水線。詳細來講述，PC構(gòu)件生產(chǎn)工藝可以歸結(jié)為：安裝模具環(huán)節(jié)—依照程序進行澆筑—趕平環(huán)節(jié)—預養(yǎng)環(huán)節(jié)—抹光環(huán)節(jié)—養(yǎng)護環(huán)節(jié)—拆模環(huán)節(jié)—起板入庫環(huán)節(jié)。

2.2 PC智能制造需要面對的問題

從上述智能制造的流程來看，其的確可以使得實際建筑生產(chǎn)運作模式發(fā)生徹底改變，但是要想達到理想的效果，還需要有著更加大的規(guī)模，這樣智能制造的發(fā)展也需要面對很多的問題，其集中反饋在：PC構(gòu)件生產(chǎn)工藝處于十分復雜的狀態(tài)，并且標準化意識也不是很強；PC生產(chǎn)設備，鋼筋加工設備，攪拌設備，起重機設備之間的聯(lián)動性不是很強，彼此的工藝配合能力處于比較差的狀態(tài)，難以發(fā)揮整體協(xié)作機制的最大效能；生產(chǎn)設備自動化程度，信息化程度都處于不足的狀態(tài)，人工手動控制會消耗一定的人力資源；鋼筋生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，單一鋼筋設備的簡單堆砌，還是需要大量的人力參與其中；當前國產(chǎn)的很多設備無論是從精準度角度來看，還是從可靠性角度來看，都不是很理想。上述提及到的諸多問題，如果不能夠得到很好的解決，就可能使得實際的智能制造處于相對低效率的狀態(tài)，也就難以體現(xiàn)出智能化的特點。

2.3 PC工廠智能制造創(chuàng)新需求的分析

PC工程智能制造創(chuàng)新需求問題的探討，可以找到實際智能制造的發(fā)展方向，可以以此為切入點，步入到更加理想的創(chuàng)新格局。詳細來講述，在此環(huán)節(jié)的創(chuàng)新需求集中反饋在：其一，PC構(gòu)件生產(chǎn)線用擺模機器人和配套模具的研制，確保可以將其使用到構(gòu)件生產(chǎn)制造中去，無論是機械結(jié)構(gòu)的制造，還是傳動系統(tǒng)的制造，乃至是控制系統(tǒng)的指導，都可以展現(xiàn)出良好的控制精確度，擺模精確度，還可以高度開放，很容易進行兼容，繼而確保與人機之間的交互朝著更加理想的方向發(fā)展。依靠這樣的方式可以與專用模具實現(xiàn)匹配，繼而使得自動化水準得到更加快的提升；其二，實現(xiàn)鋼筋籠和模具一體化智能組裝設備的研發(fā)。在進入自動化的過程中，模具和鋼筋籠的識別過程，存儲過程，運輸過程，搬運過程都可以歸結(jié)起來，做好對應標記和存儲，這樣可以引導實際的組裝行為朝著更加準確化的方向進展。這樣就可以改變以往組裝安裝精確度不高的格局，使得自動標識和信息化建檔步入到更加理想的狀態(tài)[1]；其三，實現(xiàn)鋼筋籠自動綁扎或者焊接智能設備的研發(fā)。比如可以實現(xiàn)對應網(wǎng)片規(guī)格全過程自動生產(chǎn)的設備系統(tǒng)，能夠焊接或者綁扎對應鋼筋，有著比較好的直徑范圍，質(zhì)量處于理想狀態(tài)的。在鋼筋網(wǎng)絡尺寸精確度控制方面，可以將其設定在預定的狀態(tài)；依照預埋件，窗戶，門口尺寸等因素，使得實際開孔朝著更加自動化的方向發(fā)展[2]。

3 裝配式智能建造面臨的問題與解決策略

3.1 裝配式智能建造面臨的問題分析

在自動化和智能化技術(shù)不斷運用到各個領(lǐng)域的過程中，發(fā)現(xiàn)在裝配式建筑環(huán)節(jié)的使用還是比較少的，相比較施工機械化和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)而言，其優(yōu)勢是很明顯的。但是不得不承認的是裝配式智能建造技術(shù)的發(fā)展，還有很長的道路要求，其存在的問題集中反饋在：一，構(gòu)件吊裝設備的自動化和智能化程度比較低，并且精確度不是很理想[3]；二，灌漿設備是人工操作的，實際質(zhì)量控制難度比較大；其三，臨時支撐系統(tǒng)的調(diào)整性比較差，精確度也處于嚴重不足的狀態(tài)；其四，很多工作都是以人工的方式來進行，也沒有對應的技術(shù)標準和規(guī)范來遵守，實際工作效率也容易陷入到比較低的狀態(tài)[4]。

3.2 裝配式智能建造問題的解決策略

裝配式智能建造中存在的問題，是當前急需要進行解決的問題，此時就需要將焦點放在技術(shù)應對上。詳細來講述，實際的解決策略集中反饋在：其一，關(guān)注PC構(gòu)件智能抓取，智能安放，智能精準微調(diào)設備的研發(fā)上，確保這些設備可以與傳統(tǒng)的設備銜接起來，關(guān)注高精確度，適應性，自動測量性，自動調(diào)整性等功能，確保實際的調(diào)整時間得以縮減，使得安裝的適應性朝著更加理想的方向發(fā)展；其二，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接過程中，智能灌漿設備的研發(fā)，以上料參數(shù)，稱重計量參數(shù)，制漿注漿參數(shù)作為重要的依據(jù)，實現(xiàn)精細化規(guī)劃，精細化配漿，精細化注漿，自動化計量，自動化清洗，科學的數(shù)據(jù)交互等，這樣可以使得實際的灌漿施工步入到更加理想的狀態(tài)[5]；其三，實現(xiàn)現(xiàn)場構(gòu)件吊裝智能設備的研發(fā)。作為大型構(gòu)件，裝配式建筑現(xiàn)場主體結(jié)構(gòu)吊裝，需要使用汽車吊或者塔式起重機設備，此時可以研發(fā)出對應的智能操控系統(tǒng)，確保對于實際設備的運行行為進行更加高精度的管理和控制，可以將PLC控制器使用進去。

4 結(jié)語

裝配式建筑智能制造和智能創(chuàng)造訴求，其從某種角度上就反饋出我國建筑工業(yè)化發(fā)展的要求。要正確看待這樣的發(fā)展趨勢，然后高度重視在此方面的智能制造技術(shù)，智能創(chuàng)造技術(shù)的發(fā)展和進步，增加研發(fā)投入，建立技術(shù)共享機制，確保實際的技術(shù)可以更好的服務于實際的建筑行業(yè)，繼而確保建筑工業(yè)化進入到一個全新的階段。