解析智能制鋼技術對鋼結構生產的質量控制

黃越

新的產業革命已經到來，全球范圍內，“制造”正在轉變為“智造”，制造領域生產過程的智能化逐步實現。建筑鋼結構具有韌性強、工期短、抗震性能好等優勢特征，目前在建筑工程領域廣泛推廣建設使用。但是鋼結構建筑工程對鋼結構的要求很高，施工鋼結構必須達到行業規定的標準，否則，會出現建筑工程質量問題，影響人身安全。為了提高現代鋼結構的整體質量，有必要加強對鋼結構質量的研究探討。本篇文章主要說明“智能制鋼”技術后對建筑鋼結構生產的質量控制，為建筑鋼結構生產企業提供切實可行的參考。

為了解決新一輪工業革命帶來的巨大挑戰，全球范圍內的“制造”正在向“智造”過渡，制造領域的生產過程逐漸實現了智能化。

一、建筑鋼結構領域智能化制造的必然原因

1.鋼結構的大范圍使用

目前，國內大型建筑單位在設計和建設鋼結構建筑時，大多采用鋼結構建筑材料施工。鋼結構具有強度高、自重大、抵抗力強、材料塑性好、韌性好、變形大等優點，特別適合建設長距離和超高、超重型建筑，目前在建筑工程中具有很高的應用率。城市建筑、倉庫工廠、新型住宅等鋼結構都是不可缺少的新型建筑結構。

2.建筑鋼結構質量要求很高

建筑結構施工中涉及的內容項目很多，因此建筑結構施工中容易出現質量問題。鋼結構本身對鋼結構的質量要求很高，低質量鋼結構容易出現低溫破壞、腐蝕等問題，直接影響鋼結構的整體安全。因此，在鋼結構施工初期，施工單位必須嚴格控制適用于建筑的鋼結構質量，才能避免建筑事故。

3.傳統的煉鋼技術不能滿足市場龐大的需求

傳統的鋼結構生產工藝技術耗時費力，很難充分考慮質量管理，因為人工總是有誤差的。現如今的建筑市場對鋼結構的需求很大，如果使用傳統的煉鋼技術，很難滿足市場對質量和生產的需求。因此，鋼結構生產需要“智能制鋼”技術的大力支持。“智能制鋼”技術可以幫助企業嚴格控制所有生產環節，同時考慮質量和產量兩個重要指標，提高鋼結構的質量，同時保證鋼結構的安全性和現代鋼結構建筑的整體質量。

二、“智能制鋼”創新煉鋼技術

很久以前，我們的祖先學會使用工具后，人類的制造水平繼續提高。經過機械化、自動化、信息化、數字化的四個階段，人類制造活動逐漸走向智能化。今天，制造業具有品種多、體積小、質量高的特點，生產經驗和專業知識等智力生產要素等對提高制造水平起著重要作用。智能制造時代的主要矛盾是數據挖掘利用率和利用率之間的問題，收集大量關鍵數據，使用大數據分析算法快速獲取所需信息，從而大大提高了產品研發水平。

1.鋼結構智能生產線體系結構

“智能制鋼生產線”主要由生產硬件、網絡和大數據技術組成。其中“智能制鋼生產線”的生產硬件：(1)智能設備模塊；（2）倉庫物流模塊。智能設備模塊包括高級制造技術、高級檢測技術和自動控制技術等小模塊。先進的制造技術是智能制造系統的主要知識來源，代表了制造企業的技術水平。先進的檢測技術實時顯示鋼結構制造過程的制造狀態，準確收集鋼結構生產的各種生產數據，解決生產過程中出現的各種問題。自動控制技術是對鋼結構生產全過程的全面控制。倉庫物流模塊的功能包括全流程生產監控、生產物料存儲管理、生產物料配送和卸載小模塊，確保根據生產流程中規定的數量，在生產線上及時供應鋼材。

（1）“智能制鋼生產線”生產硬件設施配備傳感器、二維碼和頻段識別設備。生產線收集智能鋼結構生產線上收集的設備監控、制造檢查和材料信息的數據，并根據特定的安全通信協議將虛擬模擬數據與資料分析和智能處理，然后一起提交到生產管理和控制模塊，從而顯示鋼結構的實時生產狀態并生成最終決策信息，通過產業數據總線傳輸發送到單獨的執行終端。

（2）“智能制鋼生產線”互聯網是雙向數據集成傳輸模塊的硬件支持，分為主控系統網絡和執行子系統網絡，分別連接到生產控制模塊和各功能硬件子模塊。智能鋼生產線的性能主要取決于軟件和硬件模塊的設計和信息交互的質量。

（3）“智能制鋼生產線”大數據技術將技術人員從繁重的資料分析和數據處理工作中解放出來，為人類提供了高效準確的決策基礎。智能化過程中提取的經驗知識應用于建筑鋼結構生產線，螺旋繼續上升，實現真正的智能制造。

2.“智能制鋼”關鍵技術

“智能制鋼”的本質是增加人的智力活動，如認識、判斷、決策等。在廣泛的鋼結構制造過程中，與電腦、電子信息技術、極端制造和管理技術緊密融合。總之，“智能制鋼”是鋼結構生產中關鍵技術的綜合應用。因此，“智能制鋼”不是簡單的“機器人數控機床”，而是由具有圖像識別或傳感器的機器人和具有變位、振動、溫度傳感器的數控機床等構成的智能制造控制系統。

3.如何實現“智能制鋼”

（1）精益制造。核心價值是以制造數據為標準，以品質管制系統、產品生命周期管理系統等為基礎構建生產管理系統。

（2）基于數據的預測建模和分析。目前正處于變化的重要時期，我們還沒有完全達到第三階段。數據驅動的預測性建模分析是指使隱性問題明顯，突出后解決隱性問題，防止明顯問題發生的方法。

（3）基于預測的資源有效性操作決策。最優化過去的關聯性都可以建模后，隨著系統生產、環境、人員多方面因素的變化，實時動態優化的方法。

（4）“信息建模”系統。基于對所有設備本身運行的環境、活動目標進行非常準確的建模，在關鍵點引起了知識的應用和升級問題。

三、建筑鋼結構的品質管控

1.工廠質量檢查前的鋼鐵零件

“智能制鋼生產線”生產的鋼鐵組件經過兩個關鍵檢查點：智能機器人和手動檢查。主要再次進行鋼構件的形狀和幾何尺寸檢查，以確保所有鋼構件在鋼結構項目之前沒有質量問題。檢查結束后，發給鋼結構無損檢測報告原件、鋼材復試書原件、鋼材合格證等質量保證文件。

2.嚴格審查鋼結構安裝和施工組織

建筑鋼結構的施工非常復雜，施工前鋼結構施工組織必須全面、完整、實用。在實際施工前，要嚴格審查目標、重點的鋼結構安裝施工組織，施工單位首先要嚴格按照施工設計執行。在實施過程中一旦問題發現，施工負責人必須及時聯系部門，盡快解決。

3.鋼構件安裝質量的全過程教練

在鋼構件安裝的全過程中，要求施工單位的質量管理員對進入施工現場的所有鋼構件進行全面的質量檢查。如果元件的品質在標準或某些元件的瑕疵和變形可接受的范圍內，則可以執行安裝營造。管理層應重點檢查剛合格的歐重要安裝部件的數量和平整度等。檢測到異常情況后，必須立即通知建筑鋼結構施工人員工廠重置，以確保建筑鋼結構穩定性好，結構變形風險小。

管理層還應檢查鋼結構安裝過程中設置的臨時支撐設施的質量，如果沒有問題，繼續檢查鋼結構安裝過程中發生的空間固定單元的質量、建筑鋼結構主體的垂直度等。通過這種控制手段，可以有效地控制鋼結構施工質量，以鋼結構施工為基礎的建筑穩定性最好。

4.審查竣工鋼結構建筑

鋼結構全面完工后，請質量監控部門進行細致的監控，確保鋼結構沒有問題，才能使用。在鋼結構建筑施工過程中，要隨時監測施工質量，并派人確保最終竣工的建筑物符合施工標準。鋼結構的質量監控是非常重要的部分，也是最重要的部分，因此要嚴格控制施工過程中發生的事故。

四、結語

雖然中國已經建立了種類齊全、品種齊全的現代工業體系，中國制造業仍然面臨“大而不強，多而不精”的局面。中國隨著制造業增長放緩，經濟進入了新的狀態，制造業升級也勢是必不可少的。中國的制造業只有依靠智能制造才能實現產業破局，才能真正與全球智能制造企業競爭。要占領制造業的制高點，必須深入研究中國智能制造的基本理論，突破牙齒領域的核心共性技術，構建智能制造業的良性生態環境，只有這樣才能真正趕超國外先進制造業企業。