穆臨平 / 太原理工大學(xué)

建筑機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)分析

穆臨平 / 太原理工大學(xué)

本文主要基于筆者研究實(shí)踐，重點(diǎn)圍繞于建筑機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀即關(guān)鍵技術(shù)展開分析，以期為推動(dòng)其實(shí)現(xiàn)更好地應(yīng)用與發(fā)展貢獻(xiàn)自己綿薄之力。

建筑機(jī)械；自動(dòng)化；現(xiàn)狀；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展趨勢

一、建筑機(jī)械自動(dòng)化意義

第一，有利于解放生產(chǎn)力。自動(dòng)化技術(shù)不需要投入大量的人力資源即可完成大量的工作，促進(jìn)了批量化生產(chǎn)的發(fā)展，縮短了工程項(xiàng)目加工和處理過程所耗費(fèi)的時(shí)間。大幅減少了工程的生產(chǎn)周期，保障了工程的質(zhì)量。第二，有利于提高建筑行業(yè)的市場競爭力。在整個(gè)生產(chǎn)流程中引入自動(dòng)化調(diào)控技術(shù)，使行業(yè)利潤和競爭力大幅提升，縮短工程作業(yè)時(shí)間的同時(shí)優(yōu)化了成本投入和使用，進(jìn)一步保障工程質(zhì)量，有力帶動(dòng)建筑行業(yè)的進(jìn)步。第三，支持和促進(jìn)了機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。將機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于建筑行業(yè)，是有效檢驗(yàn)機(jī)械自動(dòng)化原理和技術(shù)的方法，為了更快的發(fā)現(xiàn)技術(shù)中存在的不足，必須在生產(chǎn)實(shí)踐中即使投入應(yīng)用。并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)母纳频膭?chuàng)新，不僅有助于促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，而且有利于帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的協(xié)同進(jìn)步和創(chuàng)新。

二、建筑機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀

二十一世紀(jì)以來，得益于我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，在此背景下建筑機(jī)械自動(dòng)化也得到了極大程度上地發(fā)展，不論是在數(shù)量上，還是質(zhì)量上都有了很大的突破，這就使得建筑機(jī)械自動(dòng)化被廣泛地應(yīng)用到我國建筑工程建設(shè)之中。結(jié)合實(shí)踐來看，建筑機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用主要集中在兩方面主，其一單項(xiàng)自動(dòng)化技術(shù)，主要包括變頻技術(shù)以及移動(dòng)機(jī)能—液壓傳動(dòng)用的液壓比例技術(shù)，在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用這些技術(shù)的使其具有良好的節(jié)能效果，既能有效提高生產(chǎn)的效率，而且還大大改善了設(shè)備的自動(dòng)化水平，從而使得生產(chǎn)質(zhì)量得到大幅提高。其二綜合自動(dòng)化技術(shù)，例如傳感器技術(shù)，人工智能技術(shù)，以及GPS定位系統(tǒng)等。雖然當(dāng)前我國建筑機(jī)械自動(dòng)化取得了不俗的成績，但依然存在很多問題。

三、建筑機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)

施工機(jī)械位置識(shí)別技術(shù)，是指運(yùn)用技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備的位置進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，內(nèi)部識(shí)別和外部識(shí)別是在當(dāng)前機(jī)械自動(dòng)化識(shí)別中應(yīng)用較為普遍的兩個(gè)方面。內(nèi)部位置識(shí)別，是指運(yùn)用回轉(zhuǎn)式角傳感器及速度控制傳感器將精確測定的設(shè)備數(shù)據(jù)傳送到控制中心，從而測定設(shè)備的最終位置；而外部位置識(shí)別技術(shù)則是在預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用聲波發(fā)射轉(zhuǎn)置確定設(shè)備當(dāng)前位置。

（二）作業(yè)對(duì)象的識(shí)別及評(píng)價(jià)技術(shù)

建筑機(jī)械工作時(shí)，識(shí)別作業(yè)對(duì)象技術(shù)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵，準(zhǔn)確的識(shí)別作業(yè)對(duì)象后，才能正確的實(shí)施即將要進(jìn)行的施工操作，保證各項(xiàng)施工順利的進(jìn)行。判斷與決策機(jī)械作業(yè)方式時(shí)，在很大程度上依賴作業(yè)對(duì)象識(shí)別與評(píng)價(jià)技術(shù)，如果此項(xiàng)技術(shù)并不存在，那么判斷與決策也無法進(jìn)行。在作業(yè)對(duì)象識(shí)別與評(píng)價(jià)技術(shù)的作用下，機(jī)械設(shè)備施工對(duì)象的相關(guān)信息可有效的反饋到計(jì)算機(jī)中心，比如施工對(duì)象形狀"大小等，同時(shí)，還可對(duì)施工對(duì)象的能力進(jìn)行評(píng)判。通過此項(xiàng)技術(shù)采集的相關(guān)信息，為后續(xù)施工順利開展提供科學(xué)的依據(jù)，保證各項(xiàng)施工的順利進(jìn)行。

（三）機(jī)群協(xié)同控制技術(shù)

在一次建筑施工的過程中，往往會(huì)有多臺(tái)機(jī)械設(shè)備共同參與聯(lián)合作業(yè)。實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是要有一個(gè)能夠聯(lián)系所有設(shè)備的系統(tǒng)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制每臺(tái)設(shè)備的工作狀態(tài)、位置信息和設(shè)定的運(yùn)行軌跡等。將監(jiān)測的數(shù)據(jù)反饋到中央控制室，由控制室將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)的綜合分析與處理軟件中，并對(duì)當(dāng)前的作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行模擬分析，優(yōu)化處理確定下一步的最佳運(yùn)行狀態(tài)，然后系統(tǒng)中生成有效的作業(yè)指令，并傳輸?shù)矫恳慌_(tái)機(jī)械設(shè)備的接收轉(zhuǎn)置中，指導(dǎo)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行新一輪的全方位安全施工作業(yè)，系統(tǒng)不斷接收、計(jì)算、修改、最后在優(yōu)化分配情況下傳輸指令，如此一來不但使得整個(gè)建筑施工現(xiàn)場正常有序的進(jìn)行，同時(shí)更有助于提升建筑工程施工效率。

（四）安全保障技術(shù)

建筑工程在施工過程中，現(xiàn)場中包含的機(jī)械設(shè)備眾多，再加上施工現(xiàn)場中的作業(yè)器具"施工材料"施工人員等，導(dǎo)致施工機(jī)械運(yùn)行時(shí)面對(duì)的障礙物比較多，如果不能有效的避開這些障礙物，極有可能會(huì)引發(fā)安全事故，影響施工進(jìn)度。為了保證建筑機(jī)械運(yùn)行時(shí)其他的設(shè)備也正常的運(yùn)行，并保證施工的速度，就需要將識(shí)別功能"報(bào)警功能等相關(guān)功能引入到建筑機(jī)械中，在發(fā)現(xiàn)障礙物時(shí)，有效的識(shí)別，并及時(shí)的發(fā)出報(bào)警，以保證其運(yùn)行安全[2]。在安全保障技術(shù)的作用下，建筑機(jī)械能夠更好的發(fā)揮自身的自動(dòng)化功能，保證各項(xiàng)施工順利的完成，并提高施工效率，保證施工現(xiàn)場機(jī)械及工作人員的安全。

四、建筑機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展趨勢探究

（一）建筑機(jī)械自動(dòng)化面向施工規(guī)模巨型化

土建行業(yè)的蓬勃使得如今的建筑、水利和交通工程趨于大型化、復(fù)雜化和高速化發(fā)展。要想滿足土建的發(fā)展趨勢，建筑機(jī)械自動(dòng)化必須朝著巨型化進(jìn)步。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)了建筑的規(guī)模和速度，怎樣在短時(shí)間內(nèi)完成高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程，是當(dāng)前研究的重點(diǎn)方向，解決這些問題的最有效手段就是大規(guī)模應(yīng)用建筑機(jī)械自動(dòng)化。

（二）發(fā)展低成本自動(dòng)化技術(shù)

在建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過程中，可將現(xiàn)有通用設(shè)備為基礎(chǔ)，加入計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)技術(shù)以及更為先進(jìn)的傳感器等設(shè)備，并在對(duì)建筑機(jī)械進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理特點(diǎn)充分地發(fā)揮，如此一來不僅投資少，而且對(duì)于建筑工程施工效率與質(zhì)量地提升大有裨益。

（三）建筑機(jī)械自動(dòng)化將趨于環(huán)保化

機(jī)械自動(dòng)化首先應(yīng)當(dāng)遵循科技發(fā)展的要求，時(shí)刻擁有嚴(yán)格的環(huán)保意識(shí)，盡可能減少環(huán)境的危害，積極提倡綠色發(fā)展，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，保護(hù)好環(huán)境。其中在建筑機(jī)械系統(tǒng)中，對(duì)環(huán)境的影響最大的是發(fā)動(dòng)機(jī)，因此，要選用新型環(huán)保型發(fā)動(dòng)機(jī)，降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷。

（四）建筑機(jī)械自動(dòng)化低碳節(jié)能

低碳節(jié)能作為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主流，因而這也是建筑機(jī)械自動(dòng)化重要的發(fā)展趨勢之一。結(jié)合實(shí)踐來看，要想實(shí)現(xiàn)建筑機(jī)械自動(dòng)化低碳節(jié)能主要兩方面途徑：首先，建筑機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品制造中應(yīng)加大環(huán)保性材料地使用。其次，采取通用的建筑機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這樣一來可以使得建筑機(jī)械設(shè)備零部件可以實(shí)現(xiàn)最大化通用。最后，建筑機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，針對(duì)設(shè)備運(yùn)行程序、動(dòng)作等進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，如此一來有助于降低建筑機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行能耗。

五、結(jié)束語

綜上所述，在建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)中，包含的關(guān)鍵技術(shù)比較多，也正是這些關(guān)鍵技術(shù)的存在，促使建筑機(jī)械自動(dòng)化具備多項(xiàng)功能，建筑工程在應(yīng)用建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)后，不僅施工效率明顯提升，施工質(zhì)量也顯著增強(qiáng)，同時(shí)，施工現(xiàn)場的安全管理效果也變得更好，充分的滿足了社會(huì)對(duì)建筑工程的速度及質(zhì)量要求，促使建筑行業(yè)更為繁榮的發(fā)展。

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