黃越

新的產(chǎn)業(yè)革命已經(jīng)到來(lái)，全球范圍內(nèi)，“制造”正在轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸窃臁?，制造領(lǐng)域生產(chǎn)過(guò)程的智能化逐步實(shí)現(xiàn)。建筑鋼結(jié)構(gòu)具有韌性強(qiáng)、工期短、抗震性能好等優(yōu)勢(shì)特征，目前在建筑工程領(lǐng)域廣泛推廣建設(shè)使用。但是鋼結(jié)構(gòu)建筑工程對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的要求很高，施工鋼結(jié)構(gòu)必須達(dá)到行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，否則，會(huì)出現(xiàn)建筑工程質(zhì)量問(wèn)題，影響人身安全。為了提高現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，有必要加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的研究探討。本篇文章主要說(shuō)明“智能制鋼”技術(shù)后對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的質(zhì)量控制，為建筑鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)提供切實(shí)可行的參考。

為了解決新一輪工業(yè)革命帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)，全球范圍內(nèi)的“制造”正在向“智造”過(guò)渡，制造領(lǐng)域的生產(chǎn)過(guò)程逐漸實(shí)現(xiàn)了智能化。

一、建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域智能化制造的必然原因

1.鋼結(jié)構(gòu)的大范圍使用

目前，國(guó)內(nèi)大型建筑單位在設(shè)計(jì)和建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)建筑時(shí)，大多采用鋼結(jié)構(gòu)建筑材料施工。鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重大、抵抗力強(qiáng)、材料塑性好、韌性好、變形大等優(yōu)點(diǎn)，特別適合建設(shè)長(zhǎng)距離和超高、超重型建筑，目前在建筑工程中具有很高的應(yīng)用率。城市建筑、倉(cāng)庫(kù)工廠、新型住宅等鋼結(jié)構(gòu)都是不可缺少的新型建筑結(jié)構(gòu)。

2.建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求很高

建筑結(jié)構(gòu)施工中涉及的內(nèi)容項(xiàng)目很多，因此建筑結(jié)構(gòu)施工中容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。鋼結(jié)構(gòu)本身對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求很高，低質(zhì)量鋼結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)低溫破壞、腐蝕等問(wèn)題，直接影響鋼結(jié)構(gòu)的整體安全。因此，在鋼結(jié)構(gòu)施工初期，施工單位必須嚴(yán)格控制適用于建筑的鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量，才能避免建筑事故。

3.傳統(tǒng)的煉鋼技術(shù)不能滿足市場(chǎng)龐大的需求

傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝技術(shù)耗時(shí)費(fèi)力，很難充分考慮質(zhì)量管理，因?yàn)槿斯た偸怯姓`差的。現(xiàn)如今的建筑市場(chǎng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的需求很大，如果使用傳統(tǒng)的煉鋼技術(shù)，很難滿足市場(chǎng)對(duì)質(zhì)量和生產(chǎn)的需求。因此，鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)需要“智能制鋼”技術(shù)的大力支持?！爸悄苤其摗奔夹g(shù)可以幫助企業(yè)嚴(yán)格控制所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)，同時(shí)考慮質(zhì)量和產(chǎn)量?jī)蓚€(gè)重要指標(biāo)，提高鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，同時(shí)保證鋼結(jié)構(gòu)的安全性和現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體質(zhì)量。

二、“智能制鋼”創(chuàng)新煉鋼技術(shù)

很久以前，我們的祖先學(xué)會(huì)使用工具后，人類的制造水平繼續(xù)提高。經(jīng)過(guò)機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化的四個(gè)階段，人類制造活動(dòng)逐漸走向智能化。今天，制造業(yè)具有品種多、體積小、質(zhì)量高的特點(diǎn)，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)等智力生產(chǎn)要素等對(duì)提高制造水平起著重要作用。智能制造時(shí)代的主要矛盾是數(shù)據(jù)挖掘利用率和利用率之間的問(wèn)題，收集大量關(guān)鍵數(shù)據(jù)，使用大數(shù)據(jù)分析算法快速獲取所需信息，從而大大提高了產(chǎn)品研發(fā)水平。

1.鋼結(jié)構(gòu)智能生產(chǎn)線體系結(jié)構(gòu)

“智能制鋼生產(chǎn)線”主要由生產(chǎn)硬件、網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)技術(shù)組成。其中“智能制鋼生產(chǎn)線”的生產(chǎn)硬件：(1)智能設(shè)備模塊；（2）倉(cāng)庫(kù)物流模塊。智能設(shè)備模塊包括高級(jí)制造技術(shù)、高級(jí)檢測(cè)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等小模塊。先進(jìn)的制造技術(shù)是智能制造系統(tǒng)的主要知識(shí)來(lái)源，代表了制造企業(yè)的技術(shù)水平。先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)顯示鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程的制造狀態(tài)，準(zhǔn)確收集鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，解決生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。自動(dòng)控制技術(shù)是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)全過(guò)程的全面控制。倉(cāng)庫(kù)物流模塊的功能包括全流程生產(chǎn)監(jiān)控、生產(chǎn)物料存儲(chǔ)管理、生產(chǎn)物料配送和卸載小模塊，確保根據(jù)生產(chǎn)流程中規(guī)定的數(shù)量，在生產(chǎn)線上及時(shí)供應(yīng)鋼材。

（1）“智能制鋼生產(chǎn)線”生產(chǎn)硬件設(shè)施配備傳感器、二維碼和頻段識(shí)別設(shè)備。生產(chǎn)線收集智能鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線上收集的設(shè)備監(jiān)控、制造檢查和材料信息的數(shù)據(jù)，并根據(jù)特定的安全通信協(xié)議將虛擬模擬數(shù)據(jù)與資料分析和智能處理，然后一起提交到生產(chǎn)管理和控制模塊，從而顯示鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀態(tài)并生成最終決策信息，通過(guò)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)總線傳輸發(fā)送到單獨(dú)的執(zhí)行終端。

（2）“智能制鋼生產(chǎn)線”互聯(lián)網(wǎng)是雙向數(shù)據(jù)集成傳輸模塊的硬件支持，分為主控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，分別連接到生產(chǎn)控制模塊和各功能硬件子模塊。智能鋼生產(chǎn)線的性能主要取決于軟件和硬件模塊的設(shè)計(jì)和信息交互的質(zhì)量。

（3）“智能制鋼生產(chǎn)線”大數(shù)據(jù)技術(shù)將技術(shù)人員從繁重的資料分析和數(shù)據(jù)處理工作中解放出來(lái)，為人類提供了高效準(zhǔn)確的決策基礎(chǔ)。智能化過(guò)程中提取的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線，螺旋繼續(xù)上升，實(shí)現(xiàn)真正的智能制造。

2.“智能制鋼”關(guān)鍵技術(shù)

“智能制鋼”的本質(zhì)是增加人的智力活動(dòng)，如認(rèn)識(shí)、判斷、決策等。在廣泛的鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中，與電腦、電子信息技術(shù)、極端制造和管理技術(shù)緊密融合?？傊?，“智能制鋼”是鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中關(guān)鍵技術(shù)的綜合應(yīng)用。因此，“智能制鋼”不是簡(jiǎn)單的“機(jī)器人數(shù)控機(jī)床”，而是由具有圖像識(shí)別或傳感器的機(jī)器人和具有變位、振動(dòng)、溫度傳感器的數(shù)控機(jī)床等構(gòu)成的智能制造控制系統(tǒng)。

3.如何實(shí)現(xiàn)“智能制鋼”

（1）精益制造。核心價(jià)值是以制造數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，以品質(zhì)管制系統(tǒng)、產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)等為基礎(chǔ)構(gòu)建生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

（2）基于數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)建模和分析。目前正處于變化的重要時(shí)期，我們還沒(méi)有完全達(dá)到第三階段。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性建模分析是指使隱性問(wèn)題明顯，突出后解決隱性問(wèn)題，防止明顯問(wèn)題發(fā)生的方法。

（3）基于預(yù)測(cè)的資源有效性操作決策。最優(yōu)化過(guò)去的關(guān)聯(lián)性都可以建模后，隨著系統(tǒng)生產(chǎn)、環(huán)境、人員多方面因素的變化，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化的方法。

（4）“信息建模”系統(tǒng)。基于對(duì)所有設(shè)備本身運(yùn)行的環(huán)境、活動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行非常準(zhǔn)確的建模，在關(guān)鍵點(diǎn)引起了知識(shí)的應(yīng)用和升級(jí)問(wèn)題。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)的品質(zhì)管控

1.工廠質(zhì)量檢查前的鋼鐵零件

“智能制鋼生產(chǎn)線”生產(chǎn)的鋼鐵組件經(jīng)過(guò)兩個(gè)關(guān)鍵檢查點(diǎn)：智能機(jī)器人和手動(dòng)檢查。主要再次進(jìn)行鋼構(gòu)件的形狀和幾何尺寸檢查，以確保所有鋼構(gòu)件在鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目之前沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題。檢查結(jié)束后，發(fā)給鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)報(bào)告原件、鋼材復(fù)試書(shū)原件、鋼材合格證等質(zhì)量保證文件。

2.嚴(yán)格審查鋼結(jié)構(gòu)安裝和施工組織

建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工非常復(fù)雜，施工前鋼結(jié)構(gòu)施工組織必須全面、完整、實(shí)用。在實(shí)際施工前，要嚴(yán)格審查目標(biāo)、重點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)安裝施工組織，施工單位首先要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)執(zhí)行。在實(shí)施過(guò)程中一旦問(wèn)題發(fā)現(xiàn)，施工負(fù)責(zé)人必須及時(shí)聯(lián)系部門(mén)，盡快解決。

3.鋼構(gòu)件安裝質(zhì)量的全過(guò)程教練

在鋼構(gòu)件安裝的全過(guò)程中，要求施工單位的質(zhì)量管理員對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的所有鋼構(gòu)件進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查。如果元件的品質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)或某些元件的瑕疵和變形可接受的范圍內(nèi)，則可以執(zhí)行安裝營(yíng)造。管理層應(yīng)重點(diǎn)檢查剛合格的歐重要安裝部件的數(shù)量和平整度等。檢測(cè)到異常情況后，必須立即通知建筑鋼結(jié)構(gòu)施工人員工廠重置，以確保建筑鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)變形風(fēng)險(xiǎn)小。

管理層還應(yīng)檢查鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中設(shè)置的臨時(shí)支撐設(shè)施的質(zhì)量，如果沒(méi)有問(wèn)題，繼續(xù)檢查鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中發(fā)生的空間固定單元的質(zhì)量、建筑鋼結(jié)構(gòu)主體的垂直度等。通過(guò)這種控制手段，可以有效地控制鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，以鋼結(jié)構(gòu)施工為基礎(chǔ)的建筑穩(wěn)定性最好。

4.審查竣工鋼結(jié)構(gòu)建筑

鋼結(jié)構(gòu)全面完工后，請(qǐng)質(zhì)量監(jiān)控部門(mén)進(jìn)行細(xì)致的監(jiān)控，確保鋼結(jié)構(gòu)沒(méi)有問(wèn)題，才能使用。在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過(guò)程中，要隨時(shí)監(jiān)測(cè)施工質(zhì)量，并派人確保最終竣工的建筑物符合施工標(biāo)準(zhǔn)。鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量監(jiān)控是非常重要的部分，也是最重要的部分，因此要嚴(yán)格控制施工過(guò)程中發(fā)生的事故。

四、結(jié)語(yǔ)

雖然中國(guó)已經(jīng)建立了種類齊全、品種齊全的現(xiàn)代工業(yè)體系，中國(guó)制造業(yè)仍然面臨“大而不強(qiáng)，多而不精”的局面。中國(guó)隨著制造業(yè)增長(zhǎng)放緩，經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了新的狀態(tài)，制造業(yè)升級(jí)也勢(shì)是必不可少的。中國(guó)的制造業(yè)只有依靠智能制造才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)破局，才能真正與全球智能制造企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。要占領(lǐng)制造業(yè)的制高點(diǎn)，必須深入研究中國(guó)智能制造的基本理論，突破牙齒領(lǐng)域的核心共性技術(shù)，構(gòu)建智能制造業(yè)的良性生態(tài)環(huán)境，只有這樣才能真正趕超國(guó)外先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)。