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智能建造对促进经济高质量发展的作用,智能建造的提出来源于两个方面的支持

进到2023年,ChatGPT的崛起爆红,再度引起了全世界对人工智能应用持续发展的高度关注。

恰逢其时,应对越来越复杂的建设环境、相对较高的基本建设规定,及其人力资本稀缺的危害,桥梁领域已经加快推进智能建造和建筑工业化联动发展,促进大数据技术、互联网技术、人工智能技术、区块链技术、超级计算等技术与交通建设建设运营紧密结合。

在桥梁建造的转型发展这条路上,我国桥梁还存在着什么基础理论难点与重要技术难题?将来又该如何加速关键技术产品研发、转换?在之前结束“2022中国公路学会桥梁和结构联合会——桥梁工业化与智能建造技术性调研组年度会议”上,多名权威专家发表了自己的看法。

选准使力方位

中国交通建设集团有限公司顶尖主管、中交第二航务工程局有限责任公司咨询顾问 张鸿:

可以说,在我国桥梁现阶段的现况也是属于劳动密集型产业,工业化水平仍然极低,质量与安全环境污染问题仍然突显。应对劳动力供给大与人力资本日益下降的分歧、现场作业环境恶劣与以民为本的经营理念的分歧、生产过程落伍与美丽家园基本建设的分歧、质量管理无法与高质量发展分歧的大环境下,智能制造系统已经成为产业革命的主要推动能量,都是现阶段制造业转型升级的必由之路。

在过去这些年里,二航局参加建造了300余座跨江、跨海大桥、跨高山峡谷的超大型桥梁,并借助这种国际级桥梁建筑项目,大力开展桥梁工业化智能建造核心技术探寻、研究与实践。

对于我们来说,要实现智能建造,最重要的是要改革创新桥梁建造方式,为工业化转型发展提供支撑。核心内容是建立“认知-剖析-管理决策-实行”的建造整个过程智能化控制体系。在这过程中,要随着传感器、通讯、优化算法算率等智能化、数字化技术发展而持续进行更新。依据这一整体观念,大家明确提出“从做工程项目向做品牌变化”的发展理念。从总体上,要将工业化建造转变成“运用规模经济,以软性建造的形式,将产品要素组拼为生产”。在这个基础上,根据数字孪生完成实体线生产车间、当场加工厂与数字工厂间的数据交换和传送,实时监管。并构建以BIM为核心的数据建造服务平台,为建筑项目创变。与此同时,根据新一代方式方法完成桥梁整个过程、全领域的智能化操纵。

中交第二公路工程局有限责任公司原副总、高级工程师 皇甫效勇:

智能建造就是我们全部桥梁市场发展必不可少的一个重要层面。不论是桥梁,还是其它建筑构造,对智能建造的认知,还是要重归构造的实质,那便是安全性、可用、经济发展、美观大方、耐久度、环境保护。需要大家用更加好的设计理念与建造方式来完成。

此外,其实对于我们桥梁行业智能建造,我觉得应当分为两个方面去分析。第一个方面就是针对大家交通行业数量众多的中竹桥,一定要通过智能建造,去解决安全系数、实用性和耐用性的重要问题,及其“双碳战略”总体目标下存在的困难与挑战。第二方面就是针对有独特性、标志性的超大型桥梁,一定要通过智能建造,对建造的方法、建造的水准进行优化。

事实上,智能建造绝对不是越花里胡哨就越好、愈多愈好,而是要一个标准。在智能建造的观念上,“度”的掌握非常重。此外,要正确对待规范化和创新之间的关系,不要因为规范化而抑止自主创新。智能建造标准化和创新应当是紧密联系、互动交流发展趋势。

加强智能制造逻辑思维

中国交通建设集团有限公司顶尖主管、中交第二航务工程局有限责任公司咨询顾问 张鸿:

并没有工业化、并没有规范化,生产率毫无疑问没法提升。

相较于其他的加工制造业,大家土木行业或是都是比较“沉重”的领域,所面临的预制构件都以“吨”来计量检定。假如全是人性化建造,则需要付出昂贵成本。所以,设计是桥梁领域完成工业化智能建造的领头,要是没有设计标准化,往往会给施工企业产生很大的工作压力。与此同时,因为施工企业会触碰不同类型的设计企业,还可以从工程施工的视角促进设计标准化。在设计规范化的前提下,大家施工企业就需要重心放在机器的升级改造提高上。

根据十余年的探寻,对于我们来说,紧紧围绕工业化、智能化、数字化、智能化,还要主要科学研究适合工业化智能建造的桥梁结构与高性能材料。在这个基础上,根据一体化智能工程武器装备完成加工过程的精确控制。与此同时,加上优秀传感器、数据分析系统方式管理决策等,从而达到智能建造。

中铁山桥投资有限公司高级工程师 胡广瑞:

在钢架结构桥梁生产制造层面,随着现在人力资源管理紧缺,尤其是技术人才贫乏问题呈现,人力成本都将愈来愈高,因此也逼迫我们应该走自动化技术、智能化建造的路线。可是,如今我们也遇到一个较为疑惑的难题,便是桥梁建造如何做到规范化的难题。

例如,在智能化生产层面,首先面临的就是你要融入不一样新项目、不一样构造的结构形式和外形尺寸,从而促使我们要有单面焊、双面焊、两面全熔透焊等。还要考虑到U肋的尺寸、U肋的间隔……必须遭遇许多的参数化设计难题,为推进智能化建造带来很多牵制。又比如,我国高铁桥梁在初期基本建设时,超越长江黄河项目特别少,板梁基本就分成16米、24米、32米;桁梁就分成48米、64米、96米……全是规范化设计。产品制造完毕之后,新项目中间还能够通用性。从这方面考虑到,尽管现在大中型桥梁跨距非常大,但一些零部件上,大家能否完成规范化设计?拥有这样一个基本,大家制造企业还可以产品研发更多专业生产制造武器装备,进一步提升工作效率、降低成本。

武汉工程大学路面与桥梁工程项目教务长、专家教授 胡志坚:

在工业化的探索中,个人认为,首先加强工业化建造的思路。现阶段,据我所知,很多设计院尚未形成工业化建造的思路,按照传统浇筑的方式来规定装配式,而往往无法达到预期的效果。

在智能建造层面,我将现阶段的智能建造界定为1.0版本号。现阶段,整个市场针对智能建造的概念,仍需要进一步的加重。简单的说,最先,智能建造关键应当是建造并非智能化。修桥的关键应当是桥梁,并非智能化。第二,正方向设计是从而实现智能建造的前提条件。现阶段行业里的“浇铸”状况,还要进一步更改。第三,尽管现阶段“云大物移智”技术的应用领域的应用已经达到一定高度,可是合理性都还没展现出来,还要在桥梁设计基础理论层面加强研究。最终,还需要加强智慧工地管理的监管、全面的高层设计,及其智能化控制系统的研发。

推动“薄厚”双升

中铁宝桥投资有限公司副总工程师兼技术性中心主任 刘志平:

现阶段,在钢架结构自动化技术、智能制造系统层面,仅有板模块生产制造还比较完善,其他领域也有质的提升室内空间,包含智能化打砂、智能化喷涂、钢桁梁生产制造等。对于这一难题,对于我们来说,除了需要处理规范化设计问题之外,还应当加强与设备生产公司、软件行业之间的互相配合,根据协同研发,提升自动化技术、智能化水准。

此外,现阶段,每个新项目都是在推动桥梁信息模型(BIM)技术的发展,但实际上可以更好的应用BIM正方向设计项目并不是很多,很多新项目还存在着对比设计工程图纸开展BIM模型,其实就是“浇铸”的情况,并且基本上都是各司其职——小区业主模型、设计模型、生产制造企业模型。换句话说,BIM技术性并没有真的在工程项目的全生命周期管理方法中实现更大的作用。将来,在软件、硬件配置层面,还需要进一步提升。

中铁第一道路勘测设计研究院有限公司副总工程师 冯云成:

从设计的角度看,要想做到工业化、智能化建造,最重要的是要打造一个统一的渠道。虽然BIM技术性在业内得到了密切关注,但大多数企业全是选购国内外的BIM手机软件,而国内虽然有公司在进行相应的产品研发,但是大部分仍然处于研发与探索中。这就通常以至于在一个项目中,小区业主、设计、工程施工各自选购、采用不同的管控系统,且平台和服务平台间的api接口也有所不同,从而造成了设计、工程施工、管理方法、维养等各个环节的彼此脱轨。一旦有了统一的渠道,设计企业就能从正方向设计下手,以后传送给用户、施工企业……一环一环地推动下来。

河南大河高速路有限公司副总经理 李攀:

融合一个人在安罗高速黄河特大桥的工作实际,对于我们来说,第一,设计是桥梁领域完成工业化的根源,能够实现材料及构造的用其所长;第二,从工程施工方面,包含系统化生产制造企业,自动化技术武器装备确保、智能化信号的功率认知,及其信息化集成的协作,是十分重要的。

以安罗高速黄河特大桥50m梁型的挑选为例子,早期大家有三个计划方案,包含T形梁、波形钢腹板、工字型组合梁。最后我们深层次几个设计院进行比较,最后选择了工字型组合梁这一计划方案。关键在于这一结构的方式更透亮、更简约。与此同时,工程施工整体更有效。从中前场生产加工,到小禁区电焊焊接组装,再从铁路桥……全过程都十分简约。因此,大家说,设计是促进桥梁工业化智能建造的根源。

此外,在50m跨的工字钢梁施工过程中,中前场钢架结构企业装运以后,大家在小禁区开展二拼,包含桥龙骨安装。整体功效从预计的6天一孔,到最后能够压缩到4天到4.5天一孔,超过了我们预估。我们自己的100米梁,最初预估顶推时间为10天到14天。之后,根据信息化技术,包含与最佳算法融合,降低在施工过程中的人工控制,促进顶推的连续生产工程施工,从而将顶推工作时间压缩7多天。

简单点来说,个人觉得,不论是工业化,或是智能化,最重要的是要通过我们硬件与软件升级,完成管理提升目标。

筑起稳定发展根基

武汉工程大学路面与桥梁工程项目教务长、专家教授 胡志坚:

现阶段,桥梁工业化建造的合理性未能够很好地反映,其原因是应用体量的难题,或是关键技术没掌握?也是需要大家思维的。

通过大量案例和资料显示,与西方发达国家对比,我们国家的装配式建筑桥梁原材料使用量大、工程造价总体较高。个人觉得,从各种问题能够得知,我国现阶段是桥梁强国,还不能叫作桥梁大国,在桥梁工业化建造层面还有一些问题揣摩、科学研究。更为重要的一点就是,我们自己的标准很有可能还存在着不合理地区。比如,因为工业化选用预制构件组装技术性之后,其设计基础理论很有可能和传统教材里的基础理论是不一样的。又比如,在新材料应用层面,有一些非常好的原材料,可是在运用里的成本较高。其中一个原因是因为在运用里没有充分运用材料的特性。因此,在桥梁工业化建造层面,大家还有一些层面需要提高,包含相接处计算理论基础研究、结构细节上的科学研究、新材料应用的探索等。此外,还要加强预制构件预制工厂的基本建设与利用,及其装配式建筑人才团队的建立。

河南大河高速路有限公司副总经理 李攀:

现阶段,在一些省区的过程当中竹桥建设过程中,我们自己的工业化智能建造的理念与方式,包含前期桥形投标、后期工业化生产制造,都是十分适用。因而,大家可以试着在各种省区打造出智能化桥梁“共体”的发展理念,贯彻落实这类工业化智能化建造的发展理念与标准。

此外,伴随着桥梁市场的发展,桥梁即是一门学科,也是一门科学合理,基础学科,结合科学合理,涉及到桥梁、结构力学、有机化学、机械自动化、自动化技术、电子计算机、新起原材料……这是一个结合的定义。因此我们应当借助重点项目建设、借助重点大学,将这些结合的理念与新起的方式,传达给将来的从业人员,从而促进整个产业稳定发展。

文中刊登 / 《桥隧产业》杂志期刊 2023年 4月刊 总第52期

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