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      淺述機(jī)電一體化在建筑工業(yè)化中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢

      2017-03-11 09:26李春莉
      經(jīng)營者 2016年23期
      關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化趨勢應(yīng)用

      李春莉

      摘 要 隨著現(xiàn)代信息技術(shù)普及以及其發(fā)展深度、廣度的加深,機(jī)電一體化技術(shù)也實現(xiàn)了飛速發(fā)展,在多數(shù)行業(yè)中得到了應(yīng)用。在建筑工業(yè)化的進(jìn)程中,機(jī)電一體化充分發(fā)揮了其自動化、智能化的優(yōu)點,為全面推進(jìn)建筑工業(yè)化起到了重要的作用。本文簡要闡述機(jī)電一體化在建筑工業(yè)化各個環(huán)節(jié)中的應(yīng)用,并分析其發(fā)展趨勢。

      關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化 建筑工業(yè)化 應(yīng)用 趨勢

      一、機(jī)電一體化概述

      隨著傳統(tǒng)的機(jī)械和電子技術(shù)的交叉應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)得以誕生。借助于計算機(jī)計算能力的提高,機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展通道,成為一門融機(jī)械、計算機(jī)、信息、傳感檢測、自動控制與伺服傳動等多專業(yè)技術(shù)于一體的系統(tǒng)技術(shù)。

      二、建筑工業(yè)化概述

      建筑工業(yè)化,指運用先進(jìn)的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)與管理方式來改變傳統(tǒng)建筑業(yè)的生產(chǎn)方式;它的主要標(biāo)志是標(biāo)準(zhǔn)化建筑設(shè)計、工廠化構(gòu)配件生產(chǎn)以及機(jī)械化施工和科學(xué)化管理。

      三、機(jī)電一體化在建筑工業(yè)化中的應(yīng)用

      國內(nèi)部分企業(yè)對機(jī)電一體化技術(shù)在建筑的全生命周期中的應(yīng)用進(jìn)行了探索。建筑工業(yè)化的整體發(fā)展方向包括設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件部品化、施工機(jī)械化、管理信息化等。目前,機(jī)電一體化技術(shù)在這些發(fā)展內(nèi)容中都可以找到相關(guān)的應(yīng)用。

      (一)在設(shè)計階段的應(yīng)用

      在建筑設(shè)計中,機(jī)電一體化是一個單獨的專業(yè),有著十分重要的地位。隨著標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的推進(jìn),其要求相關(guān)人員在設(shè)計階段就需要考慮相關(guān)設(shè)備的安裝位置與安裝方式;通過選用模塊化設(shè)備提高整體設(shè)計的效率;通過選用先進(jìn)的小型化設(shè)備提高空間利用率等。這些都要求相關(guān)人員能夠系統(tǒng)地考慮各專業(yè)的需求,將整個建筑作為一個有機(jī)整體來對機(jī)電一體化做系統(tǒng)的設(shè)計。

      (二)在生產(chǎn)階段的應(yīng)用

      建筑工業(yè)化改變了傳統(tǒng)的作業(yè)方式,其多數(shù)作業(yè)在構(gòu)件廠內(nèi)進(jìn)行,實現(xiàn)了工廠化制造。由國家提出的“中國制造2025”規(guī)劃,其實質(zhì)是從“制造”到“智造”的轉(zhuǎn)變,機(jī)電一體化技術(shù)在這個過程中起著舉足輕重的作用。

      目前,國內(nèi)已經(jīng)有部分廠家通過投入流水生產(chǎn)線、安裝智能化設(shè)備(機(jī)器人)等措施實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動控制、自主決策;通過布置三維掃描等設(shè)備實現(xiàn)產(chǎn)品的自動檢測。這種方式的主要構(gòu)件產(chǎn)品包括PC墻板、隧道管片、預(yù)制橋梁、橋墩、蓋梁等。此外,有的生產(chǎn)企業(yè)還布置了智能物流系統(tǒng),生產(chǎn)出的構(gòu)件由無人運輸車自動送至堆場。

      這些技術(shù)的應(yīng)用大大地降低了勞動者的作業(yè)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率;同時也減少了因人為操作不當(dāng)而帶來的風(fēng)險,保障了工程的質(zhì)量。

      (三)在施工階段的應(yīng)用

      在建筑工業(yè)化形式下,現(xiàn)場施工的主要作業(yè)內(nèi)容就是吊裝。目前國內(nèi)大多數(shù)城市通過采用盾構(gòu)機(jī)普遍實現(xiàn)了隧道施工的自動化,在城市綜合管廊的安裝上也已有廠家著手研發(fā)成套設(shè)備來進(jìn)行自動化施工。而在施工作業(yè)量較大的住宅施工(PC墻板安裝)方面,因施工環(huán)境復(fù)雜、工藝繁瑣,目前仍鮮見自動化、智能化設(shè)備的出現(xiàn)。在相關(guān)工程機(jī)械中對其主要系統(tǒng)和部件的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,如果在施工中發(fā)現(xiàn)異常情況,就可以自動報警并提示異常部位;從而有利于進(jìn)行程序化地維護(hù)、檢查工作,減少維修投入,縮短維修時間,提高設(shè)備使用效率,從根本上確保施工安全。

      (四)在運行和維護(hù)階段的應(yīng)用

      隨著建筑工業(yè)化的推進(jìn),結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù),運行和維護(hù)的方式將發(fā)生極大的改變。目前,絕大多數(shù)的建筑消防通過運用機(jī)電一體化技術(shù),實現(xiàn)了自動報警、噴淋等;很多重要橋梁也都引入了自動監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了對關(guān)鍵參數(shù)的實時監(jiān)控與預(yù)警。此外,在城市綜合管廊運維中已經(jīng)開發(fā)出了智能巡線機(jī)器人,通過視頻分析與傳感器數(shù)據(jù)收集,其能對各種管線進(jìn)行外觀觀測與發(fā)熱監(jiān)測,還可對管廊內(nèi)氣體成分進(jìn)行監(jiān)測與分析診斷;用先進(jìn)技術(shù)手段輔助管廊監(jiān)控,有利于提高管廊管理效率。并且,這些類似技術(shù)的應(yīng)用必將進(jìn)一步推動機(jī)電一體化運行和維護(hù)向信息化方向發(fā)展。

      四、機(jī)電一體化在建筑工業(yè)化中的發(fā)展趨勢

      同主流機(jī)電一體化技術(shù)一樣,其在建筑工業(yè)化過程中的發(fā)展趨勢主要有:

      (一)智能化

      智能化是機(jī)電一體化相較于一般機(jī)械自動化的重要進(jìn)步。智能傳感器的出現(xiàn)為機(jī)電產(chǎn)品提供了更為智能的硬件基礎(chǔ)。近年來,飛速升級的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)為機(jī)電一體化向智能化的發(fā)展提供了軟件基礎(chǔ)。這些智能技術(shù)可以促使機(jī)電產(chǎn)品更智能,通過算法使它具備部分人的思考、判斷等功能。

      (二)微型化

      通過與微電子技術(shù)的融合,可以縮小部件尺寸,向著納米級的方向推進(jìn)。這些產(chǎn)品性能高、重量輕,可運用于各個的行業(yè),擁有廣闊的前景。

      (三)模塊化

      出于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的需要,各功能部件需達(dá)到較高的互換程度,這就要求各部件必須高度模塊化。

      (四)網(wǎng)絡(luò)化

      伴隨著互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的演進(jìn),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被大面積地應(yīng)用到各個領(lǐng)域,而其與機(jī)電一體化技術(shù)的交叉應(yīng)用也將是科技發(fā)展的必然,會帶來機(jī)電產(chǎn)品協(xié)同、自主作業(yè)的可能。

      (五)系統(tǒng)化

      在這方面主要是要求目前的機(jī)電產(chǎn)品采用更為開放的架構(gòu),通過組合各個功能模塊,提高產(chǎn)品的拓展能力,使其可以與其他智能部件協(xié)同工作,發(fā)揮“1+1>2”的作用。

      (六)環(huán)?;?/p>

      人們的物質(zhì)、生活水平在工業(yè)化進(jìn)程中得到提高,但這也消耗了資源,極大地破壞了生態(tài)環(huán)境;在這種情況下,誕生了綠色產(chǎn)品這一概念。環(huán)保化是時代的趨勢,其目的是將產(chǎn)品在其整個生命過程中對生態(tài)環(huán)境的影響控制到最小,提高資源的使用率。使用過程中對生態(tài)環(huán)境無污染,結(jié)束使用時可以回收并能重新利用就是機(jī)電產(chǎn)品環(huán)?;闹饕l(fā)展方向。

      五、結(jié)語

      在建筑工業(yè)化的進(jìn)程中,機(jī)電一體化起著舉足輕重的作用。它改變了傳統(tǒng)機(jī)械的形態(tài),優(yōu)化了設(shè)備功能,同時提高了設(shè)備的使用效率;它和工程設(shè)備的融合將成為未來的主要發(fā)展趨勢,并將在智能監(jiān)控、智能維護(hù)等方面有所運用;它改變了傳統(tǒng)建筑施工的方式,是實現(xiàn)“中國制造2025”的強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。為不斷適應(yīng)要求逐漸提高的建筑工業(yè)化,提升機(jī)電一體化水平十分必要;企業(yè)應(yīng)積極探討、大膽嘗試,以推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工業(yè)化進(jìn)程中的深度應(yīng)用。

      (作者單位為中鐵二十三局軌道交通工程有限公司)

      參考文獻(xiàn)

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