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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 本站原創(chuàng)】傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目施工正因智能制造技術(shù)而發(fā)生重大變化，水壩便是其中代表。智能制造技術(shù)不僅會(huì)使制造業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，還將把與之息息相關(guān)的監(jiān)管、修護(hù)等工作漸次帶入“無(wú)人之境”，而水壩工程建設(shè)的種種新變只是未來(lái)已來(lái)的一個(gè)注腳。
從修筑到維護(hù) 智能制造全面刷新水壩工程建設(shè)
智能制造技術(shù)對(duì)建筑業(yè)的影響有目共睹，無(wú)論是一夜之間拔地而起的3D打印房屋，還是人工智能與物聯(lián)網(wǎng)覆蓋下的智慧樓宇，都彰顯了新興科技給人類(lèi)居住環(huán)境增添的未來(lái)感。在我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)的普通住房以外，一些其他類(lèi)型的傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目施工也正因智能制造技術(shù)而發(fā)生重大變化，水壩便是其中代表。
與用來(lái)居住的地上建筑不同，水壩要面對(duì)動(dòng)態(tài)且復(fù)雜的水下環(huán)境的考驗(yàn)，且往往需承擔(dān)發(fā)電等任務(wù)，因此其模型設(shè)計(jì)與測(cè)試環(huán)節(jié)的重要性較之地上建筑有過(guò)之而無(wú)不及。怎樣在降低模型制作成本的同時(shí)優(yōu)化測(cè)試效果成為眾多業(yè)者關(guān)注的問(wèn)題。
已在制造業(yè)的模型生產(chǎn)中收獲大量成功案例的3D打印技術(shù)無(wú)疑是個(gè)理想選項(xiàng)。近日，美國(guó)伊頓電氣公司就大規(guī)模應(yīng)用3D打印來(lái)制造水電渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的概念模型。3D打印的測(cè)試組件不僅具有成本優(yōu)勢(shì)，還能與普通金屬模型形成對(duì)照，比較二者在節(jié)能、提效方面的高下。
水壩工程并不是一勞永逸的，壩體一旦建成，檢修工作也就隨即開(kāi)始了。畢竟，水壩的質(zhì)量和運(yùn)作狀況將直接影響周邊居民的日常生活乃至生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，檢測(cè)與維護(hù)將伴隨水壩的一生，少則數(shù)十年，多則上百年。
針對(duì)水壩容易出現(xiàn)的裂縫、淤積等問(wèn)題，傳統(tǒng)的檢測(cè)手段主要是雷達(dá)探測(cè)或人工潛水檢測(cè)。然而，雷達(dá)對(duì)淤積等問(wèn)題的感應(yīng)不甚，而人工潛水又太耗時(shí)耗力，且安全性不高。近年來(lái)發(fā)展迅速的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為這項(xiàng)工作帶來(lái)新的解決方案。
通過(guò)在壩體不同位置布設(shè)相應(yīng)類(lèi)型的傳感器，并與監(jiān)測(cè)工作站的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)相連，人們端居后方即可實(shí)時(shí)而全面地掌握壩體狀況。較之下水探測(cè)，這樣不僅省了搏擊浪濤之苦，還降低了因抽檢而遺漏問(wèn)題的可能。
然而，傳感器的靜態(tài)架構(gòu)仍存局限，對(duì)于一些突發(fā)狀況，人們需要機(jī)動(dòng)式的應(yīng)急處理。這時(shí)就該機(jī)器人和無(wú)人機(jī)登場(chǎng)了。水能豐富的日本目前就在構(gòu)建以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，以無(wú)人機(jī)、水下巡檢機(jī)器人等為輔助的智能系統(tǒng)，大力推進(jìn)水壩檢測(cè)與維護(hù)的自動(dòng)化。
2015年，松下集團(tuán)推出了一款水下自動(dòng)檢測(cè)機(jī)器人，它配備有探照燈、攝影機(jī)、震波傳感器等多種裝置，可根據(jù)壩體的光學(xué)及震波影像生成3D數(shù)據(jù)，并利用人工智能(AI)對(duì)比分析這些影像，進(jìn)而判斷是否該展開(kāi)修護(hù)。2016年，在大分川水壩的施工過(guò)程中，日本鹿島建設(shè)公司以無(wú)人機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行激光測(cè)量，一方面用于未建成部分的設(shè)計(jì)規(guī)劃，另一方面又對(duì)完工部分加以監(jiān)測(cè)管理。
此外，虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)在水壩工程建設(shè)的模型設(shè)計(jì)、運(yùn)行控制、周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)也發(fā)揮著日趨重要的作用。
可以預(yù)見(jiàn)，智能制造技術(shù)不僅會(huì)使制造業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，還將把與之息息相關(guān)的監(jiān)管、修護(hù)等工作漸次帶入“無(wú)人之境”，而水壩工程建設(shè)的種種新變只是未來(lái)已來(lái)的一個(gè)注腳。
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