管片流水線生產(chǎn)的智能化技術(shù)研究

管片流水線生產(chǎn)的智能化技術(shù)研究摘要：管片是組成隧道的主要部分，提高管片流水線生產(chǎn)效率，對(duì)推動(dòng)隧道進(jìn)一步發(fā)展建設(shè)具有重要意義，因此管片生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)更新管片生產(chǎn)流程，在保證質(zhì)量的同時(shí)增加管片生產(chǎn)數(shù)量。本文主要闡述管片流水線生產(chǎn)的智能化技術(shù)，希望能夠?yàn)楣芷a(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)效率、管片使用壽命提供借鑒。關(guān)鍵詞：管片生產(chǎn)；智能化技術(shù)；流水線生產(chǎn)前言：智能化技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密傳感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（GPS）的綜合應(yīng)用，將其用于管片流水線生產(chǎn)，不僅能夠有效提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量，降低工作人員的失誤與負(fù)擔(dān)，還能改善生產(chǎn)操作環(huán)境，切實(shí)踐行節(jié)能環(huán)保理念。因此，管片生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)明確應(yīng)用智能化技術(shù)的重要性，將其與流水線生產(chǎn)設(shè)備充分結(jié)合一、管片流水線生產(chǎn)模式概述流水線生產(chǎn)模式又被稱為流水生產(chǎn)流水作業(yè)模式，是指按照固定程序，在一定工藝路線上使用同一生產(chǎn)速度，連續(xù)不斷的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分割、安排的生產(chǎn)方式，由于該模式與水流動(dòng)方式相似，故而被稱為流水線生產(chǎn)模式［1］。流水線生產(chǎn)具有極強(qiáng)的秩序性與順序性，管片生產(chǎn)采用的流水線生產(chǎn)模式多以人工操作為主，原因是需要人工對(duì)管片質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)剔除質(zhì)量、型號(hào)、規(guī)格不合格的管片，這種生產(chǎn)模式存在工作人員壓力大、生產(chǎn)效率較低、經(jīng)濟(jì)成本較高等問(wèn)題。因此，管片生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)明晰將智能化技術(shù)應(yīng)用于流水線生產(chǎn)的重要性，充分發(fā)揮智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與作用，促使管片生產(chǎn)與當(dāng)今時(shí)代發(fā)展要求相符。二、傳統(tǒng)管片流水線生產(chǎn)模式（一）人工流水線人工流水線是指人工按照固定程序、采用一定工藝、操作固定機(jī)器完成管片生產(chǎn)，這種模式需要大量的工作人員處于自己固有位置，由于工作人員長(zhǎng)期機(jī)械做同一件事，在高強(qiáng)度工作壓力下，極易出現(xiàn)心理問(wèn)題，所以管片生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該盡早改變這種全人工流水線生產(chǎn)模式。人工流水線生產(chǎn)模式下，工作人員需要手動(dòng)操作管片模具下的氣動(dòng)振動(dòng)器，手動(dòng)打磨管片，人工在操作帶上挑揀管片，人工完成后續(xù)模具澆筑、養(yǎng)護(hù)等工作，具有穩(wěn)定性差、經(jīng)濟(jì)成本高、自動(dòng)化程度低等不足，嚴(yán)重制約管片的生產(chǎn)質(zhì)量與效率，不僅對(duì)管片行業(yè)產(chǎn)生不良阻礙，還限制著隧道交通行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。（二）輪軌移動(dòng)流水線輪軌移動(dòng)流水線生產(chǎn)模式是一種循環(huán)式生產(chǎn)模式，主要依靠PLC（可編程邏輯控制器）控制系統(tǒng)對(duì)管片生產(chǎn)流程進(jìn)行管控。在利用輪軌移動(dòng)流水線生產(chǎn)管片時(shí)，需要先利用小車將管片模具運(yùn)送至蒸養(yǎng)生產(chǎn)流程線路上，然后開(kāi)啟蒸養(yǎng)生產(chǎn)流程線路兩內(nèi)側(cè)，隨后將模具推入坑道中進(jìn)行蒸養(yǎng)，之后半自動(dòng)機(jī)器將蒸養(yǎng)結(jié)束的模具輸送至澆筑生產(chǎn)線路上，工作人員通過(guò)采用牽引的方式完成模具澆筑，最后利用小車將完成澆筑的模具運(yùn)輸?shù)秸麴B(yǎng)窯內(nèi)，如此便形成了完整的輪軌移動(dòng)生產(chǎn)流程［2］。這種生產(chǎn)模式相較于人工流水線實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化，生產(chǎn)效率得以有效提升，但與科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)皆飛速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)顯然并不相適應(yīng)，因此管片生產(chǎn)企業(yè)要做好升級(jí)優(yōu)化工作。三、智能化技術(shù)在管片流水線生產(chǎn)中的應(yīng)用（一）應(yīng)用于管片鋼模選擇管片鋼模對(duì)管片生產(chǎn)質(zhì)量具有直接影響，精度高、剛度強(qiáng)且質(zhì)量好的鋼模是保證管片質(zhì)量的重要保障，管片生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對(duì)鋼模的選擇提高重視程度。智能化技術(shù)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密傳感技術(shù)工作，將智能化技術(shù)應(yīng)用于管片鋼模有利于提高鋼模與管片的切合度。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可以將智能化技術(shù)與鋼模測(cè)量?jī)x器相結(jié)合，選擇合縫緊密、連接合理、便于拆裝且不易變形的鋼模，這種鋼模能夠反復(fù)拆裝，精確度、剛度都相對(duì)較高，可以為后期管片精加工提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。（二）應(yīng)用于管片骨架制作現(xiàn)階段，管片的骨架多為鋼筋制作，要想保證生產(chǎn)出來(lái)的管片質(zhì)量較高，工作人員應(yīng)選擇符合國(guó)家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、管片設(shè)計(jì)要求、質(zhì)量?jī)?yōu)良的鋼筋，在管片實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)保證鋼筋沒(méi)有腐蝕、污染、殘缺、損壞等問(wèn)題，否則會(huì)導(dǎo)致管片質(zhì)量不合格，對(duì)隧道建設(shè)產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響?，F(xiàn)階段，受技術(shù)條件限制，鋼筋在吊運(yùn)時(shí)，十分容易出現(xiàn)損傷，加上工作人員保存管理方式不正確，污染、腐蝕生銹等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，某些生產(chǎn)廠家為了降低經(jīng)濟(jì)成本，直接適用劣勢(shì)鋼筋制作骨架，如果將利用骨架制成的管片應(yīng)用于隧道交通建設(shè)，可能會(huì)導(dǎo)致隧道塌方，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。將智能化技術(shù)應(yīng)用于管片骨架制作程序中，可以有效提高鋼筋的加工精度與總裝質(zhì)量。利用智能化技術(shù)構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)與信息可追溯系統(tǒng)，利用這兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)鋼筋的采購(gòu)、保存、管理、參數(shù)等變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，工作人員事先在系統(tǒng)中輸入合格（標(biāo)準(zhǔn)）數(shù)據(jù)參數(shù)范圍，將采購(gòu)回來(lái)的鋼筋放在輸送帶上，由系統(tǒng)對(duì)鋼筋進(jìn)行掃描，對(duì)鋼筋進(jìn)行自動(dòng)分類，對(duì)于質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警示，有利于從源頭上避免鋼筋不合規(guī)問(wèn)題。質(zhì)量檢查合格的鋼筋便可以進(jìn)入下一階段，不合格的要重復(fù)上一階段操作，直至合格為止；先由安裝了自動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)備對(duì)檢查合格的鋼筋進(jìn)行調(diào)直與切割，再由使用了智能化技術(shù)的設(shè)備進(jìn)行檢查，對(duì)檢查合格的鋼筋要進(jìn)行彎弧、彎箍加工，不合格的繼續(xù)重復(fù)上一操作。鋼筋在完成調(diào)直、切斷、彎弧等程序后，智能化系統(tǒng)便會(huì)對(duì)鋼筋進(jìn)行骨架塑性、骨架檢查、弧度檢查，當(dāng)所有檢查結(jié)果都顯示合格之后，智能化系統(tǒng)會(huì)將骨架輸送至預(yù)制車間。（三）應(yīng)用于管片養(yǎng)護(hù)階段流水線生產(chǎn)模式下的管片養(yǎng)護(hù)通常前期采用蒸養(yǎng)（蒸汽養(yǎng)護(hù)）方式，后期采用水養(yǎng)方式，將智能化技術(shù)應(yīng)用于管片養(yǎng)護(hù)階段，可以科學(xué)控制生產(chǎn)車間的溫度濕度以及蒸養(yǎng)時(shí)間，是保證管片生產(chǎn)質(zhì)量的重要保障。第一，管片前期蒸養(yǎng)被分為四個(gè)階段，主要是“靜養(yǎng)”、“升溫”、“恒溫”、“降溫”，每個(gè)階段的時(shí)間與溫度都有明確要求，只有保證時(shí)間與溫度都處于精確范圍內(nèi)，才能避免管片出現(xiàn)龜裂問(wèn)題。第二，蒸養(yǎng)總時(shí)長(zhǎng)為5小時(shí)，其中“靜養(yǎng)”時(shí)間為1個(gè)半小時(shí)，溫度要保證從20攝氏度升至35攝氏度且中間不能發(fā)生回落現(xiàn)象；“升溫”時(shí)間為45分鐘，溫度要從35攝氏度升溫至45攝氏度，最高不能超過(guò)50攝氏度，同樣中間不能發(fā)生溫度回落現(xiàn)象；“恒溫”時(shí)間保持在2個(gè)小時(shí)，期間溫度要控制在45攝氏度—60攝氏度范圍內(nèi)，相對(duì)濕度控制在90%及以上；“降溫”時(shí)間為45分鐘，窯內(nèi)溫度應(yīng)呈平穩(wěn)下降狀態(tài)，保證出窯時(shí)溫度在40攝氏度及以下［3］。利用智能化技術(shù)對(duì)管片養(yǎng)護(hù)溫度、時(shí)間與濕度進(jìn)行控制，極大程度上可以避免溫度回落、溫度不足、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短等問(wèn)題，有利于提高管片生產(chǎn)質(zhì)量。四、管片流水線生產(chǎn)應(yīng)用智能化技術(shù)的效益分析（一）節(jié)約資金成本，降低能源損耗據(jù)調(diào)查分析顯示，我國(guó)采用傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)模式制作管片，每天每套模具最多能生產(chǎn)2.5環(huán)，但如果將智能化技術(shù)應(yīng)用于管片流水線生產(chǎn)中，據(jù)估計(jì)每天每套模具最多可生產(chǎn)4環(huán)。由此可以看出，應(yīng)用智能化技術(shù)可以有效提高管片生產(chǎn)效率，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)降低經(jīng)濟(jì)成本與能源損耗具有重要意義。本文簡(jiǎn)單舉個(gè)例子，某管片生產(chǎn)企業(yè)采用安裝了應(yīng)用智能化技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)(程序)的設(shè)備，每天每10套管片模具可生產(chǎn)40環(huán)管片，而傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)模式若想日產(chǎn)40環(huán)，至少需要16套管片模具。假設(shè)每套模具50萬(wàn)元，沒(méi)有安裝智能系統(tǒng)的生產(chǎn)線200萬(wàn)元，安裝了智能系統(tǒng)的生產(chǎn)線250萬(wàn)元；二者的人工費(fèi)都是每人4000元，傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)需要工作人員50人，智能化流水線生產(chǎn)需要工作人員10人；每環(huán)管片售價(jià)在13000萬(wàn)(1.2米)。由此計(jì)算可知，在收益相同的情況下，傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)成本為1000.02萬(wàn)元，智能流水線生產(chǎn)成本為750.02萬(wàn)元，因此管片生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)將智能化技術(shù)應(yīng)用于管片生產(chǎn)。(二)提高管片質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率管片生產(chǎn)對(duì)蒸養(yǎng)要求相對(duì)較高，傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)模式使用溫度計(jì)控制養(yǎng)護(hù)罩內(nèi)的溫度，由人工進(jìn)行計(jì)數(shù)、讀數(shù)、調(diào)數(shù)，在溫度、濕度與時(shí)間控制上容易出現(xiàn)誤差，無(wú)法保證養(yǎng)護(hù)罩內(nèi)溫度的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。將智能化技術(shù)應(yīng)用其中，利用該技術(shù)構(gòu)建智能監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)養(yǎng)護(hù)罩內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用傳感器將溫度實(shí)時(shí)傳送到中央控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)對(duì)溫度與時(shí)間進(jìn)行調(diào)控，極大程度上避免了人為因素影響，對(duì)提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與管片生產(chǎn)質(zhì)量具有積極影響。另外，智能化流水線生產(chǎn)不需要工作人員在各管片模具間走動(dòng)，只需要在固定的操作臺(tái)上對(duì)管片生產(chǎn)情況進(jìn)行綜合管控便可，可以有效降低工作人員負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)解放勞動(dòng)力降低人工成本支出的目的。結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，智能化技術(shù)具有極強(qiáng)的便捷性，將該技術(shù)應(yīng)用于管片流水線生產(chǎn)全過(guò)程，一方面可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化與智能化，有利于提高管片流水線生產(chǎn)效率與質(zhì)量，對(duì)企業(yè)降低經(jīng)濟(jì)成本、獲得更多經(jīng)濟(jì)效益具有積極影響；另一方面可以為隧道建設(shè)提供有力支持，有利