機(jī)械轟鳴、鋼筋林立，智慧控制中心的屏幕上播放著施工場(chǎng)景模擬畫(huà)面——數(shù)臺(tái)機(jī)器人來(lái)回穿梭，有條不紊地清潔、噴涂、鑿毛……這個(gè)類(lèi)似科幻電影的畫(huà)面實(shí)際是中交一航局廈金大橋墩臺(tái)預(yù)制廠建設(shè)場(chǎng)景的數(shù)字孿生。

　　廈金大橋墩臺(tái)預(yù)制廠占地18.3萬(wàn)平方米，可同時(shí)生產(chǎn)24個(gè)大型構(gòu)件，是目前全國(guó)最大的數(shù)智化跨海橋梁裝配式墩臺(tái)預(yù)制廠。近日，預(yù)制廠完成的30號(hào)墩中節(jié)段高達(dá)26.95米、46號(hào)墩下節(jié)段重達(dá)3236.46噸，為全線最高、最重的2個(gè)裝配式墩臺(tái)構(gòu)件預(yù)制，同時(shí)創(chuàng)下繼港珠澳大橋、翔安大橋以來(lái)全國(guó)裝配式跨海大橋預(yù)制墩臺(tái)之最。大型構(gòu)件預(yù)制需要精細(xì)化管理，才能實(shí)現(xiàn)每個(gè)環(huán)節(jié)高效銜接，項(xiàng)目部運(yùn)用數(shù)智化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)智慧工程的“手腦協(xié)同”。

　　日處理數(shù)據(jù)上萬(wàn)條

　　施工全程可追溯

　　在數(shù)智化平臺(tái)的建設(shè)之初，數(shù)字化團(tuán)隊(duì)就面臨了一系列堵點(diǎn)。“首要問(wèn)題是各類(lèi)系統(tǒng)之間存在互不兼容、數(shù)據(jù)重復(fù)錄入的情況，并且缺乏分析與決策功能。”科學(xué)技術(shù)與數(shù)字化部主管李澤介紹，“就像一個(gè)人左右腦缺少協(xié)調(diào)，寸步難行。”為打通數(shù)據(jù)壁壘，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)召開(kāi)十余次專(zhuān)題研討，通過(guò)統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，成功將7類(lèi)異構(gòu)系統(tǒng)融合兼容，打通了“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”堵點(diǎn)。

　　為了讓“智慧大腦”腦容大、轉(zhuǎn)得快，技術(shù)團(tuán)隊(duì)基于港珠澳大橋、翔安大橋2項(xiàng)超級(jí)工程的建造經(jīng)驗(yàn)，歷經(jīng)13次研發(fā)升級(jí)，成功將數(shù)字孿生平臺(tái)落地應(yīng)用，這個(gè)基于各類(lèi)數(shù)據(jù)建模、兼具分析決策能力的數(shù)字孿生平臺(tái)便是指揮項(xiàng)目生產(chǎn)的“腦”。

　　“智慧大腦”系統(tǒng)每天能夠匯集上萬(wàn)條實(shí)時(shí)施工數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成施工臺(tái)賬，并對(duì)工序滯后、材料延遲等問(wèn)題提前預(yù)警，顯著提升管理效率。40余臺(tái)高清攝像頭與無(wú)人機(jī)接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“空地協(xié)同”，更實(shí)現(xiàn)了施工全過(guò)程的可追溯與實(shí)時(shí)監(jiān)管。

　　3臺(tái)機(jī)器人各司其職

　　解決高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)難題

　　再聰明的大腦，也需要強(qiáng)健的四肢才能發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，提升作業(yè)效率。面對(duì)墩臺(tái)預(yù)制作業(yè)工序中存在的高空、高溫、高強(qiáng)度等困難，如何讓“智慧之手”協(xié)助工作人員應(yīng)對(duì)各項(xiàng)挑戰(zhàn)呢?

　　“想讓機(jī)械代替人工，必須根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整改進(jìn)。作為國(guó)內(nèi)首個(gè)在墩臺(tái)預(yù)制中應(yīng)用機(jī)器人的項(xiàng)目，可供參考的成熟研發(fā)經(jīng)驗(yàn)并不多。”牽頭研發(fā)工作的一航局?jǐn)?shù)字化部高級(jí)主管楊磊坦言。

　　團(tuán)隊(duì)依托過(guò)往墩臺(tái)預(yù)制技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)“打磨、噴涂、鑿毛”三大關(guān)鍵環(huán)節(jié)開(kāi)展攻關(guān)，3臺(tái)功能各異的機(jī)器人相繼投用。

　　項(xiàng)目率先投用的是磁吸爬壁式鋼模板清理機(jī)器人。由于鋼模板是墩臺(tái)構(gòu)件的成型關(guān)鍵，每次混凝土澆筑結(jié)束后都必須徹底清理，為應(yīng)對(duì)人工打磨不僅費(fèi)力、存在墜落風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題，這款機(jī)器人通過(guò)磁吸裝置吸附于垂直模板表面，達(dá)到安全省心效果。

　　盡管機(jī)器人在處理平面時(shí)表現(xiàn)出色，面對(duì)復(fù)雜轉(zhuǎn)角時(shí)卻難以達(dá)標(biāo)。“機(jī)械臂靈活性不足，應(yīng)該改變結(jié)構(gòu)，提高打磨頭與模板面的貼合度。”楊磊的觀點(diǎn)一針見(jiàn)血。研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)優(yōu)化，為其新增了多連桿雙叉臂設(shè)計(jì)，其仿生關(guān)節(jié)可根據(jù)不同構(gòu)件角度、曲率精準(zhǔn)調(diào)節(jié)作業(yè)姿態(tài)。這樣一來(lái)，機(jī)器人能夠在復(fù)雜結(jié)構(gòu)表面靈活作業(yè)，打磨質(zhì)量大幅提升，清理起來(lái)無(wú)死角。

　　緊隨其后投用的噴涂機(jī)器人則是負(fù)責(zé)在構(gòu)件表面噴灑防腐涂層。受重力影響，人工涂料中常見(jiàn)的“流墜”問(wèn)題，在機(jī)器人作業(yè)中同樣出現(xiàn)。受書(shū)法中毛筆“收筆”動(dòng)作的啟發(fā)，團(tuán)隊(duì)為噴臂增加“甩頭”動(dòng)作，讓滯留液滴在出噴瞬間被打散，解決了噴涂不均的頑疾。

　　此后，項(xiàng)目部技術(shù)員馬振龍又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)比對(duì)8種鑿毛頭型號(hào)，不斷調(diào)整空壓機(jī)參數(shù)，完成了鑿毛機(jī)器人的優(yōu)化適配工作，鑿毛效率相比人工提高了3倍，質(zhì)量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

　　(黃俊植 劉澤文)