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，對推動隧道進一步發(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)代先進技術(shù)更新管片生產(chǎn)流程，在保證質(zhì)量的同時增加管片生產(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)，希望能夠為管片生產(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)是計算機技術(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擔(dān)，還能改善生產(chǎn)操作環(huán)境，切實踐行節(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)不斷的對產(chǎn)品進行分割、安排的生產(chǎn)方式，由于該模式與水流動方式相似，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，原因是需要人工對管片質(zhì)量進行監(jiān)控，及時剔除質(zhì)量、型號、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)濟成本較高等問題。因此，管片生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當明晰將智能化技術(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)勢與作用，促使管片生產(chǎn)與當今時代發(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，由于工作人員長期機械做同一件事，在高強度工作壓力下，極易出現(xiàn)心理問題，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，工作人員需要手動操作管片模具下的氣動振動器，手動打磨管片，人工在操作帶上挑揀管片，人工完成后續(xù)模具澆筑、養(yǎng)護等工作，具有穩(wěn)定性差、經(jīng)濟成本高、自動化程度低等不足，嚴重制約管片的生產(chǎn)質(zhì)量與效率，不僅對管片行業(yè)產(chǎn)生不良阻礙，還限制著隧道交通行業(yè)進一步發(fā)展。（二）輪軌移動流水線輪軌移動流水線生產(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)對管片生產(chǎn)流程進行管控。在利用輪軌移動流水線生產(chǎn)管片時，需要先利用小車將管片模具運送至蒸養(yǎng)生產(chǎn)流程線路上，然后開啟蒸養(yǎng)生產(chǎn)流程線路兩內(nèi)側(cè)，隨后將模具推入坑道中進行蒸養(yǎng)，之后半自動機器將蒸養(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輸?shù)秸麴B(yǎng)窯內(nèi)，如此便形成了完整的輪軌移動生產(chǎn)流程［2］。這種生產(chǎn)模式相較于人工流水線實現(xiàn)了半自動化，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)展的當今社會顯然并不相適應(yīng)，因此管片生產(chǎn)企業(yè)要做好升級優(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管片生產(chǎn)質(zhì)量具有直接影響，精度高、剛度強且質(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)對鋼模的選擇提高重視程度。智能化技術(shù)基于計算機技術(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。在實際生產(chǎn)過程中，可以將智能化技術(shù)與鋼模測量儀器相結(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、剛度都相對較高，可以為后期管片精加工提供堅實基礎(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)出來的管片質(zhì)量較高，工作人員應(yīng)選擇符合國家生產(chǎn)標準、管片設(shè)計要求、質(zhì)量優(yōu)良的鋼筋，在管片實際生產(chǎn)過程中，應(yīng)保證鋼筋沒有腐蝕、污染、殘缺、損壞等問題，否則會導(dǎo)致管片質(zhì)量不合格，對隧道建設(shè)產(chǎn)生嚴重的不良影響?，F(xiàn)階段，受技術(shù)條件限制，鋼筋在吊運時，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)象時有發(fā)生，某些生產(chǎn)廠家為了降低經(jīng)濟成本，直接適用劣勢鋼筋制作骨架，如果將利用骨架制成的管片應(yīng)用于隧道交通建設(shè)，可能會導(dǎo)致隧道塌方，對人們的生命財產(chǎn)安全造成嚴重威脅。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)建實時監(jiān)控系統(tǒng)與信息可追溯系統(tǒng)，利用這兩個系統(tǒng)對鋼筋的采購、保存、管理、參數(shù)等變化情況進行實時監(jiān)控，工作人員事先在系統(tǒng)中輸入合格（標準）數(shù)據(jù)參數(shù)范圍，將采購回來的鋼筋放在輸送帶上，由系統(tǒng)對鋼筋進行掃描，對鋼筋進行自動分類，對于質(zhì)量符合標準的鋼筋，系統(tǒng)會發(fā)出警示，有利于從源頭上避免鋼筋不合規(guī)問題。質(zhì)量檢查合格的鋼筋便可以進入下一階段，不合格的要重復(fù)上一階段操作，直至合格為止；先由安裝了自動系統(tǒng)的設(shè)備對檢查合格的鋼筋進行調(diào)直與切割，再由使用了智能化技術(shù)的設(shè)備進行檢查，對檢查合格的鋼筋要進行彎弧、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)便會對鋼筋進行骨架塑性、骨架檢查、弧度檢查，當所有檢查結(jié)果都顯示合格之后，智能化系統(tǒng)會將骨架輸送至預(yù)制車間。（三）應(yīng)用于管片養(yǎng)護階段流水線生產(chǎn)模式下的管片養(yǎng)護通常前期采用蒸養(yǎng)（蒸汽養(yǎng)護）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)被分為四個階段，主要是“靜養(yǎng)”、“升溫”、“恒溫”、“降溫”，每個階段的時間與溫度都有明確要求，只有保證時間與溫度都處于精確范圍內(nèi)，才能避免管片出現(xiàn)龜裂問題。第二，蒸養(yǎng)總時長為5小時，其中“靜養(yǎng)”時間為1個半小時，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50攝氏度，同樣中間不能發(fā)生溫度回落現(xiàn)象；“恒溫”時間保持在2個小時，期間溫度要控制在45攝氏度—60攝氏度范圍內(nèi)，相對濕度控制在90%及以上；“降溫”時間為45分鐘，窯內(nèi)溫度應(yīng)呈平穩(wěn)下降狀態(tài)，保證出窯時溫度在40攝氏度及以下［3］。利用智能化技術(shù)對管片養(yǎng)護溫度、時間與濕度進行控制，極大程度上可以避免溫度回落、溫度不足、時間過長或過短等問題，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，對生產(chǎn)企業(yè)降低經(jīng)濟成本與能源損耗具有重要意義。本文簡單舉個例子，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50萬元，沒有安裝智能系統(tǒng)的生產(chǎn)線200萬元，安裝了智能系統(tǒng)的生產(chǎn)線250萬元；二者的人工費都是每人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)管片售價在13000萬(1.2米)。由此計算可知，在收益相同的情況下，傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)成本為1000.02萬元，智能流水線生產(chǎn)成本為750.02萬元，因此管片生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當將智能化技術(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)對蒸養(yǎng)要求相對較高，傳統(tǒng)流水線生產(chǎn)模式使用溫度計控制養(yǎng)護罩內(nèi)的溫度，由人工進行計數(shù)、讀數(shù)、調(diào)數(shù)，在溫度、濕度與時間控制上容易出現(xiàn)誤差，無法保證養(yǎng)護罩內(nèi)溫度的穩(wěn)定性與準確性。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)，對養(yǎng)護罩內(nèi)的溫度進行實時監(jiān)控，利用傳感器將溫度實時傳送到中央控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)對溫度與時間進行調(diào)控，極大程度上避免了人為因素影響，對提高數(shù)據(jù)準確性與管片生產(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，只需要在固定的操作臺上對管片生產(chǎn)情況進行綜合管控便可，可以有效降低工作人員負擔(dān)，實現(xiàn)解放勞動力降低人工成本支出的目的。結(jié)束語：綜上所述，智能化技術(shù)具有極強的便捷性，將該技術(shù)應(yīng)用于管片流水線生產(chǎn)全過程，一方面可以實現(xiàn)生產(chǎn)自動化與智能化，有利于提高管片流水線生產(chǎn)效率與質(zhì)量，對企業(yè)降低經(jīng)濟成本、獲得更多經(jīng)濟效益具有積極影響；另一方面可以為隧道建設(shè)提供有力支持，有利