分析鐵路企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新特征以及實現(xiàn)技術(shù)突破的動力,職稱論文

分析鐵路企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新特征以及實現(xiàn)技術(shù)突破的動力,職稱論文為降低創(chuàng)新風險,縮短創(chuàng)新周期,通過頂層規(guī)劃,構(gòu)成智能建造項目集群。充分發(fā)揮項目的載體作用,針對共性關鍵技術(shù)瓶頸,統(tǒng)籌智能建造項目群的創(chuàng)新研究任務,各個項目承當不同的創(chuàng)新模塊,并行施行;協(xié)同單位之間利益匹配、分塊負責。項目集群間實現(xiàn)協(xié)同開發(fā),完成攻關、試驗、中試、試用等環(huán)節(jié)。在某特大橋智能建造的詳細實踐中,對創(chuàng)新任務進行了模塊化分解,由距離較近的項目群組施行,實現(xiàn)了橋梁轉(zhuǎn)體智能控制,開發(fā)了超高墩變截面多功能攀爬機器人,獲得了較好的技術(shù)突破,見圖2。2.3技術(shù)創(chuàng)新途徑通過創(chuàng)新鏈橫向浸透和縱向開拓,動態(tài)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)關鍵技術(shù)模塊的突破。橫向?qū)崿F(xiàn)價值網(wǎng)絡的集成,縱向?qū)崿F(xiàn)從用戶到智能設備、工藝、制造經(jīng)過的打通;把各個攻克的技術(shù)模塊有機地組合起來、融會貫穿,施行集成創(chuàng)新。2.3.1功能模塊重點突破途徑功能模塊重點突破途徑是指面向制約企業(yè)發(fā)展的關鍵模塊技術(shù)進行重點攻關。橋梁轉(zhuǎn)體技術(shù)是大型橋梁施工的關鍵模塊技術(shù),實現(xiàn)轉(zhuǎn)體的智能化、自動化對確保轉(zhuǎn)體經(jīng)過中的安全具有關鍵作用。除轉(zhuǎn)體工藝、球鉸技術(shù)外,轉(zhuǎn)體動力智能控制就是智能建造最為關鍵的模塊技術(shù),結(jié)合BIM技術(shù),可實現(xiàn)控制進程的可視化。智能控制是必須突破的技術(shù)模塊。2.3.2架構(gòu)規(guī)則重建途徑該途徑通過重新構(gòu)建架構(gòu)規(guī)則以及對已有模塊技術(shù)再集成,實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新升級。傳統(tǒng)車載養(yǎng)護系統(tǒng)主要由噴淋系統(tǒng)和動力系統(tǒng)兩大類模塊技術(shù)組成,而車載智能養(yǎng)護系統(tǒng)增加了智能感悟技術(shù)及智能控制技術(shù),實現(xiàn)智能控制、通信、以及噴淋系統(tǒng)等領域技術(shù)模塊的有效集成。2.3.3加強共性技術(shù)的基礎平臺建設將基礎層、支撐平臺、關鍵技術(shù)、產(chǎn)品及應用五個層次的產(chǎn)業(yè)鏈條打通,構(gòu)建開放協(xié)同的智能建造創(chuàng)新體系,牽引傳統(tǒng)鐵路施工企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。BIM技術(shù)是實現(xiàn)智能建造的共性技術(shù)。要建立起具有推廣意義的BIM企業(yè)標準,推進BIM技術(shù)基礎數(shù)據(jù)庫建設,重點探尋求索基于BIM技術(shù)的智能建造,圍繞新型的項目管控形式,推進互動創(chuàng)新和持續(xù)優(yōu)化。2.3.4加強試驗驗證圍繞技術(shù)創(chuàng)新活動中的試驗驗證需要,通過中試、測試等發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題,不斷迭代改良,縮短技術(shù)研發(fā)周期。2.3.5科技示范推廣應用產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新與其市場盈利能力往往相輔相成,呈螺旋性促進。在整個協(xié)同創(chuàng)新經(jīng)過中,成果推廣應用是最終目的,也是協(xié)同創(chuàng)新良性循環(huán)的原動力。協(xié)同創(chuàng)新,內(nèi)部先用,將科技成果的市場交易內(nèi)部化,消除中間環(huán)節(jié),降低轉(zhuǎn)化成本,提高轉(zhuǎn)化效率。圖2基于項目群組離散技術(shù)創(chuàng)新點對外推廣及供貨由協(xié)同主體單位統(tǒng)一供給、集中控制;技術(shù)協(xié)作與銷售制約相平衡;減少知識外溢衍生的風險。3技術(shù)創(chuàng)新實踐基于BIM的特大橋智能建造聯(lián)合多家單位,針對某高速鐵路上的橋梁施工項目,進行了創(chuàng)新實踐。以3DGIS為基礎平臺,以BIM模型為紐帶,對施工工序進行WBS分解,與BIM模型進行關聯(lián),以工作流驅(qū)動BIM模型,進而實現(xiàn)關鍵工序的施工智能控制。3.1施工仿真基于BIM模型,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)及多媒體仿真技術(shù)可進行半實物半虛擬仿真,輔助決策。(1)三維形象進度:根據(jù)施工進度,基于數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)針對工點模型,實現(xiàn)三維場景中施工進度模擬及閱讀。(2)站場橋梁復雜工點的虛擬施工:通過傾斜攝影技術(shù)能夠獲取精到準確的三維實景地形,結(jié)合工點三維模型、機械設備模型等,構(gòu)建一個虛擬施工環(huán)境,對施工方案進行動態(tài)模擬演練,通過三維空間分析等方式方法,優(yōu)化施工方案,減少施工成本與時間。(3)物料跟蹤和檢測驗收:依托BIM模型,融合數(shù)字化網(wǎng)絡化技術(shù),實現(xiàn)構(gòu)件產(chǎn)品全壽命周期信息的分享;如可自動進行成本和材料的統(tǒng)計分析,點擊每個構(gòu)件模型,可自動生成構(gòu)件二維碼,掃碼可查詢原材料及施工經(jīng)過等相關信息,對特大橋裝配式一體化進行三維進度管理。3.2轉(zhuǎn)體施工智能控制3.2.1轉(zhuǎn)體控制可視化系統(tǒng)設計針對某特大橋,BIM平臺模擬各項轉(zhuǎn)體參數(shù),開發(fā)了轉(zhuǎn)體模擬功能,與現(xiàn)場實現(xiàn)了同步轉(zhuǎn)體,其主要包括安裝在轉(zhuǎn)體的DGPS、雙軸傾角傳感器、無線傳輸數(shù)據(jù)模塊等,實現(xiàn)轉(zhuǎn)體測點三維坐標和轉(zhuǎn)體六自由度位姿數(shù)據(jù)的自主感悟,并實時上傳至中心控制系統(tǒng)。云平臺存儲施工現(xiàn)場和轉(zhuǎn)體BIM模型,基于VTK可視化技術(shù),控制系統(tǒng)施行智能分析現(xiàn)場數(shù)據(jù),驅(qū)動模型實時顯示現(xiàn)場轉(zhuǎn)體姿態(tài)。3.2.2轉(zhuǎn)體姿態(tài)智能控制以動態(tài)傾角傳感器為核心,配備雙向定位DGPS、和控制器等。差分DGPS用于確定設備關注段的坐標和高程,安裝在轉(zhuǎn)體上的動態(tài)傾角傳感器用于精到準確測量轉(zhuǎn)體行程以及角度,能夠監(jiān)測轉(zhuǎn)體的姿態(tài),安裝在轉(zhuǎn)體上的三維電子羅盤SEC385用于測量實時位置的坡度以及方位角。工作流程為:(1)建立轉(zhuǎn)體的預測軌跡坐標軸線;(2)基于DGPS獲取轉(zhuǎn)體的絕對坐標及方向;(3)基于傾角傳感器獲取轉(zhuǎn)體的坐標及姿態(tài);(4)控制系統(tǒng)經(jīng)信息融合,判定轉(zhuǎn)體的姿態(tài)與目的軌跡的差異。(5)根據(jù)目的差,反應控制伺服轉(zhuǎn)動支承調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)體姿態(tài)。通過將轉(zhuǎn)體坐標系原點平移到定位DGPS天線位置實現(xiàn)基準點標定,然后通過旋轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)體坐標系三軸與地理坐標系平行;在得到該坐標后,根據(jù)單軸傾角傳感器測得的傾角,以及轉(zhuǎn)體的長度,推導出轉(zhuǎn)體端點的地理坐標。轉(zhuǎn)體姿態(tài)控制流程見圖3。3.3變截面超高墩的綜合維護攀爬機器人針對超高墩綜合養(yǎng)護、應急救援、檢測,研制了應用于變截面超高墩檢測及綜合維護的攀爬機器人。機器人構(gòu)造體系采用雙層并聯(lián)復合輪腿,側(cè)向吸附力采用環(huán)向抱緊式,相比夾持式、真空吸附式、永磁吸附、變磁吸附、側(cè)向頂緊式等,繩索通過雙向張拉抱緊電機驅(qū)動復合輪腿抱緊墩柱,實用性強,構(gòu)造系統(tǒng)簡介,承載能力強,重量輕,能耗小,可適應變截面;控制系統(tǒng)可靠、運行平穩(wěn)、可姿態(tài)矯正,穩(wěn)定性高;造價較低、并可構(gòu)成作業(yè)平臺。圖3轉(zhuǎn)體姿態(tài)解析流程3.3.1研發(fā)思路通過模塊化分解,分系統(tǒng)研制及試驗,制定了科學合理、可靠的技術(shù)方案。攀爬機器人系統(tǒng)由機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和感悟系統(tǒng)四大部分組成。3.3.2系統(tǒng)實現(xiàn)及創(chuàng)新機械系統(tǒng)采用雙層并聯(lián)伺服頂升架構(gòu),即上下兩段。下段抱緊,上段松開,上下段之間的伺服推桿頂升上段爬行至給定距離;上段抱緊,下段松開,伺服電機拉動下段爬升,依次往復。華而不實每段安裝一組基于環(huán)向張拉索驅(qū)動的伸縮復合輪腿,復合輪腿中包括由內(nèi)外套筒組成攀爬機器人可伸縮支撐腳、攀爬機器人可伸縮爬行輪,可伸縮支撐腳、可伸縮爬行輪沿截面周圈布置,并與機器人本體相連;環(huán)向張拉索通過帶U形滾動軸承串聯(lián)連接支撐腳,索的張拉,推動支撐腳抱緊墩身,并與爬行輪聯(lián)合構(gòu)成自平衡體系,復合輪腿可沿墩身法向方向伸縮,索張拉后,各復合輪腿通過壓拉復位彈簧構(gòu)成受力平衡的彈性支點,用于為機器人提供支撐及行進用的摩擦力,進而實現(xiàn)機器人定位及抱緊松開的交替。實現(xiàn)了如下技術(shù)創(chuàng)新,能夠根據(jù)墩身截面自適應重構(gòu)的機械系統(tǒng);開發(fā)了多通道同步抱緊系統(tǒng),實現(xiàn)了抱緊系統(tǒng)多支撐點的同步伸縮、定位及觸力自主調(diào)節(jié);提出了基于積分滑模的欠驅(qū)動墩身形狀跟蹤控制方式方法,該方式方法能夠有效地完成軌跡跟蹤任務,并且對參數(shù)攝動具有很強的魯棒性;提出了基于多傳感器的信息融合技術(shù),實現(xiàn)了感悟、規(guī)劃、動作和協(xié)同的智能化;開發(fā)了具有現(xiàn)場管理特征的操作系統(tǒng),使用經(jīng)過中具體表現(xiàn)出維護管理數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)可視化、管理動態(tài)化、服務人性化、檢測實時化。4結(jié)語本文主要基于模塊化視角,通過對智能建造的內(nèi)涵、鐵路企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)在狀況的描繪敘述,以創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈融合匹配為原則,以產(chǎn)業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)為突破點,構(gòu)建了企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新途徑:功能模塊重點突破途徑及架構(gòu)規(guī)則重建途徑,并給出不同途徑間的適用條件。同時,結(jié)合某特大橋的施工開展了智能建造創(chuàng)新實踐,實現(xiàn)了施工工藝經(jīng)過、關鍵業(yè)務流程的智能監(jiān)測、智能分析、智能控制,提升了企業(yè)施工技術(shù)水平及核心競爭力,為鐵路施工企業(yè)智能建造研究及實踐提供參考。智能建造背景下,鐵路施工企業(yè)要把握市場變化、創(chuàng)新思維,認真研究行業(yè)智能建造政策、需求,聚焦互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和智能機器人應用領域,開展集成創(chuàng)新,構(gòu)建主要業(yè)務板塊的智能建造體系,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,推動企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。以下為參考文獻[1]王峰.我們國家高速鐵路智能建造技術(shù)發(fā)展實踐與瞻望[J].中國鐵路,2022(4):1-8.[2]徐志剛,李金龍,等.智能公路發(fā)展現(xiàn)在狀況與關鍵技術(shù)[J].中國公路學報,2022(8):1-24.[3]王同軍.基于BIM技術(shù)的鐵路工程建設管理創(chuàng)新與實踐[J].鐵道學報,2022(1):1-9.[4]王狄龍.新型建筑工業(yè)化與BIM技術(shù)的協(xié)同關系分析[J].中國建材科技,2021(6):73-74.[5]趙康杰,劉育波.產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈互動促進資源型區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型研究[J].煤炭經(jīng)濟研究,2022(12):4-11.[6]郭樹東.以企業(yè)為主體的鐵路技術(shù)創(chuàng)新體系構(gòu)建研究[J].科學決策,2021(4):52-68.[7]黃端.建筑工業(yè)化的發(fā)展現(xiàn)在狀況與對策[J].中國標準化,2021(18):45-46.[8]張貴林,中國建筑業(yè)發(fā)展途徑暨施工企業(yè)轉(zhuǎn)型升級研究[J].建筑,2020(3):9-19.[9]武建龍,王宏起.戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)突破性技術(shù)創(chuàng)新途徑研究基于模塊化視角[J].科學學研究,2020(4):508-517.[10]Jacobides,M.G,KnudsenT.Benefitingfrominnovation:Valuecreation,valueappropriationandtheroleofindustryar