智能化技术在塔吊生产制造中的应用研究
摘要
关键词
智能化技术;塔吊生产制造;应用研究
正文
一、引言
在建筑行业蓬勃发展的当下,塔吊作为关键起重设备,其需求持续攀升。传统塔吊生产制造模式面临效率、质量与安全等多重挑战。智能化技术,如人工智能、物联网、大数据等的兴起,为塔吊生产制造带来革新机遇。通过将这些前沿技术深度融入塔吊生产各环节,有望重塑塔吊生产制造格局,实现行业质的飞跃。
二、智能化技术在塔吊生产流程优化中的应用
2.1智能设计技术
在塔吊设计环节,借助计算机辅助设计(CAD)与参数化设计软件,工程师能快速构建塔吊三维模型,对结构尺寸、力学性能等进行精准模拟分析。利用智能化算法,可自动优化设计方案,缩短设计周期,提高设计精度。例如,中联重科在设计新型塔机时,运用智能设计技术,使设计时间缩短了30%,且设计的塔机结构更合理,性能更优越。
2.2智能生产调度
生产调度是保障生产流程顺畅的关键。通过引入制造执行系统(MES),结合物联网技术,实时采集生产设备运行数据、物料库存数据等。利用大数据分析与智能算法,对生产任务进行合理排程,优化资源配置。陕建机股份采用智能生产调度系统后,生产效率提升了25%,有效减少了设备闲置时间与物料等待时间。
2.3智能物流配送
塔吊生产涉及大量零部件,物流配送的及时性与准确性至关重要。借助智能仓储系统与自动导引车(AGV),实现零部件的自动存储、检索与配送。通过物联网感知技术,实时掌握物料位置与配送状态。在中联重科塔机智能工厂,智能物流配送使物料配送准确率达到98%以上,大幅提高了生产连续性。
三、智能化技术在提升塔吊产品质量中的应用
3.1智能检测技术
在塔吊生产过程中,采用无损探伤、激光测量等智能检测技术,对关键零部件的焊缝质量、尺寸精度等进行实时检测。通过图像识别与数据分析,快速判断产品是否合格。中联重科塔机智能工厂采用相控阵机器人无损探伤技术,对所有结构部件的关键焊缝、重要焊缝执行100%探伤检测,保障了产品质量。
3.2质量追溯系统
利用物联网与区块链技术,为每个塔吊零部件赋予唯一的“身份证”,记录从原材料采购、生产加工到成品组装的全流程数据。一旦产品出现质量问题,可快速追溯问题根源,实现精准召回与整改。如中联重科通过数字化系统实现对原材料的厂家、生产批次等信息的可追溯,确保了产品质量的可控性。
3.3智能化生产过程控制
在生产线上,运用自动化控制技术与传感器,实时监测生产工艺参数,如焊接电流、电压、温度等。当参数出现异常时,系统自动调整,保证生产过程的稳定性,从而提高产品质量一致性。例如,中联重科塔机智能工厂引入CLOOS双丝焊技术,由机器人进行自动焊接,弦杆主焊缝一致性可达97.8%。
四、智能化技术在强化塔吊安全性能中的应用
4.1安全监控系统
在塔吊产品上安装各类传感器,如重量传感器、角度传感器、风速传感器等,实时采集塔吊运行状态数据,这些传感器如同塔吊的“神经末梢”,能精准捕捉到每一个细微的变化,像吊重的微小增减、塔身角度的轻微偏移以及风速的瞬间变化都能被及时感知。通过物联网将这些海量数据实时传输至监控中心,监控中心的大数据分析系统会对数据进行深度挖掘与处理,结合人工智能算法构建的风险评估模型,能对潜在安全风险进行精准预警。例如,当检测到塔吊超载时,系统不仅会立即发出声光警报,还会自动限制吊臂的进一步提升动作;若监测到塔身倾斜角度超过安全阈值,会迅速推送预警信息至管理人员的手机终端;遇到强风天气时,会根据风速等级自动建议停止作业或采取加固措施,从多个维度为塔吊的安全运行筑起防护网。
4.2智能防碰撞技术
在群塔作业场景中,由于塔吊数量多、作业范围交叉重叠,碰撞风险极高,而利用激光雷达、毫米波雷达等技术,能像为塔吊装上“千里眼”一样,实时监测周围塔吊的距离与运行轨迹,哪怕是在复杂的工地环境中,也能精准识别出数十米外其他塔吊的位置和移动方向。通过智能算法对采集到的轨迹数据进行动态分析与预判,构建出塔吊之间的安全距离模型,当检测到两台塔吊的运行轨迹可能在未来几秒内交汇、距离接近安全红线时,系统会在毫秒级时间内做出反应,自动向塔吊控制系统发出指令,控制塔吊停止运行或调整运行方向,避免碰撞事故发生。山西建投集团的5G智能塔机远端控制系统,基于这项智能防碰撞技术,在多个大型建筑工地的群塔作业中,成功避免了数十起潜在的碰撞事故,让复杂环境下的塔吊协同作业更具安全性。
4.3远程操作与无人化技术
借助5G通信技术的高速率、低时延特性与远程控制技术,操作人员无需再登上数十米高的塔吊操作室,只需在地面或远程控制中心的模拟操作平台上,通过高清摄像头传输的实时画面和精准的操作杆反馈,就能像身处塔吊顶端一样对塔吊进行灵活操作,彻底避免了操作人员在高空面对恶劣天气、视野受限等带来的安全隐患。部分先进的塔吊还实现了无人化作业,通过预设的吊装任务程序与AI智能算法,结合多线激光雷达对工地环境的实时感知,能自动识别吊装目标、规划最优的吊装路径,避开障碍物和其他作业设备,整个过程无需人工干预就能精准完成吊装任务,如中联重科的无人塔机,在多个大型基建项目中,凭借这项技术实现了24小时不间断安全作业,大幅降低了人为操作失误引发的安全风险。
五、结论
智能化技术在塔吊生产制造中的应用,从生产流程优化、产品质量提升到安全性能强化,全方位推动了塔吊行业的发展。不仅提高了生产效率、降低了成本,更重要的是显著提升了产品质量与安全性能,为建筑施工的顺利进行提供了坚实保障。随着智能化技术的不断创新与发展,其在塔吊生产制造领域的应用将更加深入与广泛,有望催生更多创新产品与生产模式,助力建筑行业向智能化、绿色化、安全化方向持续迈进。
文献参考:
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