摘要：管片是组成隧道的主要部分，提高管片流水线生产效率，对推动隧道进一步发展建设具有重要意义，因此管片生产企业应结合现代先进技术更新管片生产流程，在保证质量的同时增加管片生产数量。本文主要阐述管片流水线生产的智能化技术，希望能够为管片生产企业提高生产效率、管片使用寿命提供借鉴。
关键词：管片生产；智能化技术；流水线生产
前言：智能化技术是计算机技术、精密传感技术、全球定位系统（GPS）的综合应用，将其用于管片流水线生产，不仅能够有效提高生产效率与质量，降低工作人员的失误与负担，还能改善生产操作环境，切实践行节能环保理念。因此，管片生产企业应明确应用智能化技术的重要性，将其与流水线生产设备充分结合。
一、管片流水线生产模式概述
流水线生产模式又被称为流水生产流水作业模式，是指按照固定程序，在一定工艺路线上使用同一生产速度，连续不断的对产品进行分割、安排的生产方式，由于该模式与水流动方式相似，故而被称为流水线生产模式[1]。流水线生产具有极强的秩序性与顺序性，管片生产采用的流水线生产模式多以人工操作为主，原因是需要人工对管片质量进行监控，及时剔除质量、型号、规格不合格的管片，这种生产模式存在工作人员压力大、生产效率较低、经济成本较高等问题。因此，管片生产企业应当明晰将智能化技术应用于流水线生产的重要性，充分发挥智能化技术的优势与作用，促使管片生产与当今时代发展要求相符。
二、传统管片流水线生产模式
（一）人工流水线
人工流水线是指人工按照固定程序、采用一定工艺、操作固定机器完成管片生产，这种模式需要大量的工作人员处于自己固有位置，由于工作人员长期机械做同一件事，在高强度工作压力下，极易出现心理问题，所以管片生产企业应该尽早改变这种全人工流水线生产模式。人工流水线生产模式下，工作人员需要手动操作管片模具下的气动振动器，手动打磨管片，人工在操作带上挑拣管片，人工完成后续模具浇筑、养护等工作，具有稳定性差、经济成本高、自动化程度低等不足，严重制约管片的生产质量与效率，不仅对管片行业产生不良阻碍，还限制着隧道交通行业进一步发展。
（二）轮轨移动流水线
轮轨移动流水线生产模式是一种循环式生产模式，主要依靠PLC（可编程逻辑控制器）控制系统对管片生产流程进行管控。在利用轮轨移动流水线生产管片时，需要先利用小车将管片模具运送至蒸养生产流程线路上，然后开启蒸养生产流程线路两内侧，随后将模具推入坑道中进行蒸养，之后半自动机器将蒸养结束的模具输送至浇筑生产线路上，工作人员通过采用牵引的方式完成模具浇筑，最后利用小车将完成浇筑的模具运输到蒸养窑内，如此便形成了完整的轮轨移动生产流程[2]。这种生产模式相较于人工流水线实现了半自动化，生产效率得以有效提升，但与科学技术、信息技术皆飞速发展的当今社会显然并不相适应，因此管片生产企业要做好升级优化工作。
三、智能化技术在管片流水线生产中的应用
（一）应用于管片钢模选择
管片钢模对管片生产质量具有直接影响，精度高、刚度强且质量好的钢模是保证管片质量的重要保障，管片生产企业应对钢模的选择提高重视程度。智能化技术基于计算机技术、精密传感技术工作，将智能化技术应用于管片钢模有利于提高钢模与管片的切合度。在实际生产过程中，可以将智能化技术与钢模测量仪器相结合，选择合缝紧密、连接合理、便于拆装且不易变形的钢模，这种钢模能够反复拆装，精确度、刚度都相对较高，可以为后期管片精加工提供坚实基础。
（二）应用于管片骨架制作
现阶段，管片的骨架多为钢筋制作，要想保证生产出来的管片质量较高，工作人员应选择符合国家生产标准、管片设计要求、质量优良的钢筋，在管片实际生产过程中，应保证钢筋没有腐蚀、污染、残缺、损坏等问题，否则会导致管片质量不合格，对隧道建设产生严重的不良影响。现阶段，受技术条件限制，钢筋在吊运时，十分容易出现损伤，加上工作人员保存管理方式不正确，污染、腐蚀、生锈等现象时有发生，某些生产厂家为了降低经济成本，直接适用劣势钢筋制作骨架，如果将利用骨架制成的管片应用于隧道交通建设，可能会导致隧道塌方，对人们的生命财产安全造成严重威胁。
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将智能化技术应用于管片骨架制作程序中，可以有效提高钢筋的加工精度与总装质量。利用智能化技术构建实时监控系统与信息可追溯系统，利用这两个系统对钢筋的采购、保存、管理、参数等变化情况进行实时监控，工作人员事先在系统中输入合格（标准）数据参数范围，将采购回来的钢筋放在输送带上，由系统对钢筋进行扫描，对钢筋进行自动分类，对于质量符合标准的钢筋，系统会发出警示，有利于从源头上避免钢筋不合规问题。质量检查合格的钢筋便可以进入下一阶段，不合格的要重复上一阶段操作，直至合格为止；先由安装了自动系统的设备对检查合格的钢筋进行调直与切割，再由使用了智能化技术的设备进行检查，对检查合格的钢筋要进行弯弧、弯箍加工，不合格的继续重复上一操作。钢筋在完成调直、切断、弯弧等程序后，智能化系统便会对钢筋进行骨架塑性、骨架检查、弧度检查，当所有检查结果都显示合格之后，智能化系统会将骨架输送至预制车间。
（三）应用于管片养护阶段
流水线生产模式下的管片养护通常前期采用蒸养（蒸汽养护）方式，后期采用水养方式，将智能化技术应用于管片养护阶段，可以科学控制生产车间的温度、湿度以及蒸养时间，是保证管片生产质量的重要保障。第一，管片前期蒸养被分为四个阶段，主要是“静养”、“升温”、“恒温”、“降温”，每个阶段的时间与温度都有明确要求，只有保证时间与温度都处于精确范围内，才能避免管片出现龟裂问题。第二，蒸养总时长为5小时，其中“静养”时间为1个半小时，温度要保证从20摄氏度升至35摄氏度且中间不能发生回落现象；“升温”时间为45分钟，温度要从35摄氏度升温至45摄氏度，最高不能超过50摄氏度，同样中间不能发生温度回落现象；“恒温”时间保持在2个小时，期间温度要控制在45摄氏度—60摄氏度范围内，相对湿度控制在90%及以上；“降温”时间为45分钟，窑内温度应呈平稳下降状态，保证出窑时温度在40摄氏度及以下[3]。利用智能化技术对管片养护温度、时间与湿度进行控制，极大程度上可以避免温度回落、温度不足、时间过长或过短等问题，有利于提高管片生产质量。
四、管片流水线生产应用智能化技术的效益分析
（一）节约资金成本，降低能源损耗
据调查分析显示，我国采用传统流水线生产模式制作管片，每天每套模具最多能生产2.5环，但如果将智能化技术应用于管片流水线生产中，据估计每天每套模具最多可生产4环。由此可以看出，应用智能化技术可以有效提高管片生产效率，对生产企业降低经济成本与能源损耗具有重要意义。
本文简单举个例子，某管片生产企业采用安装了应用智能化技术构建的系统（程序）的设备，每天每10套管片模具可生产40环管片，而传统流水线生产模式若想日产40环，至少需要16套管片模具。假设每套模具50万元，没有安装智能系统的生产线200万元，安装了智能系统的生产线250万元；二者的人工费都是每人4000元，传统流水线生产需要工作人员50人，智能化流水线生产需要工作人员10人；每环管片售价在13000万（1.2米）。由此计算可知，在收益相同的情况下，传统流水线生产成本为1000.02万元，智能流水线生产成本为750.02万元，因此管片生产企业应当将智能化技术应用于管片生产。
（二）提高管片质量，提升生产效率
管片生产对蒸养要求相对较高，传统流水线生产模式使用温度计控制养护罩内的温度，由人工进行计数、读数、调数，在温度、湿度与时间控制上容易出现误差，无法保证养护罩内温度的稳定性与准确性。将智能化技术应用其中，利用该技术构建智能监控系统，对养护罩内的温度进行实时监控，利用传感器将温度实时传送到中央控制系统，由控制系统对温度与时间进行调控，极大程度上避免了人为因素影响，对提高数据准确性与管片生产质量具有积极影响。另外，智能化流水线生产不需要工作人员在各管片模具间走动，只需要在固定的操作台上对管片生产情况进行综合管控便可，可以有效降低工作人员负担，实现解放劳动力、降低人工成本支出的目的。
结束语：综上所述，智能化技术具有极强的便捷性，将该技术应用于管片流水线生产全过程，一方面可以实现生产自动化与智能化，有利于提高管片流水线生产效率与质量，对企业降低经济成本、获得更多经济效益具有积极影响；另一方面可以为隧道建设提供有力支持，有利于降低能源能耗，缓解陆上交通紧张问题。
参考文献：
[1]房娟.盾构管片自动化流水线施工技术研究[J].安阳工学院学报,2018,17(06):55-58.
[2]李刚,曹桂生.自动化流水线施工中管片蒸汽养护制度的研究和实践[J].工程建设与设计,2018(04):241-244.
[3]王淑丽.盾构隧道混凝土管片预制工艺及质量控制[J].现代商贸工业,2017(18):176-177.
论文作者:王兆银
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/15
标签：管片论文; 流水线论文; 钢筋论文; 技术论文; 温度论文; 质量论文; 应用于论文; 《防护工程》2019年第1期论文;