建筑機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)和發(fā)展策略探究

張成博

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)也不斷朝著高效優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展，傳統(tǒng)陳舊的建筑機(jī)械已經(jīng)不能適應(yīng)建筑行業(yè)的發(fā)展步伐了，陳舊的機(jī)械可能會(huì)帶來(lái)種種弊端，比如工程施工效率底下、工作質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，嚴(yán)重的話有可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，因此機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)在這樣的背景下飛速發(fā)展，在建筑行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，機(jī)械自動(dòng)化可以大大提高生產(chǎn)率，推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)要重視機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，使其朝著數(shù)字化、信息化、智能化方向持續(xù)前進(jìn)。

關(guān)鍵詞：建筑機(jī)械自動(dòng)化；應(yīng)用技術(shù)；發(fā)展

如今社會(huì)處于科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)期，人們對(duì)生活的要求也越來(lái)越高了，為了滿足人們的需求，建筑施工需要不斷向更優(yōu)質(zhì)、更穩(wěn)定、更優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展。傳統(tǒng)陳舊的機(jī)械已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)建筑的要求了，就算能夠滿足也會(huì)出現(xiàn)種種問(wèn)題，因?yàn)闄C(jī)械等事故導(dǎo)致的安全事故越來(lái)越多，機(jī)械自動(dòng)化的呼聲越來(lái)越高，如何在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的中國(guó)，壯大核心的建筑機(jī)械設(shè)備，開(kāi)拓新的建筑市場(chǎng)新環(huán)境，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)重要的地位是我們有待解決的問(wèn)題。

一、建筑機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀

建筑自動(dòng)化系統(tǒng)，又稱(chēng)BAS（Building Automation System），也稱(chēng)為建筑設(shè)備自動(dòng)化，是對(duì)建筑物機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)管理的系統(tǒng)。建筑機(jī)械自動(dòng)化的研究和開(kāi)發(fā)可以追溯到上世紀(jì)五六十年代，應(yīng)用步伐加快是在八十年底后期開(kāi)始的，目前建筑機(jī)械自動(dòng)化可以分成兩大類(lèi)，工作設(shè)備自動(dòng)化和整機(jī)主動(dòng)操控即機(jī)群系統(tǒng)操控，實(shí)際的工程中采用的自動(dòng)化技術(shù)裝備有：攤鋪層度控制、混合料自動(dòng)供料裝置、電子檢測(cè)控制系統(tǒng)和液壓挖掘機(jī)等。在建筑機(jī)械自動(dòng)化過(guò)程中，自動(dòng)化壓路機(jī)、挖掘機(jī)以及推土機(jī)比較典型，下文主要通過(guò)分析自動(dòng)化壓路機(jī)、挖掘機(jī)以及推土機(jī)來(lái)探究我國(guó)建筑自動(dòng)化現(xiàn)狀。

（一）自動(dòng)化壓路機(jī)現(xiàn)狀

壓路機(jī)屬于技術(shù)密集、資金密集型且與相關(guān)工業(yè)關(guān)系極強(qiáng)的產(chǎn)品，涉及業(yè)務(wù)多、技術(shù)面廣，主機(jī)廠產(chǎn)品技術(shù)含量的提高，需要眾多配套廠家的密切配合，約有60%-70%的配套件需專(zhuān)業(yè)廠提供。壓路機(jī)主機(jī)生產(chǎn)以產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)件制造、產(chǎn)品配套件選購(gòu)和組裝為主要內(nèi)容。眾所周知，水庫(kù)大壩中混領(lǐng)土施工錯(cuò)過(guò)中壓路機(jī)是必備的，現(xiàn)在已經(jīng)通過(guò)努力將數(shù)據(jù)處理裝置、中央控制系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程通訊裝置引用到壓路機(jī)總?cè)ィ岣吡斯こ讨械淖詣?dòng)化。然而目前壓實(shí)機(jī)械技術(shù)正朝著自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制方向快速發(fā)展。國(guó)外已經(jīng)研制出好幾代智能型振動(dòng)壓路機(jī)，并且已經(jīng)投放市場(chǎng)。在這一領(lǐng)域，我們的差距很大。機(jī)械壓路機(jī)由于本身結(jié)構(gòu)的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)這些先進(jìn)技術(shù)。這些先進(jìn)技術(shù)只能在高端液壓壓路機(jī)上實(shí)現(xiàn)。如果我們不努力發(fā)展高端液壓式壓路機(jī)產(chǎn)品，我們的技術(shù)水平就無(wú)法趕上和超過(guò)世界先進(jìn)水平，我們的壓實(shí)機(jī)械強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想也無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

（二）推土機(jī)、挖掘機(jī)作業(yè)的自動(dòng)化

推土機(jī)及挖掘機(jī)等在建筑機(jī)械自動(dòng)化改造在很大程度上提高了施工質(zhì)量和施工效率。在1976年已經(jīng)研發(fā)了自動(dòng)化裝置，但是存在諸多問(wèn)題，并沒(méi)有投入到實(shí)際的施工當(dāng)中。另一個(gè)自動(dòng)化技術(shù)在建筑機(jī)械菱悅的應(yīng)用典型便是液壓挖掘機(jī)的自動(dòng)掘削系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)上安裝了自動(dòng)直線加工器和激光系統(tǒng)，運(yùn)作時(shí)利用激光來(lái)檢測(cè)作業(yè)面的位置，獲得的數(shù)據(jù)被處理過(guò)后傳輸?shù)阶詣?dòng)掘削系統(tǒng)中區(qū)，在進(jìn)行一定的分析和處理，得到的綜合信息會(huì)被反饋到各傳感器和響應(yīng)器上，從而使各部分響應(yīng)中央系統(tǒng)的控制指令，最終達(dá)成對(duì)各油缸的控制和檢測(cè)。

二、建筑機(jī)械自動(dòng)化核心技術(shù)的應(yīng)用

建筑施工容易收到外界的影響，比如天氣、施工所處地形等因素，在各種因素總，要保證施工的質(zhì)量和效率問(wèn)題，都需要借助機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的幫助，因?yàn)橐哟髮?duì)這些技術(shù)的研究。

（一）機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)

機(jī)械位置識(shí)別技術(shù)與普通定位技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于位置識(shí)別識(shí)別技術(shù)不需要通過(guò)第三方機(jī)械進(jìn)行信息共享，而是由設(shè)備自身，通過(guò)傳感器來(lái)確定所處位置。通過(guò)在機(jī)械內(nèi)部安裝速度傳感器和回轉(zhuǎn)式傳感器感應(yīng)周邊地段特征，配合行駛過(guò)程中收集的路徑信息，通過(guò)中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和位移確定。再加上發(fā)射電磁波和超聲波，波線接觸施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)訂的一些位置基點(diǎn)后會(huì)反彈帶回回饋信息，綜合確定機(jī)械所處的位置。

（二）作業(yè)對(duì)象識(shí)別與評(píng)價(jià)技術(shù)

作業(yè)對(duì)象自動(dòng)識(shí)別和評(píng)價(jià)成就了機(jī)械自動(dòng)化。安裝了相關(guān)設(shè)備的機(jī)械可以在作業(yè)過(guò)程中自行判斷對(duì)象是否正確、程度高低，進(jìn)而控制運(yùn)作狀態(tài)。如液壓挖掘機(jī)鏟斗上安裝超聲波傳感器，利用超聲波反彈的速率，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析出作業(yè)對(duì)象的特性，從而判斷對(duì)象身份，為接下來(lái)的作業(yè)收集信息。

（二）位置誘導(dǎo)機(jī)能

位置誘導(dǎo)機(jī)能是在位置識(shí)別技術(shù)的基本上達(dá)成的。根據(jù)位置識(shí)別技術(shù)提供的位置坐標(biāo)，在進(jìn)行施工時(shí)讓機(jī)械設(shè)備自動(dòng)按照已經(jīng)設(shè)定好的路線進(jìn)行移動(dòng)和作業(yè)。在這個(gè)過(guò)程中，需要不斷校正移動(dòng)路徑，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的移動(dòng)出現(xiàn)錯(cuò)誤或偏差，可以由機(jī)械上安裝的自動(dòng)復(fù)位裝置，控制機(jī)械自行修改路徑。這樣的設(shè)置從機(jī)械自身和監(jiān)管人員兩方面共同作用保障機(jī)械能夠準(zhǔn)確的移動(dòng)到目標(biāo)位置。同時(shí)，配合一些其它輔助技術(shù)的幫助，控制人員還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械移動(dòng)速度和方向的自動(dòng)校正。

（四）安全保障機(jī)能

建筑施工一般會(huì)動(dòng)用大量的各種類(lèi)型的施工設(shè)備和機(jī)械，建筑場(chǎng)地的大量的建筑材料的堆放和作業(yè)器具的放置，這些障礙物給建筑設(shè)備的施工和運(yùn)行帶來(lái)了較大的施工困難。因此，為了確保運(yùn)行中多臺(tái)施工機(jī)械設(shè)備的同時(shí)運(yùn)作和工作，并保證每個(gè)機(jī)械施工工具有效的工作，必須設(shè)置一套識(shí)別、停止、和報(bào)警做的、保證安全域的誘導(dǎo)控制系統(tǒng)機(jī)能。

三、建筑機(jī)械自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

（一）重視國(guó)外先進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)和利用

國(guó)外建筑機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)水平明顯高于我國(guó)，我國(guó)在研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)該重視引入國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，并根據(jù)需要進(jìn)行創(chuàng)新與改革。在新的時(shí)期，特別是隨著經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)行，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)更激烈，這便要求我國(guó)必須重視加強(qiáng)研發(fā)的力度，并根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)?chuàng)新。

（二）施工規(guī)模巨型化的建筑設(shè)備自動(dòng)化

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑物也呈現(xiàn)出高和大的特點(diǎn)，這也給施工帶來(lái)一定的困難，施工規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。想要提高施工的自動(dòng)化水平和施工速度，需要建筑機(jī)械綜合集成自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。此外，還應(yīng)該采取措施提高機(jī)械的通用性和生產(chǎn)率，隨著規(guī)格不斷增加，生產(chǎn)率也會(huì)有明顯提高，作業(yè)時(shí)間也會(huì)縮短。比如微型挖掘機(jī)，其能夠滿足用戶(hù)多方面的需求，在狹窄的位置中，生產(chǎn)率有一定的提高。

（三）建筑機(jī)械自動(dòng)化過(guò)程中必須重視安全和綠色

隨著城市化建設(shè)的進(jìn)行，建筑行業(yè)有了較快的進(jìn)步，但是建筑機(jī)械設(shè)備比較落后，和物質(zhì)文明發(fā)展不適應(yīng)。建筑工程建設(shè)過(guò)程中，破壞了城市原有景觀，甚至出現(xiàn)了一些不必要的建筑安全事故，導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡的出現(xiàn)。這便要求在建筑機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中，必須重視安全，切實(shí)做到以人為本，重視操作者的安全和利益。

四、結(jié)語(yǔ)

建筑機(jī)械自動(dòng)化符合當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，并且機(jī)械自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)可以提高建筑施工的效率及質(zhì)量，降低工人的勞動(dòng)程度，推動(dòng)建筑業(yè)的茁壯發(fā)展。現(xiàn)在各國(guó)都很注重建筑自動(dòng)化的進(jìn)程，我相信在未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的大力應(yīng)用下，必定將推動(dòng)建筑機(jī)械朝著更加智能、更加高效、自動(dòng)化程度更高方向發(fā)展。

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