創新工程機械催生智能工地

三一全系路機設備，包括了攤鋪機、壓路機、平地機、銑刨機和瀝青攪拌設備。

隨著5G、人工智能、大數據和物聯網等技術的不斷創新突破，數字化轉型逐漸成為推動創新發展的重要驅動力。公路施工項目周期長、任務重、管理要素復雜，對信息數據及時性、準確性、全面性等方面的要求也逐漸提高，傳統的工程管理已經難以滿足當前的需要。尤其是在疫情全球化趨勢和能源供應日益緊張的形勢下，對我國工程機械制造行業來說，數字化轉型顯得更為緊迫。

智能工地作為數字化技術在工程領域的具體呈現，是將“互聯網+”的理念和技術引入建設工地，圍繞施工全流程管理，建立協同互聯、智能生產、科學管理的施工數據系統，實現工程施工可視化智能管理，以提高工程管理信息化水平和完善管理模式。而工程機械作為智能工地不可分割的一部分，正在發揮至關重要的作用。

轉型發展正當其時

雖然國內關于路面工程智能施工的研究、應用尚處于初期階段，但是各大機械制造龍頭企業及供應商正不斷加大相關研發投入與產出，市場各方對智能施工未來發展充滿期待。通過供需兩端雙向發力，智能化路面施工領域的研究蓬勃發展。總體來說，推動國內路面施工數字化轉型的原因主要有兩大方面。

建筑工人變少、變老

當今社會，老齡化是全世界面臨的結構性風險之一，在我國，建設工人的平均年齡已經超過40歲，伴隨著人員逐漸向知識密集型行業流動，體量小、產值低但人員需求量大的路面施工行業，工人資源存在巨大的缺口。在未來一段時間內，招工難的問題將會越來越明顯，這也導致了各路面施工企業對智能化、無人化施工作業的需求越來越強烈。

隨著信息技術和人工智能技術的發展，標準化的無人化機械施工已成為我國路面機械企業轉型升級的重要應用場景之一。通過對遠程監控、無人作業技術的研發與應用，可大大減少工地作業人員數量，在緩解老齡化社會招工難問題的同時，還可以極大降低由于人工操作失誤造成的質量問題。

換道超車尋求突破

近年來，隨著國家環保、節能減排等政策實施力度的不斷加強，我國工程機械制造行業正向著能更好地滿足環保要求的節能、資源再生利用新材料、新工藝、新技術方向不斷發展。伴隨著層出不窮的新工藝、新技術，人工智能、“互聯網+制造”成為國內主流傳統制造企業努力轉型的方向，進而驅動著公路工程機械行業向著信息化、智能化、操控無人化等方向飛速發展。

以代表著我國工程機械制造頂尖水平的三一、徐工等一批國內工程機械制造企業為例，他們通過不斷努力，打破了發達國家的技術壟斷，引領著我國工程機械制造行業不斷向前發展。

與此同時，國內工程機械制造“大而不強”的窘境也深深困擾著行業發展，技術水平明顯低于美、德、日等老牌工業強國。因而如果在信息化、新材料、移動技術上加大研發力度，無人化、數字化機械施工則可能成為最合適的新賽道。在新一代產業革命中，我國公路工程機械行業有望在重新洗牌中勝出，迅速縮短與國際水平的差距，直至實現超車。

無人化、數字化的變化

《中國制造2025》明確了“中國制造”要向“中國智造”轉型，各種智能系統的問世猶如給工程機械裝上了“智能大腦”，對提升我國公路現代化建設水平具有重大意義，將為公路工程機械制造行業帶來新的變革。

同時，將智能技術引入公路建設行業，應用于智能工地順應了時代趨勢，更有利于推進工程機械設備轉型升級，強化科技支撐，提高工程機械設備的科技附加值，發展前景廣闊。

近兩年，國內路面工程的無人化、數字化施工正逐步落地，發展迅猛。

國內多家工程機械設備制造商成功開發了成套無人駕駛施工機械集群并建立了數字化施工體系。在無人駕駛攤鋪機施工作業中，施工集群借助瀝青攤鋪測厚雷達系統、360度環視全景監控系統、數字化施工系統、雷達防撞輔助系統、新型振動式灑油技術、攤鋪機無線遙控技術等，將操作手從高溫、蒸汽、瀝青味重的惡劣工作環境中解放出來，運用智能導航，實現全流程數據協同。無人駕駛施工機械既能適應精簡的單車操縱模式，也能夠實現多車協同作業，還能晝夜不間斷施工，將施工效率提高了30%以上。無人駕駛施工機械還可將移動精度控制在5厘米以內，攤鋪厚度控制精度達到毫米級，極大地提高了對施工過程控制的精度和質量。

同時，通過云平臺與成套無人化設備相配合，可以提高施工場景中的效率質量和成本控制，實現無人加工、無人運輸、無人攤壓施工、無人驗收的全流程數字化管理。在實現“機械化換人、自動化減人”，減少人員投入的同時，有效降低施工安全風險和人為誤差。在盾構機的管片拼裝中，從人工拼裝，逐步向自動化拼裝過渡，讓設備“自助”完成管片拼裝、姿態調整，從而實現一鍵自動化，達到安全性更高、精度更高、更可控的效果，有效解決人員操作可能帶來的一系列問題。對于施工過程中的質量控制、成本節約和降低返工率都有一定意義。

相比于無人化，數字化涉及的領域更為寬泛，從工程機械的設計制造到智能工地的機械管理，數字化貫穿全程。

數字化可以聚焦于工程機械的關鍵零部件研發，通過物聯網、大數據，深度融合傳感、互聯等技術，聯接設備、制造商與用戶，構建端對端的數字化服務體系，根據終端采集的數據，以更智能的方式提供服務，保證機械和工程項目的運行效率。數字化機械設備利用云平臺與中央處理器，及時有效掌握現場施工動態，如混凝土的拌和時間是否夠長，原材料用量和配合比是否在允許的誤差范圍值之內，從而提高采取對策的時效性，并可根據多維度的傳感數據，遠程解決現場物料的運轉、調度、控制等一系列問題，實現實時監測和預警，達到“一人在線，十地動工”的效果。

徐工無人駕駛施工機群

機械制造的數字化在BIM的基礎上延伸至數字孿生，數字孿生具備了更廣闊領域的信息處理能力，在數字空間內，由高度精確的數字模型來描述和模擬工程機械，運用數字孿生可以實現工程機械全生命周期的數字管理與數字模擬，結合物聯網將現實世界中采集的真實信息反映到數字模型，使之隨現實進行更新，在數字空間內，使用模型和信息進行預測性的仿真分析和可視化，更好地監控機械狀態。

在更大的智能工地場景下，數字化要求建立工程施工大數據庫。結合項目施工情況，以物聯網云平臺為核心，整合各類工況下的數據收集、存儲、分析，根據施工質檢反饋結果，分析并建立區域性的機械參數、施工參數、實驗配比等關鍵數據庫，在同類施工時可直接參照經驗數據作為初始參數，使整個流程更加規范、高效，減少常規施工中反復試驗所需的時間和材料投入。

智能工地初體驗

目前，國內公路建設中尚無真正意義上的智能工地，但是智能機械的廣泛應用，將持續探索、完善智能工地建設。值得注意的是，越來越多的無人化、數字化成套設備正馳騁在公路施工現場。

S21阿勒泰至烏魯木齊高速公路項目是新疆“十三五”規劃“6橫、6縱、7樞紐、8通道”骨架路網中的重要組成部分，是烏魯木齊與北疆溝通聯系的重要通道。項目引入成套智能化設備，參與施工的徐工RP1253T和RP903S攤鋪機、XD133S雙鋼輪壓路機、XP303S膠輪壓路機等無人駕駛碾壓集群智能化設備借助高精度北斗定位、障礙物識別等創新技術，克服了極端天氣和特殊地形對施工的制約，攤鋪的平整度、密實度等均符合施工標準，該項目也成為全球首例無人集群沙漠高速施工項目。

在滬寧高速無錫段，由2臺智能超寬攤鋪機、9臺雙鋼輪壓路機組成的徐工無人駕駛施工集群1天可完成1.6公里的面層施工，不僅效率遠超傳統作業方式，在路面平整度方面也創下紀錄。通過視覺傳感器和距離實時采集傳感器，無人集群將貼邊精度從“2厘米～5厘米”精確到“小于2厘米”，施工路面平整度均方差達到0.45，遠高于國家對高等公路路面平整度均方差指標1.2的要求，路面的極致平整逐步成為現實。

徐工道路智慧施工平臺

數字化的公路工程機械在重要工程中一展身手，進一步提升了施工的效率和質量。

在江蘇溧陽至高淳高速LYG-NJ21標段面層的施工中，三一C8系列成套攤鋪壓實設備投入建設，這是三一專為高等級路面大寬度、大厚度攤鋪壓實作業研制開發的產品。2臺12米大寬度C8攤鋪機SAP120C-8、2臺30噸SPR300C-8輪胎壓路機、5臺13噸STR130C-8雙鋼輪壓路機同時作業。這套設備應用高精度北斗定位、智能傳感器的智能壓實輔助系統，施工中，通過大屏幕就能清晰地看到設備的運行軌跡、下料數據、生產下單等多維度數據。系統還可以完整記錄每一次碾壓過程，降低施工測量難度，提升施工數據采集效率。對行車速度與壓實溫度可進行實時語音提示，避免車速太快、溫度太低影響施工效果，彌補了傳統攤鋪壓實作業的缺點。這是三一成套智能壓實輔助系統在高速公路上首次應用，該項目作為全國第一條全部由國產成套路機設備施工的高速公路，取得了行業“國產替代”的又一標志性成果。

在北京東六環（京哈高速-潞苑北大街）改造工程中，“運河號”盾構機采用中交天和自主研制的長距離掘進不換刀技術，盾構刀具檢測首次應用光纖磨損檢測技術，可實時檢測刀具磨損量，與傳統技術相比更加安全、精準、高效。機身中部設有智能化管理系統，共有7個顯示屏及幾十個按鈕可進行液體輸送、挖掘、泵運行、刀具檢測、泥水設定等20余種設置，可容納3至4人同時操作，確保盾構機按設置程序掘進，實現對盾構機掘進的精準控制。不僅如此，“運河號”可借助自動化監測技術，將沉降精度控制在0.1毫米；采用分層逆洗技術，破解了地層突變滯排受困的難題。

無人化、數字化的智能機械已經面向智能工地建設踏出了堅實的步伐，相信碳環保、節能高效、不間斷施工、3D預制的智能工地也將指日可待。