從修築到維護，智能製造全面刷新水壩工程建設

傳統建築項目施工正因智能製造技術而發生重大變化，水壩便是其中代表。智能製造技術不僅會使製造業實現生產自動化，還將把與之息息相關的監管、修護等工作漸次帶入「無人之境」，而水壩工程建設的種種新變只是未來已來的一個註腳。

智能製造技術對建築業的影響有目共睹，無論是一夜之間拔地而起的3D列印房屋，還是人工智慧與物聯網覆蓋下的智慧樓宇，都彰顯了新興科技給人類居住環境增添的未來感。在我們日常所見的普通住房以外，一些其他類型的傳統建築項目施工也正因智能製造技術而發生重大變化，水壩便是其中代表。

與用來居住的地上建築不同，水壩要面對動態且複雜的水下環境的考驗，且往往需承擔發電等任務，因此其模型設計與測試環節的重要性較之地上建築有過之而無不及。怎樣在降低模型製作成本的同時優化測試效果成為眾多業者關注的問題。

已在製造業的模型生產中收穫大量成功案例的3D列印技術無疑是個理想選項。近日，美國伊頓電氣公司就大規模應用3D列印來製造水電渦輪機和發電機的概念模型。3D列印的測試組件不僅具有成本優勢，還能與普通金屬模型形成對照，精準比較二者在節能、提效方面的高下。

水壩工程並不是一勞永逸的，壩體一旦建成，檢修工作也就隨即開始了。畢竟，水壩的質量和運作狀況將直接影響周邊居民的日常生活乃至生命財產安全。因此，檢測與維護將伴隨水壩的一生，少則數十年，多則上百年。

針對水壩最容易出現的裂縫、淤積等問題，傳統的檢測手段主要是雷達探測或人工潛水檢測。然而，雷達對淤積等問題的感應不甚精準，而人工潛水又太耗時耗力，且安全性不高。近年來發展迅速的物聯網技術為這項工作帶來新的解決方案。

通過在壩體不同位置布設相應類型的感測器，並與監測工作站的物聯網平台相連，人們端居後方即可實時而全面地掌握壩體狀況。較之下水探測，這樣不僅省了搏擊浪濤之苦，還降低了因抽檢而遺漏問題的可能。

然而，感測器的靜態架構仍存局限，對於一些突髮狀況，人們需要機動式的應急處理。這時就該機器人和無人機登場了。水能豐富的日本目前就在構建以物聯網技術為核心，以無人機、水下巡檢機器人等為輔助的智能系統，大力推進水壩檢測與維護的自動化。

2015年，松下集團推出了一款水下自動檢測機器人，它配備有探照燈、攝影機、震波感測器等多種裝置，可根據壩體的光學及震波影像生成3D數據，並利用人工智慧(AI)對比分析這些影像，進而判斷是否該展開修護。2016年，在大分川水壩的施工過程中，日本鹿島建設公司以無人機對現場進行激光測量，一方面用於未建成部分的設計規劃，另一方面又對完工部分加以監測管理。

此外，虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、大數據等新興技術在水壩工程建設的模型設計、運行控制、周邊環境監測等環節也發揮著日趨重要的作用。

可以預見，智能製造技術不僅會使製造業實現生產自動化，還將把與之息息相關的監管、修護等工作漸次帶入「無人之境」，而水壩工程建設的種種新變只是未來已來的一個註腳。

文章來源：中國智能製造網

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