理新年致辭“它山之石”——拓普康智能化施工發(fā)展神鋼建

專(zhuān)訪拓普康日本智能施工業(yè)務(wù)總經(jīng)理——江藤先生

將來(lái)，當(dāng)有人回顧起土木工程發(fā)展歷史時(shí)，一定注意到一些重要時(shí)刻。拓普康機(jī)械控制系統(tǒng)解決方案如何在日本市場(chǎng)上推廣的？它們最初是以什么樣的方式進(jìn)入建筑工地的？為此，我們專(zhuān)訪了拓普康代表董事兼高級(jí)常務(wù)執(zhí)行官江藤先生，他自20世紀(jì)90年代以來(lái)一直從事機(jī)械控制系統(tǒng)的銷(xiāo)售工作。ICT智能化施工在日本的開(kāi)端是一場(chǎng)充滿先驅(qū)者獨(dú)有的苦痛和歡樂(lè)的序章。

1 變革的景象

一臺(tái)真正強(qiáng)大的推土機(jī)發(fā)出陣陣咆哮聲，而機(jī)器前形狀像竹片的鏟刀，將土壤夷為平地——即使是那些從未從事過(guò)土木工程工作的人士也可能看到過(guò)這一幕。令人驚訝的是，鏟刀自動(dòng)上下移動(dòng)，在1~3厘米的精度范圍內(nèi)將地面推平。

傳統(tǒng)的施工方式：首先需要具有專(zhuān)業(yè)背景的測(cè)量工程師測(cè)定施工標(biāo)準(zhǔn)，然后建筑工人則根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)定在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行打樁和標(biāo)記，最后則由機(jī)械操作手根據(jù)樁點(diǎn)標(biāo)定信息，以手動(dòng)的方式控制鏟刀上下升降并平整地面，如此往復(fù)。

此外，在實(shí)際施工作業(yè)中，土地平整還有具體施工工藝的要求。比如，在道路施工時(shí)，通常需要保持道路中心或單側(cè)略高，以防止路面形成積水。

2  2D系統(tǒng)之后會(huì)是什么？

始于1994年，拓普康收購(gòu)了一家專(zhuān)注于建筑機(jī)械自動(dòng)化控制的美國(guó)公司（AGT，Advanced Grade Technology）。史蒂夫·平野（Steve Hirano）和現(xiàn)任TPS總裁雷·奧康納（Ray O'Connor）均表示：“未來(lái)，土木工程和建筑機(jī)械將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。”當(dāng)然，這在當(dāng)時(shí)是很難想像的---這樣的場(chǎng)景看起來(lái)就像是科幻片。

拓普康東京總高管赴美參觀團(tuán)

最初東京總質(zhì)疑道：“這真的會(huì)發(fā)生嗎？”然后，平野先生邀請(qǐng)拓普康東京總的高管到美國(guó)，他們參觀考察后說(shuō)道：“無(wú)論如何，這真的太神奇了！” 江藤先生笑著回顧那些日子?？疾旖Y(jié)束后，拓普康總的高管們都承諾支持這個(gè)項(xiàng)目。江藤先生清楚地記得他們當(dāng)時(shí)說(shuō)：“如果這項(xiàng)技術(shù)傳播到世界各地，將會(huì)徹底顛覆人們對(duì)建筑施工工作的認(rèn)知。”

3激光系統(tǒng)業(yè)務(wù) 

土方施工之前，通常是每 30 米的間隔設(shè)立一個(gè)標(biāo)樁，地面平整是否接近標(biāo)樁設(shè)定高度，這完全取決于操作手的直覺(jué)，即標(biāo)樁之間是否與設(shè)計(jì)相符或已經(jīng)整平。

從另一方面來(lái)說(shuō)，如果您使用無(wú)標(biāo)樁的方式作業(yè)（早期機(jī)械引導(dǎo)系統(tǒng)），則操作手可以基于系統(tǒng)提供的標(biāo)高信息，直接準(zhǔn)確地將傳統(tǒng)標(biāo)樁間的區(qū)域進(jìn)行平整。從那時(shí)起，配套使用旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射器的推土機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)演變?yōu)榛诩す鉁y(cè)定鏟刀上下位置并集成了橫坡傳感器，即推土機(jī)引導(dǎo)系統(tǒng)。

隨后，該系統(tǒng)又演變?yōu)橐粋€(gè)全自動(dòng)化控制的推土機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)控制推土機(jī)的液壓系統(tǒng)鏟刀可根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高自動(dòng)升降移動(dòng)。

在美國(guó)，拓普康激光系統(tǒng)公司（TPS前身）從1994年正式開(kāi)始推廣這種機(jī)械控制系統(tǒng)解決方案，并于1998年在全球推出了基于三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的3D機(jī)械控制系統(tǒng)解決方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。

1999年，拓普康激光系統(tǒng)日本公司，江藤先生專(zhuān)職負(fù)責(zé)這項(xiàng)新業(yè)務(wù)，并擁有6名銷(xiāo)售人員，專(zhuān)門(mén)從事激光測(cè)量設(shè)備和機(jī)械控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)推廣和銷(xiāo)售工作。

拓普康激光系統(tǒng)日本創(chuàng)始成員

4激動(dòng)人心的現(xiàn)場(chǎng)演示

2000年，拓普康正式收購(gòu)了一家擁有精密GNSS定位技術(shù)的美國(guó)公司（JPS），并同期發(fā)布了基于衛(wèi)星定位的3D機(jī)械控制系統(tǒng)。

日本第一個(gè)嘗試使用拓普康機(jī)械控制系統(tǒng)的一個(gè)總承包商承建了位于北海道山區(qū)的一個(gè)巨型蓄水池，這里冬季積雪深達(dá)5至6米。蓄水池需要做很多精準(zhǔn)的斜坡，以防積雪在未經(jīng)許可的情況下滑入蓄水池。

這個(gè)項(xiàng)目的曲面施工面積約占整個(gè)表面的70%。更重要的是，如果沒(méi)有3D機(jī)械控制系統(tǒng)解決方案，北海道的這個(gè)建筑工地實(shí)施起來(lái)會(huì)非常困難。但在建筑施工領(lǐng)域，任何失敗和誤工都是不被允許的，所以在項(xiàng)目正式采用機(jī)械控制系統(tǒng)之前，需要首先安排現(xiàn)場(chǎng)演示以展示拓普康機(jī)械控制系統(tǒng)方案的可行性和適用性。

具有決定性意義的演示于2001年在群馬縣的一個(gè)采石場(chǎng)進(jìn)行了復(fù)制北海道實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的試建。江藤先生說(shuō)道：“實(shí)際上，總承包商進(jìn)行這項(xiàng)測(cè)試花費(fèi)了幾億日元，這是一次大考。同時(shí)，對(duì)我們來(lái)說(shuō)這也是一次鄭重的展示。”大考當(dāng)天，所有參與者都緊張地觀看拓普康3D機(jī)械控制解決方案的能力展示。

如果本次實(shí)驗(yàn)成功，他們將是第一批使用重型機(jī)械自動(dòng)化建造的承包商。機(jī)械設(shè)備可以自動(dòng)化地根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，比人工操控更精準(zhǔn)、效率也更高。

采石場(chǎng)有各種斜坡，但其中一些像懸崖一樣陡峭，重型機(jī)器用履帶從斜坡緩步行進(jìn)?，F(xiàn)場(chǎng)所有人員的眼睛都緊盯著推土機(jī)，只見(jiàn)推土機(jī)的鏟刀毫不遲鈍地自動(dòng)上下移動(dòng)，最終推土機(jī)自動(dòng)在采石場(chǎng)中根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙推制出各種斜坡。

本次的最終測(cè)試驗(yàn)證表明，拓普康的機(jī)械控制系統(tǒng)方案是可行的。江藤先生說(shuō)：“這開(kāi)啟了自動(dòng)化施工的道路！”所有參與建筑工作的人都很高興自己有能力處理困難的建筑工作。

5 攜手踏上智能施工之旅

隨著本項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)和施工的順利完成，日本的機(jī)械控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)規(guī)模也逐漸擴(kuò)大。此外，江藤先生還相繼會(huì)見(jiàn)了更多關(guān)鍵人物。體驗(yàn)過(guò)拓普康機(jī)械控制力量的總承包商和主要電力公司還引薦了他們的客戶。拓普康的機(jī)械控制系統(tǒng)不僅在北海道的中被采用，而且在九州地區(qū)的發(fā)電大壩中也被采用。

曾經(jīng)將我拒之門(mén)外的人對(duì)我說(shuō)：‘沒(méi)有這項(xiàng)技術(shù)，我們真的做不到，謝謝你！’當(dāng)開(kāi)展新業(yè)務(wù)時(shí)，你會(huì)不斷面臨的反饋，甚至改變你以前的價(jià)值感。但隨著我們一遍又一遍地這樣做，日本的建筑商已經(jīng)開(kāi)始在全國(guó)各地的機(jī)場(chǎng)和其他困難的建筑工地使用拓普康的機(jī)械控制系統(tǒng)。”

國(guó)土交通（日本）已經(jīng)開(kāi)始大力推廣利用ICT的，并將其命名為i-Constrution即智能化施工。這可能也是因?yàn)榭吹搅送仄湛档闹悄苁┕そ鉀Q方案有更好的應(yīng)用潛力和前景。

建筑設(shè)備的自動(dòng)化仍在世界各地不斷普及，特別是在一些小型的建筑工地上。希望更多公司能夠意識(shí)到這一價(jià)值并采用它。

最后，江藤先生從更廣的角度談到了未來(lái)：“讓我們從現(xiàn)在開(kāi)始一起體驗(yàn)一次次有趣的智能施工之旅！客觀來(lái)說(shuō)，土木工程工作在日本是必不可少的，這里有61%的山區(qū)。這是一個(gè)亟需先進(jìn)土木工程技術(shù)的，而在像、歐洲這樣平原無(wú)盡的是難以想象的。全球仍然需要更多的土木工程，但也仍存在很多挑戰(zhàn)，我們需要讓系統(tǒng)變得更易于使用和更強(qiáng)大！”

把握先機(jī)，洞見(jiàn)未來(lái)！

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