人工智能在木结构行业的应用前景展望文献综述

 2022-01-02 10:01

全文总字数:6488字

人工智能在木结构行业的应用前景展望

人工智能技术(artificial intelligence)是研究开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术。随着人工智能技术的不断发展,其应用领域越来越广,被广泛应用于交通,服装,汽车等生产制造行业,且十分成熟。可操控性强、加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、实际应用价值高等优点被各行业广泛认可。

在木结构建筑行业领域,预置装配化及生产加工构件过程能否也可以通过人工智能技术来实现呢?做到“像造汽车一样造房子?”

在借鉴国外木结构建筑先进的设计方法以及科学的制造手段基础上,我国木结构建筑技术直接起点于较高水平发展,特别是高档木结构技术装备数控技术应用对产业发展有着更大的促进作用,它使得“构件生产工厂化、施工搭建积木化、设计配套产业化、楼宇功能智能化”变得更加容易。实现先进的制造离不开数控技术,它是集光、机、电、液、计算机一体化的知识密集型技术,是自动化、柔性化、集成化生产的基础,是提高产品质量、生产效率的技术手段。

木结构产业应用数控加工技术是实现构造件系列化、通用化、标准化技术装备的保障,也是提高加工制造质量、生产效率、工艺可能性保障。在发达国家中,数控机床已经普遍使用,特别是德国、意大利、英国、美国、日本等国家很多木工机械生产商,生产的木质构件加工中心、自动化生产线、数控加工组合机床,市场占有率远远大于普通机床。而我国数控技术的应用同发达国家相比差距很大,目前我国机床的数控化率仅为2%而日本高达30%,美国则超过了40%。我国“十一五”规划中将制造企业数控化制定为一项科技战略发展目标,数控及其应用技术作为重大专项,国家拿出数百亿元支持数控机床发展,期末我国机械加工设备数控化率约在15%~20%之间,数控机床增加约60万台,带动数控专业技术人员就业60万~80万 人。资料显示同期木工机械的数控化率不足5%,远低于传统制造业。

然而作为传统制造行业,数控加工技术只是生产阶段中的一个小的技术,更为关键的是如何在木结构的全生产周期形成一个智能加工体系。设计标准化、生产工厂化、施工机械化、装饰一体化和管理信息化。目前木结构行业在管理信息化这一块上几乎为零。

管理信息化系统分为1. PCS(基本数控技术设备和机械臂)2.PLM/ERP/MES业务系统集成。在其他行业如电子、交通、汽车、服装等产业,人工智能在生产链的运用已经非常成熟,如电商企业青岛海信公司,通过人工智能的应用,已建立起了覆盖全产业链的信息系统,推进了工厂的智能化升级。海信电器成功实施了机器人集成及应用、智能物流配送系统、视觉分选系统、自动化出入库及WMS自动分配储位系统等智能化装备。木结构企业在这些方面至今仍难以企及,主要原因一是整个木结构产业仍然处于市场占比不大,二是因为成本太高,拥有配套整套智能化体系的公司非常少。诸如这两点就导致如今木结构在加工生产环节效率低下,智能化程度缺乏。

要想将人工智能渗透进木结构产业,应在四个阶段加以重视:设计、生产、物流、施工。设计方面智能化主要是把设计好的尺寸,图纸注入信息库,建立大数据智能库,再将导入好的数据库的每个信息输入到生产阶段的设备,这一环节至关重要,它要求足够成熟的MES和ERP系统,分别实现研发流程及数据标准化管理、供方管理透明化(建立供方认定、评价、淘汰的系统操作流程)、原材料库龄管理(对于超出库龄且复检不合格的物料进行封库管理)、防呆机制等全方位的质量管控系统。

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