非常先進的青海羊曲水電站建造方案

澳門粵港澳大灣區人工智能學會副理事長  陳永健

大家應記得在3、4個月前,筆者在此欄曾介紹3D打印技術的各種應用,當時曾提及3D打印在建築上的應用有很大的前景。

殊不知上星期一則新聞,在相關科技應用範疇,我國迎來了新的突破,那就是在青海的黃河羊曲水電站的建造工程。大家若有興趣可以把那篇新聞找出來翻看,一般情況下,都會覺得最了不起是利用3D打印技術把150米高的羊曲大壩建造起來,作為全球首個3D打印的最大型建築體而稱道。在筆者的好奇心驅使之下,找來了支撐著整個方案背後的一篇論文,清華大學水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室劉天雲博士的研究項目「大型填築工程3D打印技術與應用」。翻閱後,才發覺新聞的報導引起了大家的誤解,當然包括當初的筆者本人。實際上,羊曲水電站的施工技術遠比3D打印技術先進得多!

為能使大家明白,就簡單的介紹一下這項工程當中的亮點。首先,所謂3D打印技術,要澄清並非是在工地上利用3D打印機把大壩建造起來;而是非常巧妙的利用類似3D打印的概念,即是把大壩一層一層精準的建造出來。這種把技術轉變為概念,再引伸出創新的思維及方法學,是非常高階的學術研究表現,值得大家學習。其次,整個建造不單是一層一層來建造,更是利用人工智能、機器人、自動駕駛、精準的衛星定位等新一代技術,把建造過程由規劃到施工、質量檢測,都是全自動以無人流水作業方式進行。整個工程,只有當中的填料開採是需要人工參與;其他的流程部份都是全自動、智能化、無人作業。這是非常大的突破,要知道在建造過程中,傳統上由於以人手施工,因為需要對設計圖則有很好的閱讀能力,人為的理解差異會影響到施工的準繩,也因為人手的操作而令質量參差,更有機會發生意外出現傷亡事故。例如在碾壓工序,傳統上依靠駕駛員操作碾壓機,碾壓路線及碾壓次數由駕駛員操作,很易令到施工精度不高、質量無法保證、施工效率較低的問題。而且在國家致力於減少碳排放,保護環境的大方向上,無人建造由於精準計算和執行,可節省建材,有助減少碳排放和減低成本;也由於精準且無人的作業,對工地周邊環境的影響也因此而減到最少。

這項利用人工智能在背後進行決策、規劃、管理、運作的先進建造模式,對於建造業來說,將會是一大突破。尤其是對於大型、需要較高施工精度和質量、施工場地危險惡劣的工程項目來說,有巨大的市場需求。

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