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日本建筑业深入演绎贫穷思变无人化工程施工

栏目:围挡资讯      作者:未知      时间:2020-12-01 17:00:50      点击次数:

[导读]:随着技术的不断发展,超远程控制的未来将得到普及。同时,随着数据的积累和半自动化功能的出现,随着时间的推移,远程控制机械逐渐实现全自动化。 01背景。 日本从1970年开始进

  随着技术的不断发展,超远程控制的未来将得到普及。同时,随着数据的积累和半自动化功能的出现,随着时间的推移,远程控制机械逐渐实现全自动化。

  01背景。

  日本从1970年开始进入老龄化,近10年人口持续负增长,少子化和老龄化给日本带来了深刻的烦恼,劳动力不足越来越激烈。

  同时,日本是自然灾害频发的国家,每年地震次数达到千次以上,海啸、台风、火山等灾害也经常发生。能承担专业危险救济的年轻人也在减少。

  为了应对劳动力危机,日本提倡大力发展AI(人工智能)技术,用机器人作业代替一部分人工作业。

  建筑业由于其自身的安全问题和作业环境,首先积极参与研究开发,产生了无人施工。

  02历史。

  其实50年前,日本开始研究无人化工程。

  1969年富山县常愿寺川灾害中,有线远程操作水下推土机成为最古老的远程施工案例。

  富山大桥因灾害桥墩坍塌下沉,紧急恢复过程中使用水下推土机。在水中通过气管排气,操作由无线电遥控器操作。

  1983年,北陆地区立山防砂工程事务所首次引进遥控挖掘机,在坍塌的危险区域进行挖掘工作。这是第一次通过无线电遥控建筑机械的方法,但工作效率仍然存在问题。

  1991年云仙普贤岳复兴工程是无人化工程的转折点。云仙普贤岳从1990年11月开始,火山喷发持续了大约5年。为了迅速复兴,日本政府在云仙推进了无人化工程。

  下图是当时的移动操作室,操作人员在室内操作现场挖掘机。日本当时能够远程操作的波段有限,能够实现远程操作的只有特定的小功率无线机,而且远程操作的距离在150m左右。

  因此,为了应对随时可能到来的泥石流等,各操作室被放在拖车上避难。事实上,当云仙开始无人化施工时,每天都会有避难警报器响起。

  03机器人驾驶技术审查。

  云仙之后,无人化工程和信息化工程的概念在日本开始普及。政府和企业都在积极尝试各种技术,希望提高应急能力,高效抢救灾害,同时真正解决缺乏劳动力的问题,提高生产效率。

  一些公司开发了杠杆直动机器人,设置在挖掘机驾驶室的座位上,操作员通过控制机器人的动作实现了远程驾驶挖掘机。

  关于机器人驾驶,日本国土交通省和经济产业省在研究工地需求和储备技术后,于2013年7月16日共同成立了新一代社会基础设施机器人开发和引进研究组。2016年招募研究开发企业进行现场施工验证,在适用性、安全性、可靠性、可操作性等方面,对各技术进行客观审查,典型代表如下

  1)日本Kowatech无线远程控制机器人。

  该机器人易于搬运,适用性广,可实施挖掘、抓取、切割、旋转等操作。但在可操作性和可靠性方面存在问题。

  2)藤田股份的RoboQ二代。

  该机器人(RoboQ)可安装在通用液压挖掘机上,安全性和可靠性优异,但挖掘能力为人工驾驶的80%,未安装图像传输系统,缺乏可操作性。

  3)富士建和Asratec共同开发的娃娃机器人DOKAROBO。

  该机器人主体轻巧,可由人搬运安装,顶部安装立体摄像头,将3D图像传输给操作人员。使用无线局域网的工作距离约为200m,但通过添加直播站可以延长。

  验证过程中机器人暂时失控、视频传输中断等现象,可靠性和安全性需要改进。

  综上所述,日本目前的机器人驾驶技术需要改善可操作性和可靠性,不能满足施工和危险救济的需要。

  在此基础上,开拓者作为远程在线施工的世界领导者,接受来自日本的合作邀请,是因为他们的低延迟系统、无限远程控制、安全可靠等性能在国际上很受欢迎。

  04新兴技术的应用。

  5G。

  近年来,科学技术发展迅速,特别是5G的出现,自身的高带宽、低延迟的特性给各行各业带来了更多的可能性,无人化工程也不例外。

  延迟对远程控制重型机械的安全性至关重要,有5G,几乎可以实时应对,专家可以同时管理世界多个项目。

  但是,带宽的增加意味着垄断范围较少,垄断同一地区所需的5G基站数量远远超过4G基站,建设成本高,影响5G网络布局的进程,5G网络的普及还需要时间。

  虚拟现实。

  设置在工程机械驾驶室的360度照相机、后置照相机和加速度传感器可以记录图像和声音以及工程机械的运动,输到远程控制室。

  头戴式显示屏(HMD)再现图像的同时,通过多自由运动平台再现建筑机械的运动和振动。

  安装HMD时旋转,图像自动切换到后置照相机。

  VR技术的应用还在仍在开发和测试中。此外,挖掘机在操作过程中经常旋转。虚拟现实在长期工作中引起的眩晕仍有待解决。

  05未来的发展。

  建筑业还没有做好实现全自动化的准备,现在日本的远程遥控器还在2公里以内,暂时还没有实现远程遥控器。

  开拓者的无人挖掘机及其无限距离远程遥控技术得到国内外的认可。日本居民商贸和日本最大的建筑施工方面,对日本机器人施工安全性、可靠性和可操作性不足的问题,对开拓者国内远程遥控测试结果的评价如下

  主要意义是:

  安全性:开拓者倾斜角度指示器等基本安全功能正常工作,第三者视角保证操作者视野清晰无死角,现场管理者启动挖掘机,避免远程误操作。

  生产性:我非常喜欢开拓者的自动装载功能,现在自动装载相当于手动装载。随着操作者熟悉远程操作,相信使用时会减少。

  拓疆者目前已与日方达成合作,预计跨洋远程驾驶将很快实现。

  无人化工程的应用浪潮普及到危险救灾、泥石流清扫、核泄漏调查、隧道工程、矿山作业等危险作业场景,无人化、智能化、自动化成为发展趋势。

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