在中交三航局六公司廈門海洋工程公司的砂石料倉里，細(xì)密的砂粒順著輸送帶傾瀉而下。試驗員老林目不轉(zhuǎn)睛地盯著屏幕上實時跳動的檢測數(shù)據(jù)，忍不住豎起大拇指：“‘砂石含水率自動監(jiān)測系統(tǒng)’真是神了！隔著空氣就能讀數(shù)，又快又準(zhǔn)。”
在混凝土生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)人員往往通過砂石含水率的檢測結(jié)果及時調(diào)整配合比，來保證混凝土的質(zhì)量和性能。傳統(tǒng)人工檢測是由試驗員每天手持取樣鏟在砂石堆和試驗室間往返取樣檢測，再將砂石含水率數(shù)值填入紙質(zhì)記錄表。
“但是每生產(chǎn)臺班兩次的抽樣頻率難以完全捕捉含水率的動態(tài)變化，且30分鐘的檢測時滯也影響了生產(chǎn)效率?！鄙a(chǎn)副經(jīng)理甘毅全道出了人工檢測的痛點。
這場與時間賽跑的質(zhì)量管控困局亟待破冰，而破冰的關(guān)鍵便是“創(chuàng)新”。為此，廈門海洋工程公司緊扣“用新地圖找新世界”戰(zhàn)略行動，以科技創(chuàng)新為核心驅(qū)動力，成立課題小組，依托數(shù)字化思維重塑質(zhì)量管控的生命線，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)質(zhì)檢向智能質(zhì)控的轉(zhuǎn)型升級。
市場調(diào)研的征程遠(yuǎn)比想象中艱辛，課題組成員輾轉(zhuǎn)廈門及周邊城市的多個商混站，發(fā)現(xiàn)大部分商混站還是采用人工檢測的方法，也有商混站試過用微波水分儀檢測，但受顆粒度和堆積密度的影響，檢測結(jié)果偏差很大。
“這些技術(shù)路線都不能解決實際問題?！狈党痰膭榆嚿希镌O(shè)管理部部長李博然看著車窗外一閃而過的食品加工廠，想起曾見過紅外水分設(shè)備應(yīng)用在食品行業(yè)，對谷物、面粉等水分檢測效果顯著。
他立馬坐直身子：“既然紅外能測出糧食中的水分，那是不是也能給混凝土砂石料‘把脈’？”
回去后，成員們立即開展調(diào)研分析，并與相關(guān)技術(shù)企業(yè)合作，發(fā)現(xiàn)水分子在振動時會吸收電磁波中特定波段的能量，波長不同吸收的強度也不同。
其中水分子氫-氧鍵對紅外線中1.90至1.98微米的光吸收較為強烈，在這個區(qū)間的光譜范圍內(nèi)水分子吸收紅外線的能量與水分子的含量成正比，基于此原理，含水率便能輕而易舉地被計算出來。
這一發(fā)現(xiàn)為課題組打了一劑“強心針”，成員們根據(jù)砂石原料的工藝特點和輸送方式設(shè)計出一套集成式檢測系統(tǒng)，不僅能實時非接觸檢測出砂石的含水率數(shù)據(jù)，還能與現(xiàn)有的生產(chǎn)管理軟件實現(xiàn)聯(lián)動。
嵌于物料傳送帶支架的水分儀探頭，就像是一位經(jīng)驗豐富的中醫(yī)，給砂石料“隔空診脈”。內(nèi)置濾光片精準(zhǔn)捕捉特征光譜，經(jīng)過光電傳感器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，測得的數(shù)據(jù)隨即傳輸至涵蓋生產(chǎn)、設(shè)備、材料等多模塊的ERP生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
ERP系統(tǒng)根據(jù)分析結(jié)果自動計算需增減的水量，生成新配方。這樣一來，在下一盤混凝土開始攪拌時，系統(tǒng)早已“開出藥方”，自動調(diào)好配比，整個過程無需人工干預(yù)。
然而，在實際應(yīng)用中，初代系統(tǒng)的局限性很快顯露。課題組成員將檢測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)與人工試驗數(shù)據(jù)相比后發(fā)現(xiàn)兩者誤差很大。
“皮帶運行時產(chǎn)生的震動、物料特性的動態(tài)變化等因素，都可能導(dǎo)致光譜采集失真?！苯?jīng)過現(xiàn)場勘察分析，李博然得出結(jié)論。因此，系統(tǒng)需要通過海量現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和人工校定“學(xué)習(xí)”如何剔除干擾項。
經(jīng)過數(shù)百次的人工校核為算法標(biāo)注“參考答案”后，系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)與紙質(zhì)記錄表上的數(shù)據(jù)越來越趨同，誤差率不超過2%，完全可以作為有效數(shù)據(jù)為生產(chǎn)配合比提供實時參考，大幅提高了檢測效率和準(zhǔn)確性。
那些曾質(zhì)疑系統(tǒng)測得數(shù)據(jù)精確性的老師傅們，現(xiàn)在也紛紛圍在控制屏前饒有興致地研究起光譜波形圖。
如今，成功獲得一項實用新型專利的砂石含水率自動檢測系統(tǒng)已然成了生產(chǎn)人員的“得力助手”，那些曾游移在人工取樣間隙的質(zhì)量波動，正在被系統(tǒng)織就的數(shù)據(jù)密網(wǎng)捕獲并“消除”。
