地铁管片是地铁隧道的屏障，每6个大小各异的管片组成环，一环环地紧贴隧道内壁，起到抵抗土层和地下水压力等作用。管片虽是支撑和保障城市速度的一种微小单元，但背后却有先进技术支撑起的“大智慧”。
如何诠释“智慧制造”？从2019年建厂至今，中交一航局管片厂用一件件沉甸甸的实用专利、一个个流水线上的“高科技打工人”，给出了他们对这个命题的答案。
“刮腻子”蕴含大学问 这个机器人不一般！用中交一航局天津地铁11号线10标项目部项目经理陈聪的话来说，以智慧管控水平而论，坐落在东丽区无瑕街道的中交一航局管片厂在全国范围内已是首屈一指。这些充满自豪的话语背后的底气，是生产线上一个个细节处蕴含的匠心。
5月中旬的一天，管片生产线的收面车间旁边，一位年轻的技术员正在聚精会神地操作设备。随着各项指令的下达，不远处一个白色的机械臂开始缓缓摆动。这位技术员名叫赵泽伟，是参与研发眼前这一收面机器人的中交一航局管片厂创新工作室成员之一。为了研制出能达到理想收面效果的机器人，这个团队付出的努力可不一般。
中交一航局天津地铁11号线10标项目部技术员赵泽伟
管片收面机器人
所谓收面，是指混凝土浇筑、振捣后，按工程要求对表面进行处理、使混凝土平整压实的过程。具体到管片生产中，该工序又分粗收面、中收面和精收面。中交一航局管片厂自主研发的管片收面机器人，承接的正是精收面工作。
“传统的收面工作需要工人用收面工具使劲压平、压实，与老百姓俗称的‘刮腻子’在实操上有一点相似。混凝土表面处理得越平整，对盾构机的磨损也就越小。然而，这个工作消耗的体能较大，任务较重，几名工人一天几十片管片做下来，不仅身体很累，还有可能出现每个管片收面质量不一的情况，形成个体差异。”赵泽伟介绍道。
鉴于这些情况，中交一航局管片厂在流水线运行了一段时间后，决心通过研制机器人，来更好地完成管片收面工作。中交一航局天津地铁11号线10标项目部副经理席睿表示，做出这样的决定，一方面与智慧制造的大方向相吻合，另一方面，也能切实减轻人工负担，提高收面质量和效率。
话虽如此，但收面机器人的实际研发过程却并不轻松。“我们首先遇到的问题，就是国内土建行业此前并没有相关可参考的经验。”席睿说道。
正如席睿所述，由于在很多难题上需要摸着石头过河，收面机器人的研究要借助生产流水线进行大量测试、调整。但这一过程又不能影响到每日生产任务的完成。为此，创新工作室的工作人员们只能尽可能地利用午休和晚上等工人暂休的时间段进行试验。
此外，环境因素也给研发过程带来了额外的艰辛。由于收面车间靠近混凝土部件进行蒸养、水养的车间，因此温度、湿度较高，夏日最炎热时甚至接近40℃。研究和测试人员往往需要在这样的环境下调试设备、测试数据，其辛苦可想而知。
“机器臂末端的收面工具采取什么材料，输入什么参数能够让机械臂按照预定力量和轨迹运作，如何让新的智能设备与生产线原有系统相匹配，配套的桁架又如何设计……这些都需要一遍遍地测试、微调、再测试。研发期间，我们经常在收面车间里一呆就是一整天。”赵泽伟回忆道。几个月时间里，他们试了一种又一种工具，输入了庞杂的数据进行调试，只为找到理想结果。
功夫不负有心人。如今，收面机器人早已研制完成投入生产线，它不仅让收面工作质量更佳，还节省了多名收面工人的工作，规避了高温密闭环境下人员作业的安全、人身、健康风险，单位收面时间也由原来的7分钟减少到4分钟，可谓成果显著。
现场施工
每块地铁管片都有了自己的“身份证”对中交一航局管片厂的很多一线工人来说，“智慧化生产”曾经是听起来颇为“高大上”的名词。如今随着生产任务的圆满完成，许多工人回头看时，惊讶地发现他们对这个词的理解，已随着两年多来日常工作中的所见所闻，实操实干，变得不再陌生。
“参加工作十几年来，我见证了许多土建项目的进行，制作地铁管片这样的混凝土部件也不是第一次了。但在这里，我第一次见到和使用钢筋加工自动分拣机器人，用起来不仅方便，更切实提高了生产效率。像这样的智慧化系统，我们管片厂还有许多。”中交一航局管片厂钢筋班班长潘青强说道。
钢筋加工自动分拣机器人
智慧管片管理中心
潘青强所提及的钢筋加工自动分拣机器人，是中交一航局管片厂自主研发的“全生命周期、全要素管理、全实时数据”的智慧管片管理系统中的一个部分。以潘青强所从事的钢筋笼生产环节为例，系统可以通过综合套料规划钢筋切割、钢筋分拣、余料等钢筋加工信息，自行对运送来的钢筋进行计算，将结果传输给自动化钢筋加工设备，给出能最大化利用物料的切割方案，将钢筋利用率提高到99.9%以上。
其实，钢筋数控切割仅仅是这套庞大系统的一个小缩影。中交一航局天津地铁11号线10标项目部副经理、安全总监赵鑫告诉，由中交一航局管片厂自主研发的智慧管片管理系统包含一个中央控制系统和八个子系统，已取得相关著作权登记证书。在实际生产中，这套系统能发挥很多“神奇”的效果。
在智慧管片管理中心的大屏幕前看到，从地磅控制系统、搅拌站监视系统到钢筋笼生产系统、管片生产系统，甚至蒸养、水养信息等，每一片管片的“前世今生”，都能一目了然。
“这些是智慧管片管理系统的重要作用之一，可实现管片生产的全过程可追溯。”赵鑫介绍道，“每个管片上都有一个二维码，它可以说是每个管片的‘身份证’。从钢筋下料开始，管片生产需要依次完成半成品加工、钢筋骨架焊接、模具清理、钢筋笼安放、预埋件安装、模具合模、混凝土浇筑振捣、混凝土收面、蒸养、脱模、翻转、水养、存放等多个工序，这些工序用了哪些物料、是何时进行生产的、需要记录的具体参数如何，都可以从这些‘身份证’上读取出来。”
每个管片上的二维码
如今回想起来，席睿直言自己仍清楚地记得这套系统试运行那天的紧张和兴奋心情，“为了让每片管片都拥有记录生产程序和具体时间的‘身份证’铭牌，我们的一系列工作是从无到有、从筹划到实施、从设想到实物的漫长过程。那些日子里，伴随着车间杂乱的生产节拍，我们只有聚精会神解决一个又一个难题。”
“至于试运行当天的记忆，说来好笑，后来同事们告诉我，当时我完全是一副眉头紧锁的紧张样子，初冬天气里，额头上还有汗淌出来，可见心里的紧张和期待。”席睿笑着说道。
智慧生产 人是关键在陈聪看来，向智能化发展是行业内如今的大趋势，而中交一航局管片厂如今在智慧制造上的成果并非幸致。
“这几年，很多行业都向智能化方向大踏步前进，土建行业也不例外。虽然‘智能’二字听起来充满了高科技色彩，很‘高大上’，但我始终认为，实现智能化的关键，还是要落到对人的重视上来。在如今我们的生产任务业已完成之际，我更有底气这样说。”陈聪说道。
陈聪表示，无论是近三年时间里，中交一航局管片厂先后取得的实用新型专利授权8项、软件著作权授权1项，还是生产线上实现单线日产管片由32.5环提高到最高峰44环这样令人夸赞的成果，都是技术人员和工人钻研每一个细节、流下每一滴汗水所换来的，在智能化技术日新月异的今天，“人的职业素养”或许比以往更加重要。
“以往，土建行业中工人的流动性较强，但随着技术的发展，操作设备的门槛也有所提高，这实际上推动相关企业更重视将流水线上的工人固定下来，培养工人与时俱进。”陈聪介绍道。
在中交一航局管片厂，一个被很多员工和管理者提及的细节是，为了提高工人素养，厂方经常组织工匠课堂，由专人向一线工人传授生产业务知识、安全知识和生活知识，有时还会通过发礼品、抽奖等方式来激发大家的学习热情。
潘青强回忆道，这些课程常让人收获甚多，特别是对认识新技术、排除生产隐患有很好的作用。同时，它们也能激发起工人们的工作热情，对产能的提高亦有帮助。
对于技术人员和管理者，陈聪则强调了丰富知识面的重要性。“拿我们引以为傲的收面机器人研发为例，它需要将土建和机械制造两方面知识相结合。比如我们的技术员赵泽伟就具备自动化方面的学科背景，因此在研发中发挥了不小的作用。同时，不同人才在进行‘头脑风暴’时，也常能碰撞出独特的想法。在行业智能化的大趋势下，这样的案例会越来越多。”陈聪说道。
值得一提的是，中交一航局管片厂是2020年新冠疫情出现以来，天津第一家复工复产的建筑类企业。自那之后至今，这家工厂始终不曾停工，一直在为保质保量完成生产任务而努力。对此，陈聪回想起来，不禁感慨万千，“让生产线始终运转起来，这说起来容易，背后则是近三年来千头万绪的工作，是百余名员工的付出，我为他们感到自豪。”
中交一航局管片厂外，一辆辆卡车正装载着地铁管片准备起运，这些管片将被运送到天津地铁11号线多个待建设点位，成为织密天津市交通网络的一环。而伴随这项生产任务所诞生的种种专利技术，则如它们的开发和管理者们所言，将在天津乃至祖国大地的交通基建上继续发挥更大的作用。
文中部分图片由受访者提供
津云 侯沐伟
