前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的智能物聯在混凝土產品質量管理中實踐，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘 要：利用智能物聯自動采集代替人工輸入，進行原始數據采集，利用區塊鏈進行全生命周期質量記錄，防止人為篡改，保證數據的真實可靠，為產業鏈包括原材料廠、生產企業、物流運輸、施工單位、檢測與監理、政府監管等提供質量保證服務，實現產業健康發展與生態共贏。
工程建設項目包括勘察、設計、施工、驗收、維修、養護、拆除、回收的全生命周期。混凝土作為目前使用最廣泛的結構材料之一，它的質量直接關系到整個工程的質量、使用壽命及人民的生命和財產安全。影響混凝土的質量因素諸多。當混凝土試塊檢驗不合格時，需要對該批次混凝土應用部位進行整改，而目前在行業質量監管方面，難以做到混凝土試塊與混凝土澆筑部位的精確匹配，難以達到有效整改的目的，難以保障目標建筑的安全。主要存在以下問題：一是，質量不可追蹤溯源，預拌混凝土企業質量控制體系不規范，生產配合比與試驗配合比不一致，無法知曉生產配合比實際情況。二是，施工單位現場取樣不規范，有的項目甚至不取樣、不做試塊，監理單位不按規定現場見證，現場混凝土質量控制手段缺失。三是，第三方工程質量檢測機構試驗不規范，出具虛假合格報告。加強建筑工程質量安全監管，無疑是新基建向工程質量安全監管提出的新要求。打造以“AIoT+區塊鏈”為核心的質檢模型與監管平臺，提供面向企業、集團、行業、政府、群眾等多級監管體系，通過非接觸式監管方式提升監管效率，持續提升監管工作效能和服務能力。
1智能物聯相關技術及應用
1.1物聯網
物聯網（IoT）是各種新型傳感器、RFID、GPS、紅外、激光、毫米波、二維碼等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息。利用物聯網自動采集代替人工輸入，進行原始數據采集，防止人為篡改與造假，保證監管數據的真實可靠。
1.2區塊鏈
區塊鏈本質是通過隨機散列(也稱哈希算法)實現鏈接，后一個區塊包含前一個區塊的哈希值，一個區塊與一個區塊相繼接續，將賬本記入區塊，形成的結果就叫區塊鏈。具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護、公開透明等特點?；趨^塊鏈技術的預拌混凝土全生命周期質量溯源，為混凝土質量溯源提供“抓手”，準確抓取從原材料、配合比設計、生產過程、運輸過程、現場澆筑等全要素、全過程、全場景數據進行智能分析，實現混凝土產業鏈的智慧化管理，為管理者提供決策依據。
1.3機器視覺
機器視覺是用機器代替人眼進行目標對象的識別、判斷和測量，主要研究用計算機來模擬人的視覺功能。機器視覺技術是一個綜合的技術概念，包括視覺傳感器技術、光源照明技術、光學成像技術、數字圖像處理技術、模擬與數字視頻技術、計算機軟硬件技術和自動控制技術等。機器視覺的特點不僅在于模擬的人眼功能，更重要的是能完成人眼所不能勝任的某些工作。機器視覺技術的最大優點是快速、便捷、可靠、遠距離、非接觸與智能化，對提高質檢的一致性、生產的安全性、降低工人勞動強度，以及實現企業的高效安全生產和自動化管理具有不可替代的作用?；跈C器視覺的智檢，將顯著降低砂石料、混凝土質量人工抽檢工作量、勞動強度，提高檢測頻次與精度，提高生產配合比的準確性，減少人為因素。
1.4大數據
大數據依托云計算的分布式處理、分布式數據庫和云存儲、虛擬化技術，具有“5V”特點，大量（Volume）、高速（Velocity）、多樣（Variety）、價值（Value）、真實（Veracity）。通過數據篩選、清洗、挖掘、分析、統計，發現共性數據、異常數據，滿足工程質量監管需要，及時解決暴露出來的工程質量問題，實現透明公開、多方監管、實時、快速處理的目標。大數據與物聯網緊密關聯，數據多由物聯機器自動產生，數據分析處理快，數據挖掘價值大，可以不需要人工直接參與，比較客觀真實。同時人力消耗的減少也可以大大節約監管成本。
1.5智能物聯（AIoT）
物聯網和人工智能的結合給我們帶來了AIoT，人工智能的優勢在于，它能夠產生新的算法來解決復雜的問題，尤其是機器學習與深度學習。物聯網、機器視覺、邊緣AI、云AI、大數據等技術相互結合，可提供多場景質檢解決方案，如砂石過磅智檢、攪拌機內坍落度智檢、車載坍落度檢測、現場施工智檢等。
2全生命周期監管解決方案
基于智能物聯的全生命周期質量監管解決方案是一套結合了物聯網、區塊鏈、機器視覺、大數據、人工智能等技術，賦能混凝土行業全生命周期，打通上下游，綜合提升質量監管能力的解決方案。保證了從原料出廠到生產、運輸、施工、運營、回收全鏈路取代人工記錄，每個環節實時監測，數據全程可追溯。通過原材料過磅感知采集，可應用于原材料品檢、綜合治超、源頭治超。利用車載感知采集，可應用于交通安全、超重超速、通行管控。運用攪拌樓感知設備，可應用于配比投料、水電油耗、產能比等行業監管。通過環保感知設備，如溫度、濕度、噪音、粉塵、水質，可應用于環保監管。全生命周期質量監管包括原料品質、生產配比、設備運轉、預拌品質、途中品質、施工品質、現場取證、試塊追溯、質檢告警、監管處理、后期跟蹤，實現企業自律、同行監督、政府監督、群眾監督?；炷列袠I產品全生命周期管理解決方案：
（1）在原材料出廠進廠環節，結合計算機視覺、AI技術、基于大數據的調度推薦算法，對混凝土企業的原材料進行全生命周期的跟蹤與管理，自動對車號、采購單、原材料品類與質量進行一致性檢測。
（2）在生產與質檢環節，兩方面入手，一方面用計算機視覺與嵌入式技術，代替人工質檢與信息錄入，保證數據的真實可靠性，節省人力成本的同時，使整個流程更加高效準確。另一方面，通過數據的積累結合深度學習，學習配比與最終強度的關系，得到強度預測模型，反向指導生產配比，在保證質量達標的前提下給出最優配比建議，大大節省了原來因無法預測質量而添加的冗余原材料成本。
（3）在攪拌車運輸與施工環節，通過運用計算機視覺與電流等數據，結合深度學習，替代人工快速檢測坍落度、擴展度，并能實時反饋攪拌車內當前坍落度，指導司機進行時間規劃與外加劑補償。
（4）在運營與后期材料回收環節，基于區塊鏈的前期所有流程中的歸檔數據，可以根據混凝土批次唯一碼或嵌入式芯片，追溯到產品的全流程跟蹤數據，從原材料到生產、運輸、施工，無論哪個環節出問題，都可以進行追溯與倒查，徹底杜絕了業主缺乏有效監督手段的現狀，同時也大大降低了出現質量問題后無法分析問題原因而導致的扯皮等現象。
3應用場景與實踐
3.1原材料出廠與入廠場景
通過生產計劃智能推算原材料采購計劃，審核通過后推送給原材料供應商，原材料出廠時，結合計算機視覺、AI與智能地磅，自動核驗出廠原材料與采購單所要求原料的品類與數量是否一致，同時可根據當地政策進行源頭治超，原材料運輸車進廠，攝像頭識別車牌連接云端數據庫智能匹配原材料供應商和采購單，此時車輛上方的攝像頭對原材料進行拍攝傳往邊緣計算設備進行預檢，檢驗所運送原材料類別與采購單是否匹配一致，原材料質量是否合格，預檢結果會實時回傳到相關人員和設備，預檢不合格則可采取不放行或其他手段，并對圖片和檢測結果進行歸檔。
3.2實驗室質檢、現場抽檢與巡檢
運用移動端原材料質量檢測APP，利用機器視覺，在線實時識別砂石級配、顆粒形狀、空隙率等原材料量化指標，試驗員在實驗室或廠內巡檢時，只需要通過APP或小程序，對待檢品進行實時拍照檢驗，識別結果會實時回傳，為質檢人員對供應商質量評價提供依據，為工藝人員做配比調整提供實時數據，并可以一鍵生成檢測報告。通過配比調整提高骨料密實度，降低水泥用量，提高強度保證率。從而幫助混凝土企業節省成本、優化品質，同時減少碳排放。
3.3攪拌車運輸場景
通過運用計算機視覺與電流等數據，結合深度學習，替代人工快速檢測坍落度、擴展度，并能實時反饋攪拌車內當前坍落度，預拌混凝土企業、施工方、攪拌車司機，均可實時查看攪拌車內當前坍落度，指導司機進行外加劑補償。并且結合GPS信號，與調度算法，給相關方提供時間規劃建議，大大降低了斷車、壓車現象的產生，杜絕坍落度經時損失、工地加水導致的混凝土品質下降情況，同時減少碳排放。
3.4施工場景
通過施工方APP，施工方各角色可以通過移動端在全生命周期質量監管線下單，跟蹤訂單狀態，追溯訂單生產、質量等數據，進行在線簽收。結合GPS信號，實時掌握攪拌車位置、坍落度等信息，方便施工工地進行場地調度，通過移動端全局掌控施工進度，安排泵工、管工等角色的進場工作。通過現場多方見證取樣、芯片植入、拍照取證、試塊養護，試塊質量全流程的跟蹤管理，實現對各角色操作記錄的追溯。通過施工方APP，大大提高施工方的信息實時性、對稱度、透明度，大大提高了施工方的工作效率，降低質量事故率、壓車率、斷車率，提高生產企業與施工單位的互信度。
3.5第三方質檢場景
一方面從數據源頭出發，所有數據均由數據生成處直接采集，如直接接入工控、壓力機、工業相機采集真實數據，生產流程與質檢環節保存數據+圖片+單號+操作人+時間戳的完整證據鏈，最大限度減少人為篡改數據的情況發生。另一方面，提供了第三方質檢環節的數據留存入口，通過規范數據內容與格式，結合二維碼或嵌入式芯片等技術保證了“一試塊一結果”，以及檢測現場的視頻取證，杜絕了第三方質檢機構試驗不規范或試驗結果造假的情況出現。
3.6生產指導與大屏展示
通過對工控數據的實時采集，得到真實的生產與消耗數據，防止人為篡改，結合傳送帶上方架設計算機視覺設備，實時監測生產所用骨料級配等數據，為操作人員提供實時準確的配比建議或自動進行配比調整，同時整合了完整的生產、消耗、質量、銷售數據，匯總成大屏進行圖形化展示，一方面為企業管理層提供決策支撐，另一方面也為政府監管提供數據支撐。結束語運用物聯網、云計算、大數據、區塊鏈等信息化新技術，全方位、多角度、立體化向建材產業鏈融合滲透與快速落地。從銷售、生產、采購、施工、物流等全生命周期價值鏈的環節進行智能化革新，并將它們擴展到全產業鏈上下游的各個環節，實現跨越空間、時間的限制，在全社會范圍提高資源獲取、配置能力和使用效率。展望：
一是通過擴展和實施混凝土智能工廠系統，可以接入生產質量數據，配方數據，在產量數據外對質量數據進行全面監管。
二是通過車輛智能化改造、擴展施工方服務，提供智能物流服務、智能工地服務，可采集在途、工地現場質量監測。
三是通過擴展原材料服務，可提供混凝土生產原材料的溯源及質量監管。
四是通過智能調度服務，可采集攪拌車輛物流信息及交付情況。
長遠目標：利用匯聚智慧工廠、智慧工地、智慧砂石、智慧物流等大數據，打造智能建造監管平臺，服務于智慧城市。
相關責任單位通過使用混凝土全生命周期質量監管平臺，將顯著提高混凝土的合格率，提高工程質量，節省工程維修加固和事故處理成本。從生產源頭杜絕預拌混凝土生產企業偷工減料行為，實現對混凝土出廠質量的控制，從檢測過程杜絕檢測單位的弄虛作假，保證檢測結果的真實度。全生命周期質量監管平臺通過可靠的智能物聯技術、數學分析模型，提供各類監管數據的統計和分析，為監管部門提供有效的決策手段。為產業鏈包括原材料廠、生產企業、物流運輸、施工單位、檢測與監理、政府監管等提供質量保證服務，實現產業健康發展與生態共贏。
作者：徐國孝 壽宇澄 單位：浙江省建筑科學設計研究院有限公司 杭州信之威信息技術有限公司
