تطور أنظمة أتمتة شاحنات مزيج الخرسانة في البناء الحديث

ناقل خلط الخرسانة هو معدات أساسية أساسية في هندسة البناء الحديثة ، وتعزيز أداء ناقل خلط الخرسانة مرتبط مباشرة بكفاءة الهندسة وجودة الخرسانة. ووفقا للتطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا، وتطبيق تكنولوجيا الأتمتة في شاحنة خلط الخرسانة يصبح أكثر وأكثر عمقا، وشهدت التطور من وظيفة مساعدة إلى عملية التشغيل الذكية المستقلة. هذه الورقة تلخص تطور نظام أتمتة شاحنة خلط الخرسانة في الوقت الحالي في هندسة البناء الحديثة، وتحليل تطور تكنولوجياتها الرئيسية.

استكشاف التلقائيّة في المراحل المبكرة: استخدام الوصولية

في المرحلة المبكرة من تطوير نظام التلقائيّة لشاحنة خلط الخرسانة، كان الهدف الرئيسي هو تقليل شدة العمل على المشغلين بالإضافة إلى تحسين سهولة التشغيل. تعبر هذه المرحلة من التلقائيّة بشكل أساسي عن التحكم المساعد في الوظائف الأساسية للمركبة. على سبيل المثال، يحل النظام الكهربائي أو الهيدروليكي لدوران البرميل محل عصا الاهتزاز اليدوية المستخدمة سابقًا، ويقوم بتحقيق تلقائيّة عمليات بدء التشغيل، التوقف وزيادة سرعة الدوران. لذلك، بدأت أنظمة ملء المياه البسيطة في الاستخدام في بعض مصانع السيارات، حيث يتم ضبط كمية المياه مسبقًا للتخلص من احتمالية أخطاء قياس اليدوي. لكن مستوى التلقائيّة في هذه الفترة كان منخفضًا، وما زالت العمليات الرئيسية مثل الخلط، تحميل وتفريغ الشاحنة تعتمد على التشغيل اليدوي، ومستوى الذكاء محدود.

تطوير التحكم الآلي المتوسط: استخدام تقنية التحكم والمستشعرات المتكاملة

بسبب التطور السلس لتكنولوجيا الإلكترونيات وتكنولوجيا المستشعرات، دخل نظام الأتمتة لشاحنة خلط الخرسانة المرحلة المتوسطة من التطور. تم تطبيق نظام التحكم المتكامل في السيارة، حيث يتم دمج وحدة التحكم المستقلة ككل لتحقيق التحكم المركزي والتعديل الدقيق للمعلمات الرئيسية مثل سرعة أسطوانة الخلط، كمية المياه المضافة وسرعة التفريغ. في هذه المرحلة، تعتمد تقنية المستشعرات على أمور مثل: يجب استخدام مستشعر المستوى لضمان كمية دقيقة من المياه المضافة، ويُستخدم مستشعر السرعة لمراقبة سرعة أسطوانة الخلط في الوقت الفعلي، ويكتشف مستشعر الضغط حالة النظام الهيدروليكي، وما إلى ذلك. يستخدم هذه التقنيات لزيادة الدقة والاتساق التشغيلي، وتقليل الأخطاء البشرية إلى الحد الأدنى، وتعمل كمدخل للتطورات الأوتوماتيكية المتزايدة لاحقًا. بعض النماذج العليا تلعب بمفهوم توفر أجهزة الكمبيوتر على متن السيارة لتسجيل البيانات ومراقبة الأعطال البسيطة.

مرحلة التحول إلى التحكم الآلي المتقدم: التحسين في الوظائف الذكية والمستقلة

في السنوات الأخيرة، مع تطور تقنية المعلومات والذكاء الاصطناعي وتقنيات إنترنت الأشياء، يمكن للجهاز الحساس لارتفاع خلاطة الخرسانة أن يرفع نظام التحكم الآلي إلى مستوى جديد. وفي هذه المرحلة، تكون الإبداعية والاستقلالية هما السمتان المحددتان.

نظام الجرعات الذكي: يقوم قياس وزن المواد الخام ورطوبتها وبارامترات الخرسانة بشكل تلقائي، ويوزع الأسمنت، الرمل، والمضافات بناءً على صيغة الخرسانة المحددة، مما يحقق الوزن التلقائي والجرعات الدقيقة ويتجنب أخطاء إضافة المكونات يدويًا لضمان دقة نسبة مزيج الخرسانة.

يمكن تحقيق مراقبة تسوية الخرسانة ودرجة الحرارة والتجانس وغيرهم من المؤشرات، ويمكن عرض بيانات المؤشرات وتسجيلها من خلال نظام المركبة أو منصة مراقبة عن بعد، مما يوفر دعماً قوياً لضمان جودة الخرسانة. يمكن لأنظمة أكثر تطوراً ضبط معلمات الخلط تلقائياً بناءً على عمليات ردود الفعل للبيانات الزمنية الحقيقية لتحسين جودة الخرسانة.

مساعدة القيادة وتحسين المسارات: كما هو مذكور أعلاه، تحتوي بعض شاحنات خلط الخرسانة الجديدة على أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) وخرائط إلكترونية للتخطيط للمسار والتوجيه. من خلال دمج وظائف القيادة المساعدة مثل ركن السيارات التلقائي والحفاظ على المسار مع المستشعرات وأنظمة التحكم، يمكن تعزيز تدابير السلامة أثناء القيادة وتحسين كفاءة القيادة.

تشخيص الأعطال وتوقع الأعطال: من خلال نظام الاتصالات المركبة، يمكن إرسال حالة تشغيل المركبة ومعلومات العطل إلى منصة المراقبة عن بُعد في الوقت الفعلي، مما يسمح للمدير بالتفتيش والإدارة. هناك أنظمة متاحة تحتوي على وظيفة تشخيص أولي للأعطال، تشير إلى مخاطر الفشل المحتملة، ويمكنها مساعدة فنيي الصيانة في عمليات الصيانة.

SLO: نحو اتجاهات التحول الكامل للآليّة: وجهات نظر حول الذكاء الاصطناعي والعمل التعاوني

في المستقبل، سيؤدي نظام الأتمتة الخاص بشاحنات خلط الخرسانة إلى درجة أعلى من الأتمتة الكاملة. أحد الدوافع الرئيسية سيكون تبني تقنيات الذكاء الاصطناعي (AI).

الجدولة الذكية وتحسينها بناءً على الذكاء الاصطناعي: يتم ذلك من خلال بناء تحليل التقدم، وتحليل الظروف المرورية وغيرها من المعلومات باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي، جمع المعلومات الفعالة من الموقع، لتحقيق جدولة مركبات ذكية وتحسين المسارات، لتعظيم معدل استخدام المركبات وكفاءة النقل.

الصيانة التنبؤية والتشخيص الذاتي للأعطال: تحليل بيانات تشغيل المركبة للتنبؤ باتجاهات التآكل في المكونات الحرجة، مما يسمح بالصيانة المخططة قبل حدوث توقف غير متوقع. يمكن للنظام التشخيصي للأعطال المستند إلى الذكاء الاصطناعي تحديد سبب العطل بشكل أسرع وأكثر دقة، مما يقلل من وقت الصيانة.

تطبيق تقنية القيادة الذاتية: مع نضج تقنية القيادة بدون سائق، من المتوقع أن تحقق شاحنات خلط الخرسانة في المستقبل درجة معينة من القيادة الذاتية، مثل النقل والتفريغ الذاتي في مواقع البناء المغلقة، مما يقلل بشكل أكبر من تكاليف العمالة والمخاطر الأمنية.

العمل مع معدات أخرى: من خلال تقنية إنترنت الأشياء، يمكن لشاحنات خلط الخرسانة التواصل والتعاون مع معدات البناء الأخرى، مثل مضخات الخرسانة والرافعات وغيرها، لإنشاء عملية بناء أكثر كفاءة.

خاتمة

مرت نظام تلقائي لشاحنة خلط الخرسانة بعملية تطور من مرحلة الوظيفة المساعدة إلى التحكم المتكامل再到 التشغيل الذاتي الذكي. وقد ساهم تقدم تقنيات الاستشعار والتكنولوجيا الإلكترونية وتكنولوجيا المعلومات والذكاء الاصطناعي في تعزيز مستوى الأتمتة بشكل مستمر. يمكن للتحكم الآلي في شاحنة الخلط أن يزيد من كفاءة عمل الشاحنة وجودة الخرسانة، كما يقلل من جهد العامل ويحسن من سلامة التشغيل. ومع التطبيق العميق للتكنولوجيا مثل الذكاء الاصطناعي وغيرها في المستقبل، سيصل مستوى الأتمتة لشاحنات خلط الخرسانة إلى مستوى جديد، مما يقدم طاقة دافعة جديدة لتطوير المشاريع الإنشائية الحديثة بشكل ذكي.