在中交三航局六公司廈門海洋工程公司的砂石料倉(cāng)里，細(xì)密的砂粒順著輸送帶傾瀉而下。試驗(yàn)員老林目不轉(zhuǎn)睛地盯著屏幕上實(shí)時(shí)跳動(dòng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，忍不住豎起大拇指：“‘砂石含水率自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(guò)程中，生產(chǎn)人員往往通過(guò)砂石含水率的檢測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整配合比，來(lái)保證混凝土的質(zhì)量和性能。傳統(tǒng)人工檢測(cè)是由試驗(yàn)員每天手持取樣鏟在砂石堆和試驗(yàn)室間往返取樣檢測(cè)，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(tái)班兩次的抽樣頻率難以完全捕捉含水率的動(dòng)態(tài)變化，且30分鐘的檢測(cè)時(shí)滯也影響了生產(chǎn)效率。”生產(chǎn)副經(jīng)理甘毅全道出了人工檢測(cè)的痛點(diǎn)。

這場(chǎng)與時(shí)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(dòng)，以科技創(chuàng)新為核心驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)質(zhì)檢向智能質(zhì)控的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

市場(chǎng)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(gè)商混站，發(fā)現(xiàn)大部分商混站還是采用人工檢測(cè)的方法，也有商混站試過(guò)用微波水分儀檢測(cè)，但受顆粒度和堆積密度的影響，檢測(cè)結(jié)果偏差很大。

“這些技術(shù)路線都不能解決實(shí)際問(wèn)題。”返程的動(dòng)車上，物設(shè)管理部部長(zhǎng)李博然看著車窗外一閃而過(guò)的食品加工廠，想起曾見(jiàn)過(guò)紅外水分設(shè)備應(yīng)用在食品行業(yè)，對(duì)谷物、面粉等水分檢測(cè)效果顯著。

他立馬坐直身子：“既然紅外能測(cè)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(dòng)時(shí)會(huì)吸收電磁波中特定波段的能量，波長(zhǎng)不同吸收的強(qiáng)度也不同。

其中水分子氫-氧鍵對(duì)紅外線中1.90至1.98微米的光吸收較為強(qiáng)烈，在這個(gè)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(jì)算出來(lái)。

這一發(fā)現(xiàn)為課題組打了一劑“強(qiáng)心針”，成員們根據(jù)砂石原料的工藝特點(diǎn)和輸送方式設(shè)計(jì)出一套集成式檢測(cè)系統(tǒng)，不僅能實(shí)時(shí)非接觸檢測(cè)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(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

嵌于物料傳送帶支架的水分儀探頭，就像是一位經(jīng)驗(yàn)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(guò)光電傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，測(cè)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(dòng)計(jì)算需增減的水量，生成新配方。這樣一來(lái)，在下一盤混凝土開始攪拌時(shí)，系統(tǒng)早已“開出藥方”，自動(dòng)調(diào)好配比，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)。

然而，在實(shí)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(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)與人工試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比后發(fā)現(xiàn)兩者誤差很大。

“皮帶運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)、物料特性的動(dòng)態(tài)變化等因素，都可能導(dǎo)致光譜采集失真。”經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察分析，李博然得出結(jié)論。因此，系統(tǒng)需要通過(guò)海量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和人工校定“學(xué)習(xí)”如何剔除干擾項(xiàng)。

經(jīng)過(guò)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(lái)越趨同，誤差率不超過(guò)2%，完全可以作為有效數(shù)據(jù)為生產(chǎn)配合比提供實(shí)時(shí)參考，大幅提高了檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性。

那些曾質(zhì)疑系統(tǒng)測(cè)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(xiàng)實(shí)用新型專利的砂石含水率自動(dòng)檢測(cè)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(dòng)，正在被系統(tǒng)織就的數(shù)據(jù)密網(wǎng)捕獲并“消除”。