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从台湾马路「铺」向国际市场 永䥶如何靠3D与大数据包下国内外机场整修?

永䥶工程专承揽国内外机场跑道整建工程。永䥶提供

千里之行始于足下,你是否观察过脚下的道路,有什么学问?一般人对沥青混凝土产业的印象,不外乎「看起来肮脏、在做苦工」,但事实上,这是一门技术活,甚至当技术门槛越高,竟还有可能会涉及到飞安问题?

位于台中的永䥶工程,从传统称之为「铺马路」的工程起家,发展至今已成为国内高速公路、机场跑道的铺面专业户,而更意想不到的是,永䥶工程正透过3D虚实集成与大数据等创新科技翻转这项传统沥青产业,为其带来崭新的风貌。

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永䥶工程创始人暨CEO郭晋宏。廖家宜摄

每天踩在脚底下的道路究竟有什么学问?国内道路大多数使用沥青混凝土作为路面,永䥶工程解释,一般人可能只注意路面有无坑洞,但要保证行车、行人安全无疑,沥青铺面的关键不只要「平」,还得依据不同使用场景与使用行为,选择不同材料特性。

象是高速公路车速快,为了增加摩擦,沥青配料就会不同,此外还要防止雨天积水在路面形成反射而影像驾驶视线,也得在沥青选料上增添排水功能。简言之,从一般乡间道路、高速公路到飞机跑道、摩托车道、自行车道、隧道及停车场等,不同使用场景,其轮下、脚下的道路,外表看似无差别,但内在可说是大不相同。

「事实上,铺沥青这件事一点都不简单。」永䥶工程创始人暨CEO郭晋宏说。别看铺路就是一辆车走来走去,但其实当下要考虑很多条件,包括沥青的温度、参数设定、设备、操作、气候等条件。尤其在安全系数更高的场景中,这项工程更是必须以高规格看待。

象是桃园机场、高雄机场每日多达700次航班起降,轮下滑行的跑道与一般道路规格等级完全不同,包括跑道的长度、宽度、平坦度、厚度等,都需要符合美国联邦航空总署(FAA)之跑道设计规范,正因为如此,跑道铺面工程不外乎也可说是一项高门槛的技术行业,要知道,一旦跑道铺设质量不佳,涉及的可是飞航安全。

从创立之初进入沥青混凝土产业,永䥶工程就锁定像高速公路这样的高端市场深耕,近年更承揽国内外机场跑道铺面整修工程,但当其技术门槛越高,相对也代表著产业的价值越高。郭晋宏不讳言说,外界常会误以为传统沥青铺路工程很简单、门槛低,但事实上并非如此,因此郭晋宏常会飞到国外,研究日本、新加坡、德国等对于道路工程的设计发展,当他发现国外已经开始采用「科技铺路」,因此在十年前,就毅然决然斥巨资引进3D铺面系统,成为国内先驱,甚至时至今日仍是国内唯一采用3D铺面系统的业者。

郭晋宏笑说,对他来说,负责铺路的不是工人,而是像科技业一样的工程师。透过新兴科技的导入与辅助,郭晋宏希望能藉此扭转外界对传统沥青产业的既定印象,证实这项传统产业,也是可以很先进的。

而这也是永䥶工程之所以能够承揽国内外机场跑道铺面工程的原因。包括桃园机场南北跑道整建与机坪强化工程、高雄机场跑道整建,甚至新加坡樟宜机场、未来菲律宾马尼拉机场的扩建等,以及新竹空军基地跑道,都是由永䥶工程一手包办。

机场跑道铺筑门槛高 结合虚实集成与大数据

近年永䥶工程承接的高雄机场跑道整建工程,可说是一项大挑战。除了首创国内晚上施工、白天开放的跑道整建,作为台湾南部唯一国际机场,为了不影响航班正常运行,永䥶工程身负一项艰钜的任务,就是如何边铺边飞。

这项技术难在跑道所铺设的五层沥青混凝土系采区段式衔接,因此必须设法让转接段接得顺、接得平,才能让飞机在起飞或降落时「无感」而不受影响,因此每个区段的弧度与坡度,都要经过相当精密的计算,可谓差之毫厘失之千里。

郭晋宏说,传统铺面施工前大多需要透过测量队放样、设置钢索线等模拟目标高度、平坦度等,再让铺装机沿著引导线进行铺面,但这会造成两个问题,一是透过人工目视基准线一定会产生人为误差,二是打桩拉线会破坏原有跑道,无论从何角度来看,对安全系数相当高的跑道整建工程来说,都是无法容许的。而永䥶工程十年前坚持引进的3D铺面系统,刚好在这个关卡帮上大忙,透过虚拟量测描绘地貌,加上大数据计算最佳化参数,透过虚实集成,永䥶工程前后花了将近360天,完成这项艰钜的任务。

郭晋宏进一步解释,所谓3D铺面系统事实上是一种结合地面激光雷达测量的施工手法。在铺面前进行刨除作业时,先将高程数据输入铺装机具的车载计算机,经过计算机系统化的确认、大数据的运算模拟,以及现场全测站仪的地面测量,在虚实集成的结合下,铺装机就可以自动根据最佳化参数结果,动态调整施工内容,由于不再经由人为目视判断,不只能够将误差降到最低,也因此减少了用料浪费,甚至因不需要前置作业而大幅提升舖面效率,因而有效降低舖筑成本。

采用先进的科技手法舖路,郭晋宏这条路走了十年,在外界看来,导入3D铺面系统是一项相当超烧成本的投资,不仅比传统舖面工程的成本贵十倍,还要说服设计与建造单位同意配合,加上政府无补贴,过去在台湾几乎无人敢随意尝试,但这项技术在国外却相当盛行与成熟。

郭晋宏认为,传统沥青产业若需要改革,就要大刀阔斧升级,除了让铺面质量提升,为社会大众提供更好的服务质量,更有机会藉此翻转外界对这项产业的既定印象,所幸推动十年下来,现在产业也逐渐出现正面回馈,开始感受到这项技术所带来的效益与好处。

导入工业4.0 传统产业也可以很智能

除了专精于铺面工程,永䥶工程现更发展成一条龙模式,在桃园观音跟台南分别拥有两间沥青混凝土产制工厂,而接下来,永䥶工程还要导入工业4.0,迈向关灯工厂。

郭晋宏的目标不仅是生产自动化而已,更要全面导入人工智能,结合云端数据库及物联网,有效运用大数据管理与智能机具,实时将工地施工端的信息传送回工厂生产端,自动调整工厂产制流程,除了能有效降低生产人力成本外,更能有效提升沥青混凝土质量的可靠度、稳定性与产能。

举例来说,未来施工前进行旧路面刨除工程时,可以透过物联网实时将刨除数据回馈给后台,并进一步连结铺装机具,除了可以确保铺面工程的精准度外,更重要的是与后端生产线的无缝配合。

郭晋宏说,沥青制造工厂的特色就是「没有库存」。这里的库存并非指原物料,而是指铺面所需的沥青混凝土,都是在施工期间实时生产,简言之,工程需要多少沥青混凝土,工厂才生产多少物料。

因此铺面工程不只讲究施工技术,也相当考验工厂的生产节拍,如何配合前端施工现场的施工速度、用料,以及当下的气候环境条件等,动态调整产料的参数与速度,以及对运料过程的掌控等,为了防止出现等料或停滞的时间过长,影响路面质量,因此每个环节,都必须算到最精准。

郭晋宏指出,过去产业多采用人工作业,除了常会发生算错料的情况造成而无端浪费,甚至在生产过程中因此错估质量,但透过人工智能,由系统自动估算,过去难以掌控的生产环节便能更有效地管控。

有别于传统沥青产业,永䥶工程则是相当注重软件与系统的强化,目前在桃园观音厂的工厂,已经做到80%的生产流程都是由计算机化操控运行,进入数字化生产模式。而在台南工厂,永䥶工程近年更是引进全球先进的智能沥青搅拌站,全面落实工业4.0。透过不断导入创新科技提升质量,永䥶工程证实,即便是传统的沥青混凝土产业,其实也可以很智能。

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