0.引言

中國制造2025”主要圍繞創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展、人才為本等關鍵環節以及先進制造、高端裝備等重點領域，提出了加快制造業轉型升級、提質增效的重大戰略任務和重大政策舉措，力爭到2025 年，中國從制造大國邁入制造強國行列。

輸電線路鐵塔制造行業為傳統勞動力密集制造行業，加工自動化水平較低，加工模式落后。在新技術、新產品層出不窮的今天，在“中國制造2025”國家戰略背景下，鐵塔制造企業唯有緊跟時代的步伐、努力創新，積極將數字化、信息化、智能化等新技術融合于生產加工過程中，才能實現轉型升級，進一步提高企業的核心競爭力。

1.鐵塔加工企業現狀

目前，國內上規模的鐵塔制造企業有300余家，部分企業應用了ERP系統進行采購、生產和銷售管理，大都還停留在分散的人工傳遞各種信息階段，管理效率不高[2]。近年來，雖然鐵塔加工設備自動化程度不斷高，出現角鋼生產流水線、等離子復合機、筋板數控流水線等數控設備，但部分工序如制彎、坡口、焊接等工序自動化程度不高，整體加工效率低。

2.存在的問題

目前鐵塔制造技術與“中國制造2025”存在以下幾個差距

2.1 設備自動化程度低

鐵塔制造工藝由下料、制孔、打鋼印、切角、制彎、焊接、組裝、鍍鋅、包裝等多道工序組成。其中下料、制孔和打鋼印等工序由于采用角鋼生產流水線、等離子復合機、筋板數控流水線等數控設備，自動化和集成度較高，其他工序還處于半自動或手工加工，生產效率低，且質量不穩定，受人員因素影響大。

2.2 生產模式落后

目前雖然部分鐵塔制造企業引入ERP生產管理系統，實現了生產任務下達、材料領用、加工進度和結算統計等工作數據共享。但大部分數據來源于人工錄入，車間加工、信息傳遞、生產操作過程管理、檢驗管理主要以紙質文件為載體。數據收集時率低，受人員操作影響大，無法為生產決策提供及時可靠信息。

2.3 環保、節能效率不高

輸電線路鐵塔防腐方式主要為熱浸鍍鋅，熱浸鍍鋅是鐵塔制造的重要工序，也是鐵塔制造企業一個重要的利潤來源。鍍鋅工藝過程中產生酸霧、鋅煙以及廢酸對環境和人體有不利的影響。隨著國家對環境保護法規的完善，加上人民群眾環境保護意識的逐步提高，鐵塔制造企業面臨較大的環保壓力。

3.鐵塔制造技術的發展趨勢

3.1 自動化設備的研發

國內鐵塔制造設備自動化水平與國外發達國家還有一定的差距。日本已擁有先進的鋼管塔加工專用自動化工裝設備、在線檢驗設備等，實現了產品的自動化生產和檢測。我國則僅在制孔、打鋼印等部分工序實現自動化生產，總體自動化程度不高。鐵塔加工設備研發將向自動化、集成化發展方向，最大可能減少人工操作和流水線長度。自動上下料裝置、鋼管塔生產流水線、焊接機器人、鋼板加工復合機等設備的研發和應用是目前鐵塔設備研發的重要方向。

3.2 智能制造技術應用

智能制造技術包括智能化制造技術和信息化管理，鐵塔智能制造技術包括以下幾個方面：

3.2.1 數字化制造，生產狀態和進度實時監控

數字化制造，通過生產組織模式、管理模式、過程數據采集、過程質量控制的數字化及數控設備網絡化，構建數字化制造系統，該系統以解決單件小批定制生產模式為應用對象。

在生產組織模式上，充分考慮多品種批量訂單生產類型企業的特點，構建由數控設備、自動輸送機構組成的柔性生產單元，通過柔性單元內部和單元之間的柔性，解決數字化制造過程的柔性問題;

在生產管理模式上，結合精益生產管理模式，實現生產過程中的信息協同，提升和優化車間管理方式和管理效率;

在過程數據采集上，通過光電傳感器件的使用，實現過程數據的實時采集和傳輸;

在質量控制上，通過數字化監測設備和單元，實現質量控制的自動化和數字化，保障制造過程的質量要求。

3.2.2 智能化物流，生產物流的精細智能管理

由數字化立體倉庫、AGV 小車、數字化分揀裝置、二維條碼標示及識別和智能物流管理系統組成，負責數字化車間各環節所需物料的配送和調度。在物流組織模式上，考慮配送的柔性，配送設備采用AGV 小車方式;物流引導通過二維條碼方式實現，通過標示和識別，準確、實時采集物流配送數據。

生產車間在空間和設備布局方面，需按照以下原則：

①符合工藝流程，滿足制造資源(包括人、機具和物料)在空間上緊密結合、時間上適當連接的需要;

②減少物料搬運工作量，減少自制零件和外購件的損壞，減少在制品庫存量或庫存時間;

③物流線路的規劃，應以能降低物流過程中運輸成本并能適當靈活地改變路徑，加快生產流程為原則。

3.2.3 信息化管理，企業業務層到車間系統垂直集成

通過SCADA、MES、ERP、PDM系統的整合以實現一體化生產管理，從而提高整體生產效率。依據企業信息化層次模型，實現計劃排產、生產執行、物料管理、質量管理、設備管理、車間管理、實時監控、報表管理等功能，支撐實現生產調度智能化、設備運維數字化、質量控制精細化、制造過程可溯化、實效分析實時化、車間管理集成化六大管理目標。

3.3 BIM技術應用研究

BIM是以三維數字技術為基礎，集成建設工程項目各種相關信息的工程數據模型，同時又是一種應用于工程決策、設計、建造、管理的數字化技術[3]。

鐵塔生產以工程為單位，研究基于BIM技術理念工程管理信息協同數據平臺，構建信息共享平臺整合了生產決策、材料采購、設計(放樣)、生產、試組裝、售后等多個階段的信息，實現了工程生產管理系統規劃、三維設計、生產協同管理、虛擬組裝、售后反饋的全壽命周期工程管理和信息共享。如材料情況、圖紙情況、生產情況、工地安裝反饋情況等實現平臺共享。可有效提高工程鐵塔生產管理效率，符合信息化背景下生產精益化管理要求。

3.4 新材料、環保節能工藝研究

鐵塔用鋼向高強度、大型化方向發展。在輸電鐵塔中使用高強度、大規格鋼材，可以有效減輕塔重，提高鐵塔結構可靠度。近年來，特大規格角鋼、Q420Q460級直縫焊管、鍛造法蘭、10.9級高強螺栓等鐵塔新材料在今后一段時期仍將有很大應用空間。同時新型桿塔材料向輕型、環保方向發展，在輸電線路中使用耐候鋼、球墨鑄鐵等新型桿塔材料不僅可以克服現有普通碳鋼鍍鋅污染、后期維護成本高等問題，還具有加工效率高、運輸安裝方便，維護成本低等優點，是后期桿塔材料的發展方向。面對出現越來越多的新型材料，研究相應的配套工藝，提高加工效率和質量是鐵塔企業需要解決的問題。

鐵塔熱防腐技術向無害化、節能化發展。現行鐵塔鍍鋅工藝能耗高、易造成污染，開展新型節能環保鍍鋅工藝研究，改進原有防腐技術需求迫切。重點研究方向是，開發鍍鋅工藝環節中的無煙助鍍技術、酸霧吸收技術、鋅鍋加熱和保溫技術、無鉻鈍化工藝、廢酸回收利用技術，開展熱噴涂防腐實用化技術研究。

4.結論

鐵塔制造行業屬于而傳統裝備制造業，自動化水平低，生產效率遠低于汽車等行業。隨著人力成本不斷提高，倒逼企業轉型升級。數字化、信息化、智能制造和綠色環保加工技術符合“中國制造2025”國家戰略，是鐵塔制造技術的發展方向。但由于起步較晚、技術基礎薄弱，許多關鍵問題仍需要廣大技術人員努力解決。