1、高高频频振振捣捣器遥控装置的研究器遥控装置的研究丽丽水水330国道改建工程国道改建工程QC小小组组一、工程概况一、工程概况本工程为330国道改建工程莲都段，因全线能作为预制场的场地极其有限，且为了集中预制，集中管理，由指挥部牵头将全线四个标段梁板预制工作全部放在我四标预制场，共计25米T梁952 片，35米T梁 175 片，20米空心板梁32片。按照施工计划2015年7月份开始预制第一合同段灵山大桥的35米T梁，总结之前25米T梁预制过程，发现梁板外观问题最为突出且极不稳定，多次引起业主和监理方的关注。如何加强梁板预制管理工作，提高预制梁板外观质量成为我们项目急需攻克的一个重要课题。二、二、Q2、CQC小组简介小组简介 为了攻克梁板外观质量难题，使梁板预制达到规范化、标准化、精细化要求，丽水330国道改建工程四标QC小组在组长奚兵带领下精心组织策划，围绕高频振捣器遥控装置展开QC课题研究，小组简介如表2-1。表2-1 QC小组简介小组名称丽水330国道改建工程四标QC小组成立时间课题名称高频振捣器遥控装置的研究小组类型创新型组长奚兵活动日期2015年3月2015年9月注册时间2015年3月1日课题注册小组注册活动频次2次/月，出勤率90%小组人数10人序号姓名性别年龄文化程度组内职务职称(工种)小组分工TQC教育时间(h)1男41本科组长高级工程师策划852男40本科副组长高级工程师指3、导853男39本科副组长高级工程师组织854男42本科副组长高级工程师现场管理805男35本科组员工程师方案设计806男40专科组员电工技师具体实施757男25本科组员助理工程师数据统计708男43专科组员工程师试验检测709男52专科组员质检员质量检验6510男48高中组员浇捣工现场操作65制表：奚兵 日期：2015年3月1日 三、选择课题三、选择课题制图：宣伟立 日期：2015年3月20日四、设定课题目标四、设定课题目标1、确定目标目目 标标为为了了实现实现梁板梁板预预制作制作业业智能化、集成化和精智能化、集成化和精细细化，研化，研发发一一种种高高频频振振捣捣器遥控装置，改器遥控装置，改进4、传统进传统高高频频振振捣捣器控制方法，使梁板器控制方法，使梁板制图：龚清富 日期：2015年3月25日 2、目标可行性分析通过统计以往浇筑的25米T梁外观情况，发现多数梁板外观不同程度上存在色泽不均匀、光洁度不佳、气泡集中、局部“过震”等问题，且这些问题始终没有找到有效的改进或解决以往梁板以往梁板外外观观情况情况预制场担负全线四个标段梁板预制工作，工程量大，梁板质量问题受到丽水市质量监督检查局的高度关注，其中梁板外观问题是每次检查的重点之一，项目部对此十分重视质监质监站站关关注度高注度高梁板外观影响因素极为复杂：原材料采购、配合比设计、混凝土拌制和运输、混凝土浇筑工艺、模板处理等各个环节都可能5、出现问题，经过工地试验室和预制场长时间的试验和总结，采用控制变量法将原材料采购、配合比设计、混凝土拌制和运、模板理等因素一一排除掉，最梁板外梁板外观观影响因素影响因素复杂复杂高高频频振振捣捣控制不佳控制不佳梁板浇筑振捣分附着式高频振捣和人工插入式振捣，由于35米T梁高度高，方量大，钢筋骨架空隙小，人工振捣效果有限，高频振捣器的精细化控制就成为关键。以往高频振捣方式是放料工通过手势指挥工人手动开关高频，这种方法存在指挥时间有误差、操作不及时等问题，最终影响到高频振高高频频振振捣捣器遥控装置的研究器遥控装置的研究课题课题名名（1）课题分析：小组通过对梁场近期浇筑的50片梁板进行实际调查，做出了梁板6、外观问题分布频数表及直方图。表4-1 梁板外观问题频数统计表序号梁板外观问题频数（处）频率（%）1色泽不均匀7142气泡集中6123表面蜂窝麻面004存在非受力裂缝12合计5028图表制作：陶万涛 日期：2015年3月26日 图4-1 梁板外观问题频数直方图 通过直方图中可以看出：色泽不均匀和气泡集中是梁板外观问题的症结所在，这两者占所有梁板数量的26%，使得梁板外观鉴定不符合公路工程质量检验评定标准中规定。小组通过分析指出假如通过改进高频振捣器控制方式，加强精细化、智能化操控，减少或者消除出现色泽不均匀和气泡集中问题的梁板数量，使梁板外观质量满足规范要求。（2）目标分析预制场进行梁板预制工作7、近两年，预制梁板约1000片，具有丰富的施工经验及数据积累，根据之前的施工总结和改进措施使梁板外观质量有了很大改善，把影响梁板外观的各种因素分析的较为透彻，为本次课题研究提供大量实用的分析数据，小组成员对于目标的实现有充足的信心。（3）活动可行性分析本QC小组成立于2013年7月1日，连续两年致力于创新型QC课题的研究，并取得较好成绩。小组成员创新意识高，施工经验丰富。本小组具备各种专业技术人才，具有很强的实践操作能力。此外预制场作为项目部质量管理的重点，项目经理要求预制场、工地试验室、桥梁工区、机料科等相关部门对本课题给予全力支持，为本课题研究提供充足的人力物力资源。五、提出各种方案并确定最8、佳方案五、提出各种方案并确定最佳方案(一)方案的提出QC小组召开会议，运用“头脑风暴法”针对“高频振捣器精细化操控”这个主题进行探索，提出可能实施的方案，并运用亲和图进行归纳整理。高频振捣器精细化操控人工控制通过秒表计时控制通电时间延时继电器控制通过延时继电器控制通电时间无线遥控通过遥控装置控制开关制图：郑杜飚 日期：2015年3月28日 为了进一步分析所提出方案的优缺点，小组成员制订了高频振捣器精细化操控方案分析表。表5-1 高频振捣器精细化操控方案分析表序号方案名称方法简介优 点缺 点1人工控制给浇捣和开关高频的工人每人配备计时器，通过秒表计时方式控制高频振捣时间实施简单，成本低放料工和高9、频开关工人沟通仍存在误差，不能保证振捣时机和时间的准确性2延时继电器控制通过设计一种延时继电器的电路控制高频振捣器通电时间控制时间可调控，振捣时间固定一致触发延时继电器时机难以把控，对于工作性能不同的混凝土不能进行灵活调控3无线遥控将遥控接收装置植入高频控制电路，浇捣工通过遥控面板直接操控高频振捣器开关操控直接、精准，可精简高频开关人员，实现梁板两边对称操控遥控装置购置、安装费用高制表：郑杜飚 日期：2015年3月28日(二)方案的评估及选定表5-2“高频振捣器精细化操控”最佳方案分析评价表项目技术特点经济合理性难易程度实用效果结论 制表：郑杜飚 日期：2015年4月1日分析结论：小组认为，从10、技术特点、经济合理性、难易程度、实用效果4个方面分析，通过对3个方案的综合比较分析，方案3更具优势，为此，选定方案3为最佳方案。(三)方案实施程序：对选定方案运用“头脑风暴法”，提出高频振捣器无线遥控方案实施程序。制图：郑杜飚 日期：2015年4月5日(四)提出方案实施需解决的问题：方案1人工控制法1、给浇捣工和开关高频的工人配备秒表2、约定计时器使用规则成本：材料(1003)=300元 注：秒表按100元每只计算简单本方案在实施过程存在许多问题，比如工人在对时过程存在误差，一边对时一边观察振捣效果或一边开关高频，极容易判断错误。本方案实施简单，成本低，但现场实用效果不佳，对于传统方法没太大改11、进效果。不选方案2延时继电器控制法1、将延时继电器改装于高频振捣器控制电路中成本：材料(3612)+人工（2003）=1032元注：延时继电器模块按36元每个，共需12个；人工改装、调试需3天，按200元/天计。稍复杂本方案实施过程存在触发延时继电器时机难以把控，对于工作性能不同的混凝土不能进行灵活调控等缺点本方案实施较简单，但在实际操作中不能进行灵活调控，改进效果有限。不选方案3无线遥控法1、按照方案构想设计电路图并进行优化2、按照电路图购置配件，并进行组装。3、将组装好的遥控装置进行现场测试成本：材料（206312+15000）5%+人工（200210）=5987.8元节约成本：人工(2512、24175)=35000元注：材料包括12只成品改装配电箱，2063元/只；1套遥控系统，15000/套，设备折旧率取5%。人工改装需2人，耗时10天，按200元/天/人计。节约成本计算按节省高频开关人员2人，每片梁浇筑按4小时计，25元/小时/人，共计175片梁板。复杂本方案目的是将高频振捣器操控权交予梁板浇筑工人，因其可以直接观测混凝土振捣效果，可以依据实际情况和施工经验灵活操作，使高频振捣效果达到最佳。实际应用也证明本方案达到了预期效果。本方案虽然实施过程复杂、耗时长、成本高，但在实际应用中取得良好的效果，最有可能实现目标。选择电电路路图设计图设计元器件元器件购购置置配配电电箱改装箱改装13、配配电电箱箱编编号号使用前使用前测试测试拟拟定振定振捣捣方案方案反反馈实馈实用效果用效果分析存在的分析存在的问问题题改改进进遥控系遥控系统统缺缺陷陷改改进进遥控使用方遥控使用方法法不断不断总结总结改改进进目目标标达成达成高高频频振振捣捣器无器无线线遥控遥控法法设计阶设计阶段段制造制造阶阶段段使用使用阶阶段段确定整体布置方案确定整体布置方案具体具体电电路路图设计图设计电电路路图优图优化化遥控装置、元器件遥控装置、元器件选购选购配配电电箱箱组组装装配配电电箱按控制箱按控制图编图编号号遥控系遥控系统现场调试统现场调试记录记录使用使用过过程数据程数据对对照照实际实际效果改效果改进进制图：郑杜飚 日期：14、2015年4月10日六、制订对策表六、制订对策表根据明确的要求，小组成员制订了对策措施，见表6-1。表6-1 对策措施表序号方案要素对策目标措施地点完成时间负责人1确定整体布置方案召开QC小组会议，集体讨论设计出合理的配电箱布置图实地考察梁板预制台座工作空间及与是否影响其他工序会议室现场2015.4.12龚清富郑杜飚2具体电路图设计由小组专业电工技师担任主要设计任务设计出实用的遥控电路图依据整体布置方案确定遥控系统控制图，然后确定配电箱内部电路图办公室2015.4.30徐志红陶万涛3电路图优化小组讨论，设想使用过程可能出现的问题，针对这些问题进行电路图优化确保电路图施工安全性电路中增加急停开关15、熔断器等会议室办公室2015.5.3徐志红郑杜飚4遥控装置、元器件购置按照设计图购置遥控装置、元器件确保购置的装置和配件满足设计要求由主要设计人员对购置的配件进行检验办公室2015.5.25李军徐志红5配电箱组装按设计图纸进行配电箱组装确保配电箱组装符合设计要求每个配电箱组装完成后由电工技师按电路图对照检验仓库2015.6.30徐志红丁洪光6配电箱编号每只配电箱按控制图编号确保每只配电箱控制的高频振捣器与遥控面板对应将配电箱按照总体布置图依次排列，按次序编号仓库2015.7.2徐志红陶万涛7遥控系统现场调试将遥控系统应用于T梁浇筑过程测试遥控系统是否达到设计目标如果出现遥控失灵等问题，切换至16、手动，然后查找原因现场2015.7.6郑杜飚俞土生8记录使用过程数据分派技术员两名分别记录浇捣工艺和振捣时间为了探索的合理遥控系统使用方法记录从梁板开始浇筑到完成全过程现场2015.7.26陶万涛丁洪光9对照实际效果改进参照记录的数据和拆模后梁板外观进行分析，然后提出改进措施进一步提高预制梁板外观质量试验、数据记录、分析、改进、再调整，不断进行循环，直至使梁板外观达到稳定并良好状态办公室现场2015.8.10郑杜飚俞土生制表：陶万涛 制表日期：2015年4月10日七、按对策表实施七、按对策表实施实施一：确定整体布置方案实施时间2015.4.11-4.12实施地点会议室实施人员龚清富、郑杜飚为了17、确定合理的高频振捣器遥控系统布置方案，QC小组召开了会议进行讨论。总体方案由郑杜飚提出：35米T梁模板两边各有30个附着式高频振捣器；每边用2个装有遥控信号接收器的配电箱控制，一个配电箱设置15个插座，遥控面板由经验丰富的浇捣工操作。经过小组讨论，对此方案进行优化：将配电箱增加至6个，每个配电箱6个插座，其中1个备用。这样做的好处一是可以使高频振捣器接线不致过长而影响其他工序施工，二是可以使配电箱大小适宜，方便工人移运。图7-1 QC小组会议图 7-2 高频振捣器遥控系统布置图实施结果：确定的整体布置方案小组成员一致认为符合实际施工要求，比较合理。实施二：具体电路图设计实施时间2015.4.118、3-4.30实施地点办公室实施人员徐志红、陶万涛 接到设计任务后，小组电工技师徐志红通过现场考察传统高频控制配电箱，细致比对市场上遥控设备以及各元器件型号、质量等一系列准备工作，为后来的电路图设计打下了坚实的基础。经过两个星期的努力，终于交出了信号控制图、配电箱内部电路图以及信号接收图。图7-3 信号控制图 图7-4 配电箱内部电路图 图 7-5 信号接收图为了让小组其他成员明白和理解电路图，徐志红为大家讲解了整套系统的工作原理：1、智能遥控原理：把12只配电箱按顺序（左边一侧1-2-3-4-5-6，右边一侧1-1，2-1，3-1，4-1，5-1,6-1）接通电源，并且接好相应高频振捣器，一只19、配电箱控制5只高频振捣器，当采用智能遥控器操作时，把每只配电箱上的转换开关转向自动侧，再按下智能遥控器通电按钮，交流接触器KM闭合，这时12只配电箱总电源指示灯HL亮，说明配电箱总电源已通电，需要启动高频振捣器时，按下智能遥控器1启动开关，配电箱1，1-1里的交流接触器KM1同时闭合，指示灯HL1亮，配电箱1、1-1对称控制的2只1号高频振捣器通电。当混凝土振捣好时，再按下智能遥控器1启动开关，交流接触器KM1同时断开，配电箱1、1-1控制的2只1号高频振捣器断电，高频振捣器停止工作。其它按钮工作原理同上。2、当发现变频震动器不能停机或有其它原因需要断电时，再按下紧急按钮，交流接触器KM断电，20、12只配电箱总电源断电。当智能遥控器有故障时，把每只配电箱上的转换开关转向手动侧时，这样就可以人工操作了。实施结果：所设计的遥控电路图符合实际使用要求。实施三：电路图优化实施时间2015.5.1-5.3实施地点会议室、办公室实施人员郑杜飚、徐志红 通过实施二中遥控系统工作原理的普及，小组成员对于电路图提出了疑问。为什么配电箱之间采用串联方式，那么发生短路情况不是整套系统都崩溃了？担任方案设计任务的郑杜飚给出了解释：如果采用并联模式，必须采用很长的电缆线，由于预制梁板台座之间的工作空间过于狭窄，长电缆线不好布设，且各工序往往同时进行，在使用过程中极易被模板、钢筋等重物砸断。为了使整个系统简明实用21、，故采用串联。至于串联带来的风险，电路设计也进行了考虑，比如在电路图主路上加设急停开关，一旦发生问题，可通过遥控面板急停按钮切断电源；另外在主路上添加熔断器，当电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开（具体见图7-4）。实施结果：通过电路优化，遥控系统在使用过程的安全有了保障。实施四：遥控装置、元器件购置实施时间2015.5.4-5.25实施地点办公室实施人员李军、徐志红按照总体布置方案和设计的电路图，需要购置一套遥控装置：至少包含30个拨子开关，可以实现中近距离遥控，小巧轻便。经过在网络上反复比选，最终选择了南京沃帝斯智能科技有限公司的一款工业无线遥控器。配电箱22、所需的元器件都是比较常见的，故就近在市场上购置。无线遥控器照片和机料部门统计的材料数量表如下。图7-6 遥控面板 图7-7 充电器及电池表7-1 高频振捣器遥控系统材料数量价格一览表主要装置元器件单位数量单价（元）合计（元）备注熔断器只1280280断路开关只780560交流接触器只670420四孔插座只61060接线柱个11515按钮开关个6848电源指示灯个6530五芯电缆6平方米1018180连接线2.5平方米20240单只配电箱配电箱外壳只1430430 1号配电箱多了一个总开关、一个电源指示灯，其余11个配电箱完全一样。成品配电箱只12206324756遥控面板信号接收器充电器电池遥23、控装置天线套11500015000材料总价39756实施结果：购置的装置和配件经设计人员验收，满足设计和实用要求。实施五：配电箱组装实施时间2015.5.26-6.30实施地点仓库实施人员徐志红、丁洪光材料购置齐全后，配电箱的组装工作立即展开，本实施过程由徐志红担任技术指导，丁洪光进行人员调配。组装过程就是按设计电路图将元器件组装起来，为了保证组装的质量，每一步都要经过徐志宏检验过。因为整个组装过程全部采用人工，所以该过程大概花费一个月的时间。实施结果：配电箱组装符合设计要求。图 7-8 配电箱组装 图 7-9 成品配电箱图 7-10 编号的配电箱实施六：配电箱编号实施时间2015.7.1-724、.2实施地点仓库实施人员徐志红、陶万涛配电箱组装好之后，把12只配电箱按顺序（左边一侧1-2-3-4-5-6，右边一侧1-1，2-1，3-1，4-1，5-1,6-1）编号，其目的是将配电箱里的信号接收器、高频振捣器、遥控面板上的拨子开关三者对应起来，这样操作者就可以清楚地知道几号开关对应哪个部位的振捣器，达到精准控制的目的。实施结果：每只配电箱控制的高频振捣器与遥控面板对应。实施七：遥控系统现场测试实施时间2015.7.3-7.6实施地点现场实施人员郑杜飚、俞土生配电箱组装、编号之后，整个遥控系统建立起来了。为了减少实际应用过程故障率，需要进行现场测试。测试按照预定方案进行：将12只配电箱运至25、现场，按照布置图依次排开，按对应编号对于插孔接好高频振捣器。为了保证模板的质量，不能采取“空震”，只能一边浇筑混凝土，一边浇筑。浇筑过程，操作人按照传统振捣方式，熟悉遥控操作，并反馈问题。经过测试，操作人俞土生反映：遥控面板虽然现在用起来比较生疏，但是随着操作熟练起来，肯定能达到预期目标。遥控可以根据实时观测的混凝土振捣状态进行操控高频开关，相比以往用手势通知工人，工人再用过插拔插头的方式控制开关，其振捣时间的精度有极大提高。实施结果：遥控系统达到设计目标。图 7-11 遥控系统现场测试图 7-12 高频振捣器布置剖面图图 7-13 35mT梁浇筑工艺示意图实施八：记录使用过程数据实施时间2026、15.7.7-7.26实施地点现场实施人员陶万涛、丁洪光为了探索的合理遥控系统使用方法，必须对现场施工过程高频振捣的一些数据进行记录。技术员陶万涛跟踪记录高频振捣器开始振捣时机和停止振捣时混凝土状态，施工员丁洪光记录混凝土坍落度及浇筑工艺。数据记录贯穿整片梁板浇筑过程。通过连续记录10片梁板浇筑过程的数据，小组成员绘制了35mT梁浇筑工艺图，并确定了高频振捣器控制方法：35米T梁高度230cm,附着式高频振捣器按梅花形布置，下面一排距梁底60cm，上面一排距梁底120cm，这两排高频大致位于分层浇筑的第二和第三层。当浇筑第一和第二层混凝土只需启动下面一排高频振捣器（约定奇数拨子开关控制），浇筑27、第三和顶板混凝土只需开启上面一排高频振捣器（约定偶数拨子开关控制），这样就可以避免“空震”和“过震”现象了。当发现混凝土无显著下沉，且无明显气泡冒出，即可停止振捣。实施结果：基本确定遥控面板操控方法。实施九：对照实际效果改进实施时间2015.7.27-8.10实施地点办公室、现场实施人员郑杜飚、俞土生 为了进一步提高遥控装置振捣的效果，小组通过试验、数据记录、分析、改进、再调整，不断进行循环，直至使梁板外观达到稳定并良好状态。图 7-14 活动前梁板外观较差 图7-15 活动后梁板外观良好实施结果：梁板外观质量有很大提高。八、效果确认八、效果确认通过QC小组6个月时间的不断探索研究，完成了课题28、，达到了预期目标，取得了显著效果，受到各方好评。QC小组创新研发的高频振捣器遥控装置，成功地应用于330国道改建工程莲都段4标预制场的梁板浇筑环节，实践证明具有操作简单、精确可控、安全可靠等优点，提高了梁板外观质量，将高频振捣器控制原因造成梁板外观问题的频率由28%降低至8%，实现了第一个目标。通过分别统计活动前后浇筑的50片梁板外观，绘制以下频数统计表和柱状图。表 8-1 梁板外观出现问题的频数频率统计表 项目统计时间统计梁板总数（片）梁板外观出现问题的频数（片）梁板外观出现问题的频率（%）活动目标值QC活动前501428QC活动后504810%制表：丁洪光 日期：2015年9月1日图 8-29、1 梁板外观出现问题的频率柱状图制图：陶万涛 日期：2015年9月1日九、巩固措施和标准化九、巩固措施和标准化1、2015年9月8日QC小组召开会议，就已取得的成绩如何巩固，制订巩固措施如下：表9-1 措施巩固表 制表：宣伟立 日期：2015年9月8日“智能遥控高频振捣器装置”是一种新型的实用型施工装置，QC小组成员向国家知识产权局提出实用新型专利的请求，并获得了专利证书，专利号为ZL 2015 2 0758980.1十、总结和今后打算十、总结和今后打算序号内 容措 施执行人完成时间1整理成果进行推广将高频振捣器遥控装置的研究编制成作业指导书，在公司内部推广。奚兵9月20日2提升技术层次申报科30、研成果1、对本项目涉及到的“智能遥控高频振捣器装置”进行实用新型专利申请2、编写“预制梁板高频振捣遥控控制施工工法”，并申报企业级工法。宣伟立10月15日目目标实现标实现1、通过QC小组活动，提高了成员对新型工艺施工的技术水平和管理能力，增强了成员的团队精神。2、通过QC小组活动，成员的创新意识大大加强，在项目部掀起敢于创新的热潮。3、通过QC小组活动，成员分析解决问题的能力明显提高，综合素质自评分有较大提高。表10-1 综合素质自评表序号自评项目活动前活动后1团队精神70852质量意识75953个人能力80904解决问题信心75905工作热情和干劲70856QCC知识6590图10-1 综合素质自评雷达图图表制作：龚清富 日期：2015年9月10日今后打算：施工过程中发现目前使用的压浆机不能智能控制压浆料和水的比例，导致拌制的浆液不均匀，从而影响压浆质量。计划2016年针对压浆机的拌料系统的改进展开QC攻关活动，提高压浆浆液拌制质量。