【引言】
近年来，国家经济持续稳定发展，促进了公路、铁路和城市交通体系的建设和完备。我国钢桥制造规模的不断扩大，先后建成了武汉天兴洲长江大桥、南京大胜关长江大桥、苏通长江大桥、钱塘江大桥、青岛海湾大桥等许多知名的拱桥、斜拉桥和悬索桥，钢桥技术已处于世界领先水平。
在高速发展的同时，我们又面临制造业技术工人日益短缺和劳动力成本逐步提高的现实，传统桥梁钢结构制造技术水平已不能满足产业的需求。随着国家的十三五规划推动工业4.0的发展，明确了智能制造的发展方向，桥梁钢结构制造行业智能生产革新势在必行。未来桥梁钢结构智能生产线综合解决方案又该是什么样呢？
一、桥梁钢结构制造技术现状
● 自动化程度低：目前桥梁钢结构生产制造仍然采用传统的制造模式，即把各工序分开来实施的离散化生产模式，比如钢箱梁板单元工序，分为钢板下料、切割、开孔、组装焊接、预拼装等独立的设备单元，没有形成流程化制造。
● 劳动力需求大：产业规模快速扩大，对劳动力需求激增，而我国当前建筑工人日益短缺的现状矛盾突出，相关数据显示，自2012年起，我国16至59周岁的劳动力人口在数量和比重上连续下降，9年间减少了近3000多万人，建筑工地现场50以上的工人占50%以上，可以预见，劳动力将成为行业发展的制约因素。
● 施工条件差：现场焊接、切割、冲压等作业产生大量的噪音、有害粉尘，加上施工安全风险，这与现代追求生活的品质时代及绿色制造格格不入。
二、桥梁钢结构制造存在的问题
钢桥梁主要结构类型有钢板梁桥、钢桁架梁桥、钢箱梁桥与叠合梁桥，主要特点：工件规格型号多未形成标准化，工件尺寸大，精度低，结构复杂，形状各异，工件焊接等加工操作空间狭小，机械加工可达性差等，很多工序都是需要依靠人工作业及人工辅助设备作业。
三、桥梁钢结构制造技术发展及关键技术实施路径
● 第一阶段：先实现桥梁钢构件单工序、单设备自动化或者自动化生产，再逐步优化制造端硬件平台，实现构件多工序的自动化生产。
● 第二阶段：搭建数字化平台，逐渐完成从基于数据驱动下的制造优化，实现数字制造迈入智能制造的初级阶段。
● 第三阶段：基于智能机器人与自动线构建的数字化工厂的基础上，借助大数据，人工智能，工业物联网等先进技术，优化桥梁构件的生产制造，实现智能制造。
● 设计数字化：随着BIM技术在钢桥项目中的应用，钢桥设计已逐步转向三维数字化设计，具有代表性应用软件有Tekla、Catia、Revit等，产品三维模型是制造的数据之源，需要借助专业软件，对模型的制造信息进行全面表达和共享等操作，用于满足后续专业制造工艺系统软件或加工焊接设备的需要；在数字化设计阶段将产品的数据传递到制造环节是最主要环节，此前必须先借助模型数字管理系统将产品的结构树转化为生产用的MBOM数据。
● 工艺数字化：对已经完成制造信息的解析的产品设计数据，还不能直接用于数字化制造，需要进一步的对数据进行工艺规划、仿真、验证、优化等处理，编译成设备可执行程序数据，例如在机器人焊接方面，依据产品数据模型焊缝信息，通过离线编程对产品进行焊接路径规划和位姿设置，焊接机器人使用离线仿真，验证工艺的正确性和经济性。
● 制造数字化：产品BIM数据模型经过编译后形成制造可执行程序数据，借助工业互联网技术传递到设备层，以实现模型对数字化设备的驱动生产、制造过程数据采集、实现制造及工艺实时监控和修正。
● 管理智能化：制造数字化过程中，时刻需要大量数据用于分析、处理、传递、生产等环节。智能化管理平台是整个智能化制造过程和数据处理的指挥中心，具备对各类数据的收集、解析、表达和共享的功能。借助集BIM技术、工业物联网、云计算、区块链、人工智能等技术，最终实现桥梁钢结构的自动化、数字化、工业化、智能化融合的高端制造模式。
智能制造是建立在高度自动化、数字化、工业化和信息化基础上的一种信息融合、全面物联、协同运作的创新制造模式，需要经历长期的发展过程，桥梁钢结构制造相对传统制造业技术发展相对较晚，离实现智能制造还有较大距离。
未来，还需要围绕桥梁钢结构智能生产这个主题开展技术攻关研究及示范应用、以更好支撑国家重大发展战略，推动桥梁钢结构行业的智能制造。
