“它山之石”——拓普康智能化施工发展历程

拓普康日本智能施工业务总经理——江藤先生

将来，当有人回顾起土木工程发展历史时，一定注意到一些重要时刻。拓普康机械控制系统解决方案如何在日本市场上推广的？它们最初是以什么样的方式进入建筑工地的？为此，我们专访了拓普康代表董事兼高级常务执行官江藤先生，他自20世纪90年代以来一直从事机械控制系统的销售工作。ICT智能化施工在日本的开端是一场充满先驱者独有的苦痛和欢乐的序章。

1、变革的景象

一台真正强大的推土机发出阵阵咆哮声，而机器前部形状像竹片的铲刀，将土壤夷为平地——即使是那些从未从事过土木工程工作的人士也可能看到过这一幕。令人惊讶的是，铲刀自动上下移动，在1~3厘米的精度范围内将地面推平。

传统的施工方式：首先需要具有专业背景的测量工程师测定施工标准，然后建筑工人则根据设计图纸的标定在现场对应位置进行打桩和标记，最后则由机械操作手根据桩点标定信息，以手动的方式控制铲刀上下升降并平整地面，如此往复。

此外，在实际施工作业中，土地平整还有具体施工工艺的要求。比如，在道路施工时，通常需要保持道路中心或单侧略高，以防止路面形成积水。

2、2D系统之后会是什么？

始于1994年，拓普康收购了一家专注于建筑机械自动化控制的美国公司（AGT，Advanced Grade Technology）。史蒂夫·平野（Steve Hirano）和现任TPS总裁雷·奥康纳（Ray O'Connor）均表示：“未来，土木工程和建筑机械将实现自动化。”当然，这在当时是很难想像的---这样的场景看起来就像是科幻片。

拓普康东京总部高管赴美参观团

最初东京总部质疑道：“这真的会发生吗？”然后，平野先生邀请拓普康东京总部的高管到美国，他们参观考察后说道：“无论如何，这真的太神奇了！” 江藤先生笑着回顾那些日子。考察结束后，拓普康总部的高管们都承诺支持这个项目。江藤先生清楚地记得他们当时说：“如果这项技术传播到世界各地，将会彻底颠覆人们对建筑施工工作的认知。”

3、成立激光系统业务部 

土方施工之前，通常是每 30 米的间隔设立一个标桩，地面平整是否接近标桩设定高度，这完全取决于操作手的直觉，即标桩之间是否与设计相符或已经整平。

从另一方面来说，如果您使用无标桩的方式作业（早期机械引导系统），则操作手可以基于系统提供的标高信息，直接准确地将传统标桩间的区域进行平整。从那时起，配套使用旋转激光发射器的推土机系统已经演变为基于激光测定铲刀上下位置并集成了横坡传感器，即推土机引导系统。

随后，该系统又演变为一个全自动化控制的推土机控制系统，通过控制推土机的液压系统铲刀可根据设计标高自动升降移动。

在美国，拓普康激光系统公司（TPS前身）从1994年正式开始推广这种机械控制系统解决方案，并于1998年在全球首家推出了基于三维设计数据的3D机械控制系统解决方案，实现机械设备的自动化控制。

1999年，拓普康激光系统日本公司成立，江藤先生专职负责开发这项新业务，并拥有6名销售人员，专门从事激光测量设备和机械控制系统的业务推广和销售工作。

拓普康激光系统日本创始成员

4、激动人心的现场演示

2000年，拓普康正式收购了一家拥有精密GNSS定位技术的美国公司（JPS），并同期发布了基于卫星定位的3D机械控制系统。

日本第一个尝试使用拓普康机械控制系统的一个总承包商承建了位于北海道山区的一个巨型蓄水池，这里冬季积雪深达5至6米。蓄水池需要做很多精准的斜坡，以防积雪在未经许可的情况下滑入蓄水池。

这个项目的曲面施工面积约占整个表面的70%。更重要的是，如果没有3D机械控制系统解决方案，北海道的这个建筑工地实施起来会非常困难。但在建筑施工领域，任何失败和误工都是不被允许的，所以在项目正式采用机械控制系统之前，需要首先安排现场演示以展示拓普康机械控制系统方案的可行性和适用性。

具有决定性意义的演示于2001年在群马县的一个采石场进行了复制北海道实际施工现场的试建。江藤先生说道：“实际上，总承包商进行这项测试花费了几亿日元，这是一次大考。同时，对我们来说这也是一次郑重的展示。”大考当天，所有参与者都紧张地观看拓普康3D机械控制解决方案的能力展示。

如果本次实验成功，他们将是第一批使用重型机械自动化建造的承包商。机械设备可以自动化地根据设计图纸进行施工，比人工操控更精准、效率也更高。

采石场有各种斜坡，但其中一些像悬崖一样陡峭，重型机器用履带从斜坡缓步行进。现场所有人员的眼睛都紧盯着推土机，只见推土机的铲刀毫不迟钝地自动上下移动，最终推土机自动在采石场中根据设计图纸推制出各种斜坡。

本次的最终测试验证表明，拓普康的机械控制系统方案是可行的。江藤先生说：“这开启了自动化施工的道路！”所有参与建筑工作的人都很高兴自己有能力处理困难的建筑工作。

5、携手踏上智能施工之旅

随着本项目的实验和施工的顺利完成，日本的机械控制系统的业务规模也逐渐扩大。此外，江藤先生还相继会见了更多关键人物。体验过拓普康机械控制力量的总承包商和主要电力公司还引荐了他们的客户。拓普康的机械控制系统不仅在北海道的建设中被采用，而且在九州地区的发电大坝建设中也被采用。

曾经将我拒之门外的人对我说：‘没有这项技术，我们真的做不到，谢谢你！’当开展新业务时，你会不断面临负面的反馈，甚至改变你以前的价值感。但随着我们一遍又一遍地这样做，日本的建筑商已经开始在全国各地的机场和其他困难的建筑工地使用拓普康的机械控制系统。”

国土交通省（日本）已经开始大力推广利用ICT的建设，并将其命名为i-Constrution即智能化施工。这可能也是因为看到了拓普康的智能施工解决方案有更好的应用潜力和前景。

建筑设备的自动化仍在世界各地不断普及，特别是在一些小型的建筑工地上。希望更多公司能够意识到这一价值并采用它。

最后，江藤先生从更广的角度谈到了未来：“让我们从现在开始一起体验一次次有趣的智能施工之旅！客观来说，土木工程工作在日本是必不可少的，这里有61%的山区。这是一个亟需先进土木工程技术的国家，而在像中国、欧洲这样平原无尽的国家是难以想象的。全球仍然需要更多的土木工程，但也仍存在很多挑战，我们需要让系统变得更易于使用和更强大！”

把握先机，洞见未来！

来源：拓普康 索佳

责任编辑：LuYue