الذكاء الاصطناعي لتصنيع منتجات الخرسانة: تحسين تصميم المزيج والتنبؤ بالقوة

تصنيع منتجات الخرسانة، بما في ذلك العناصر سابقة الصب وكتل البناء الخرسانية والأنابيب ومنتجات الرصف، يعتمد على الحصول على تصميم المزيج الصحيح. تحدد نسب الإسمنت والركام والماء والخلطات الإضافية القوة والقابلية للتشغيل والمتانة ومظهر المنتج النهائي. التحدي هو أن هذه الخصائص تتأثر بتغير الركام واختلافات دفعات الإسمنت والظروف المحيطة وطرق الإنتاج.

يساعد الذكاء الاصطناعي بتحسين تصاميم المزيج لأهداف متعددة في وقت واحد والتنبؤ بقوة المنتج الفعلية من البيانات المبكرة وظروف الإنتاج.

تحسين تصميم المزيج

يستخدم تصميم المزيج التقليدي طرقاً معتمدة لحساب النسب بناء على متطلبات القوة والقابلية للتشغيل المستهدفة. ثم يُختبَر المزيج، ويُعدَّل، ويُؤهَّل في النهاية. تعمل هذه العملية لكنها تميل إلى إنتاج تصاميم متحفظة تستخدم إسمنتاً أكثر من اللازم لأن التصميم يجب أن يأخذ في الحسبان أسوأ سيناريوهات تغير المواد.

يأخذ تحسين تصميم المزيج القائم على الذكاء الاصطناعي في الحسبان الخصائص الفعلية للمواد المتاحة، وليس مجرد نطاقات المواصفات. إذا كانت لشحنة الركام الحالية تدرج أو امتصاص يختلف قليلاً عن الشحنة السابقة، يضبط الذكاء الاصطناعي نسب المزيج للحفاظ على الأداء مع المواد الفعلية. إذا كان للإسمنت من الدفعة الحالية قوة مبكرة أعلى من المعتاد، يمكن للذكاء الاصطناعي تقليل محتوى الإسمنت مع الاستمرار في تلبية متطلب القوة.

يقلل هذا التحسين استخدام الإسمنت، وهو توفير في التكلفة وفائدة بيئية لأن إنتاج الإسمنت مصدر كبير لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

التنبؤ بالقوة

تُتحقَّق قوة الخرسانة عادةً باختبار الأسطوانات أو المكعبات بعد 28 يوماً من الصب. يعني هذا أنك لا تعرف ما إذا كانت الخرسانة تلبي مواصفات القوة حتى ما يقرب من شهر بعد الإنتاج. إذا كانت هناك مشكلة، قد يتأثر شهر من الإنتاج.

تقدّر نماذج التنبؤ بالقوة بالذكاء الاصطناعي قوة 28 يوماً من البيانات الأبكر: نتائج اختبار يوم واحد أو 3 أيام أو 7 أيام مدمجة مع نسب المزيج وظروف الإنتاج وبيئة المعالجة. يتعلم الذكاء الاصطناعي العلاقة بين قوة العمر المبكر وقوة العمر المتأخر لكل تصميم مزيج محدد، مع الضبط للعوامل التي تؤثر على منحنى اكتساب القوة.

يمكّن هذا التنبؤ المبكر من التعرف الأسرع على مشاكل القوة المحتملة. إذا تنبأت نتائج 3 أيام بأن قوة 28 يوماً ستكون هامشية، يمكن للمصنّع التحقق وتصحيح القضية قبل إنتاج المزيد من المنتجات بنفس المشكلة.

اتصال العملية

يربط الذكاء الاصطناعي أيضاً ظروف الإنتاج بجودة المنتج. الخرسانة التي خُلطت لفترة أطول، أو عُولجت في درجة حرارة مختلفة، أو ضُغطت بطاقة اهتزاز مختلفة ستطوّر قوة مختلفة من نفس تصميم المزيج. يتتبع الذكاء الاصطناعي متغيرات الإنتاج هذه ويدمجها في تنبؤاته بالقوة ومراقبة الجودة.

للمزيد عن الذكاء الاصطناعي في تصنيع مواد البناء، تفضل بزيارة صفحة تحليل التصنيع في FirmAdapt.