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從台灣馬路「鋪」向國際市場 永䥶如何靠3D與大數據包下國內外機場整修?

永䥶工程專承攬國內外機場跑道整建工程。永䥶提供

千里之行始於足下,你是否觀察過腳下的道路,有什麼學問?一般人對瀝青混凝土產業的印象,不外乎「看起來骯髒、在做苦工」,但事實上,這是一門技術活,甚至當技術門檻越高,竟還有可能會涉及到飛安問題?

位於台中的永䥶工程,從傳統稱之為「鋪馬路」的工程起家,發展至今已成為國內高速公路、機場跑道的鋪面專業戶,而更意想不到的是,永䥶工程正透過3D虛實整合與大數據等創新科技翻轉這項傳統瀝青產業,為其帶來嶄新的風貌。

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永䥶工程創辦人暨執行長郭晉宏。廖家宜攝

每天踩在腳底下的道路究竟有什麼學問?國內道路大多數使用瀝青混凝土作為路面,永䥶工程解釋,一般人可能只注意路面有無坑洞,但要保證行車、行人安全無疑,瀝青鋪面的關鍵不只要「平」,還得依據不同使用場景與使用行為,選擇不同材料特性。

像是高速公路車速快,為了增加摩擦,瀝青配料就會不同,此外還要防止雨天積水在路面形成反射而影像駕駛視線,也得在瀝青選料上增添排水功能。簡言之,從一般鄉間道路、高速公路到飛機跑道、機車道、自行車道、隧道及停車場等,不同使用場景,其輪下、腳下的道路,外表看似無差別,但內在可說是大不相同。

「事實上,鋪瀝青這件事一點都不簡單。」永䥶工程創辦人暨執行長郭晉宏說。別看鋪路就是一輛車走來走去,但其實當下要考慮很多條件,包括瀝青的溫度、參數設定、設備、操作、氣候等條件。尤其在安全係數更高的場景中,這項工程更是必須以高規格看待。

像是桃園機場、高雄機場每日多達700次班機起降,輪下滑行的跑道與一般道路規格等級完全不同,包括跑道的長度、寬度、平坦度、厚度等,都需要符合美國聯邦航空總署(FAA)之跑道設計規範,正因為如此,跑道鋪面工程不外乎也可說是一項高門檻的技術行業,要知道,一旦跑道鋪設品質不佳,涉及的可是飛航安全。

從創立之初進入瀝青混凝土產業,永䥶工程就鎖定像高速公路這樣的高階市場深耕,近年更承攬國內外機場跑道鋪面整修工程,但當其技術門檻越高,相對也代表著產業的價值越高。郭晉宏不諱言說,外界常會誤以為傳統瀝青鋪路工程很簡單、門檻低,但事實上並非如此,因此郭晉宏常會飛到國外,研究日本、新加坡、德國等對於道路工程的設計發展,當他發現國外已經開始採用「科技鋪路」,因此在十年前,就毅然決然斥巨資引進3D鋪面系統,成為國內先驅,甚至時至今日仍是國內唯一採用3D鋪面系統的業者。

郭晉宏笑說,對他來說,負責鋪路的不是工人,而是像科技業一樣的工程師。透過新興科技的導入與輔助,郭晉宏希望能藉此扭轉外界對傳統瀝青產業的既定印象,證實這項傳統產業,也是可以很先進的。

而這也是永䥶工程之所以能夠承攬國內外機場跑道鋪面工程的原因。包括桃園機場南北跑道整建與機坪強化工程、高雄機場跑道整建,甚至新加坡樟宜機場、未來菲律賓馬尼拉機場的擴建等,以及新竹空軍基地跑道,都是由永䥶工程一手包辦。

機場跑道鋪築門檻高 結合虛實整合與大數據

近年永䥶工程承接的高雄機場跑道整建工程,可說是一項大挑戰。除了首創國內晚上施工、白天開放的跑道整建,作為台灣南部唯一國際機場,為了不影響航班正常運作,永䥶工程身負一項艱鉅的任務,就是如何邊鋪邊飛。

這項技術難在跑道所鋪設的五層瀝青混凝土係採區段式銜接,因此必須設法讓轉接段接得順、接得平,才能讓飛機在起飛或降落時「無感」而不受影響,因此每個區段的弧度與坡度,都要經過相當精密的計算,可謂差之毫釐失之千里。

郭晉宏說,傳統鋪面施工前大多需要透過測量隊放樣、設置鋼索線等模擬目標高度、平坦度等,再讓鋪裝機沿著引導線進行鋪面,但這會造成兩個問題,一是透過人工目視基準線一定會產生人為誤差,二是打樁拉線會破壞原有跑道,無論從何角度來看,對安全係數相當高的跑道整建工程來說,都是無法容許的。而永䥶工程十年前堅持引進的3D鋪面系統,剛好在這個關卡幫上大忙,透過虛擬量測描繪地貌,加上大數據計算最佳化參數,透過虛實整合,永䥶工程前後花了將近360天,完成這項艱鉅的任務。

郭晉宏進一步解釋,所謂3D鋪面系統事實上是一種結合地面光達測量的施工手法。在鋪面前進行刨除作業時,先將高程資料輸入鋪裝機具的車載電腦,經過電腦系統化的確認、大數據的運算模擬,以及現場全測站儀的地面測量,在虛實整合的結合下,鋪裝機就可以自動根據最佳化參數結果,動態調整施工內容,由於不再經由人為目視判斷,不只能夠將誤差降到最低,也因此減少了用料浪費,甚至因不需要前置作業而大幅提升舖面效率,因而有效降低舖築成本。

採用先進的科技手法舖路,郭晉宏這條路走了十年,在外界看來,導入3D鋪面系統是一項相當超燒成本的投資,不僅比傳統舖面工程的成本貴十倍,還要說服設計與建造單位同意配合,加上政府無補貼,過去在台灣幾乎無人敢隨意嘗試,但這項技術在國外卻相當盛行與成熟。

郭晉宏認為,傳統瀝青產業若需要改革,就要大刀闊斧升級,除了讓鋪面品質提升,為社會大眾提供更好的服務品質,更有機會藉此翻轉外界對這項產業的既定印象,所幸推動十年下來,現在產業也逐漸出現正面回饋,開始感受到這項技術所帶來的效益與好處。

導入工業4.0 傳統產業也可以很智慧

除了專精於鋪面工程,永䥶工程現更發展成一條龍模式,在桃園觀音跟台南分別擁有兩間瀝青混凝土產製工廠,而接下來,永䥶工程還要導入工業4.0,邁向關燈工廠。

郭晉宏的目標不僅是生產自動化而已,更要全面導入人工智慧,結合雲端資料庫及物聯網,有效運用大數據管理與智慧機具,即時將工地施工端的資訊傳送回工廠生產端,自動調整工廠產製流程,除了能有效降低生產人力成本外,更能有效提升瀝青混凝土品質的可靠度、穩定性與產能。

舉例來說,未來施工前進行舊路面刨除工程時,可以透過物聯網即時將刨除數據回饋給後台,並進一步連結鋪裝機具,除了可以確保鋪面工程的精準度外,更重要的是與後端生產線的無縫配合。

郭晉宏說,瀝青製造工廠的特色就是「沒有庫存」。這裡的庫存並非指原物料,而是指鋪面所需的瀝青混凝土,都是在施工期間即時生產,簡言之,工程需要多少瀝青混凝土,工廠才生產多少物料。

因此鋪面工程不只講究施工技術,也相當考驗工廠的生產節拍,如何配合前端施工現場的施工速度、用料,以及當下的氣候環境條件等,動態調整產料的參數與速度,以及對運料過程的掌控等,為了防止出現等料或停滯的時間過長,影響路面品質,因此每個環節,都必須算到最精準。

郭晉宏指出,過去產業多採用人工作業,除了常會發生算錯料的情況造成而無端浪費,甚至在生產過程中因此錯估品質,但透過人工智慧,由系統自動估算,過去難以掌控的生產環節便能更有效地管控。

有別於傳統瀝青產業,永䥶工程則是相當注重軟體與系統的強化,目前在桃園觀音廠的工廠,已經做到80%的生產流程都是由電腦化操控運作,進入數位化生產模式。而在台南工廠,永䥶工程近年更是引進全球先進的智慧瀝青攪拌站,全面落實工業4.0。透過不斷導入創新科技提升品質,永䥶工程證實,即便是傳統的瀝青混凝土產業,其實也可以很智慧。

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