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摘要：分析了我國裝配式建筑的發展趨勢，指出目前我國現有大部分預制構件生產線信息化程度較低，隨著預制構件需求量的暴增，建筑預制構件生產質量將受到影響。為此，根據預制構件實際生產的經驗，在現有信息化程度較低的預制構件生產線上引入信息化管理系統，以解決因預制構件需求量暴增帶來的影響。

關鍵詞：建筑預制構件生產；信息化；智能制造；信息管理系統

0前言

隨著我國裝配式建筑產業的快速發展，預制構件生產企業建設速度迅猛。根據中國混凝土與水泥制品協會預制混凝土構件分會《2018年度中國預制混凝土行業發展報告》顯示，2018年全國各地新建PC工廠生產線近200條，到目前為止，全國設計規模在3萬立方米以上的預制工廠已接近1000家，其中新建預制工廠已超過600家［1］。預制構件工廠的類型趨向多元化，包括住宅建筑、公共建筑、廠業建筑、市政基礎設施等領域的預制構件以及其產品細分。全國各地的預制構件生產工廠為預制構件市場儲備技術和產能。預制構件需求量暴增，將對預制構件生產效率和質量帶來一定的影響，也將成為預制構件工廠所要面臨和攻克的問題之一。本文闡述基于現有預制構件生產線進行信息化逐步升級改造，實現提高建筑預制構件生產信息化，為進一步探索建筑預制構件生產智能制造。

1預制構件生產技術發展現狀

我國現有預制構件生產技術主要為引進國外先進技術和自主研發新技術并存的局面，根據生產線及生產工藝特點，大致可分為柔性流水生產線、固定模臺生產線、預應力雙T板生產線、自動化循環流水生產線等。

1.1柔性流水生產線

柔性流水生產線是我國現階段保有較多的生產線類型之一，是基于流水生產線、固定臺模生產線兩種生產方式結合，其主要設備包括模臺清理機、脫模劑噴涂機、布料機、振動臺、立體養護窯、翻轉機、擺渡車、支撐輪、驅動輪和構件運輸車等。該生產線具有模臺流轉、靈活性強，生產節拍可調整的幅度較大，可滿足多種板材型的預制構件生產，如預制樓板、預制外墻板、預制三明治外墻板、預制雙面疊合墻板等。但是，其半自動化、信息化不高，生產過程主要依靠工人操作、記錄，工人的熟練程度對于預制構件生產及相關生產數據采集有較大影響。

1.2固定模臺生產線

固定模臺生產線也是我國現階段保有較多的生產線之一，其主要設備包括提吊式料斗、料斗運輸車和構件運輸車等。該生產線具有模臺固定、作業設備移動的生產組織模式、產品適應性強，滿足生產各類型異型預制構件，如預制樓梯、預制空調板、預制陽臺、預制飄窗等。但是，其自動化、信息化程度普遍較低，主要依靠人工來完成大部分工序的操作，如混凝土布料、振搗，工人的操作水平高低直接影響預制構件的品質。

1.3預應力雙T板生產線

預應力雙T板生產線采用長線臺和先張法結合的生產技術，主要用于生產不同高度、不同寬度、不同跨度及不同功能種類的預應力雙T板，其產品主要應用于工業及公共類大跨度混凝土框架結構。預應力雙T板生產線因其產品特點具有較好的市場前景，但現階段該生產線市場保有量相對較少，制約該類型生產線發展，其信息化、自動化程度較低。

1.4自動化循環流水生產線

自動化循環流水生產線是以計算機控制成組技術為基礎，按照成組的加工對象完成預制構件的工藝過程，并能夠自動調整和實現多種預制構件同時生產，其主要設備包括數字化控制混凝土布料機、模具擺放機器人、數控畫線機、中央輸送車、柔性碼垛車等。該生產線具有自動化程度高、生產效率高的特點，在工序控制、產品質量穩定等方面均較為突出，主要用于生產預制樓板和預制雙面疊合剪力墻等。但該生產線的投資較大。從上述具有代表性的預制構件生產技術及其對應生產線的特點，我國現有多數預制構件生產線的信息化程度較低。新增全自動預制構件生產線可以一步到位地全自動生產，除了少數建廠投資時就規劃該生產線外，對大部分預制構件生產企業而言，特別是已經建有預制構件半自動生產線或是固定模臺生產線的企業，加大投資建設新的預制構件全自動生產線既不現實、也沒必要。

2預制構件生產現狀分析

裝配式建筑發展逐步升溫，預制構件工廠呈粗放式發展，各地存在盲目跟風投資預制構件工廠的現象。原有制品企業工藝改造投資的預制構件工廠有部分存在這樣的情況，大企業負擔重、小企業能力差，同時存在體制陳舊、理念落后、人員架構不合理、效率低下等現狀的困擾［1］。施工和材料企業投資新建的預制構件工廠，存在經驗缺乏、管理體系不完善、設備利用不完全等問題，經營效益受到一定的制約。除上述原因外，預制構件工廠的經營狀況和經濟效益主要受市場發展不均衡、產業鏈不完整等客觀因素影響。從京津冀、長三角地區的發展經驗來看，隨著預制構件需求量的大幅度提升［2］，預制構件工廠面臨的產量、品質等問題將逐步暴露，同時生產過程中的生產車間、物料、預制構件成品等方面的管理以及所要收集、統計、分析處理的生產數據將大幅度增多，且由于存在不同項目穿插生產，也將增加預制構件生產管理的難度。隨著裝配式建筑市場、產業鏈等客觀問題陸續得到解決和完善，預制構件工廠所要面臨的效益和品質等問題，主要歸根到預制構件生產管理上。結合預制構件實際生產經驗，實現、提高預制構件生產信息化，將有利于預制構件生產管理管控，同時有利于保證預制構件的質量。

3預制構件生產信息化的發展現狀

隨著工業4.0理念的提出，智能制造將是未來工業的發展趨勢。工業4.0在現階段推廣和應用上尚存諸多技術難點未攻克，發展預制構件智能制造的基礎條件仍需等待［3，4］。以往預制構件工廠對預制構件生產過程中的管理以及重要信息采集主要依靠人工，管理上頻繁出現不協調、不到位、滯后的情況，數據收集、統計常常出現錯誤、缺失等問題。預制構件生產信息化通過互聯網和終端將生產管理、數據采集統一起來，通過統一的平臺來進行預制構件的生產管控，可視化圖表讓管理人員準確把握預制構件生產進度、質量管控、物流配送等情況［5］。通過不同項目、不同生產線、預制構件所處生產狀態等多方面、多維度進行數據收集、整理、分析，實現對不同項目、不同生產線進行管理，確保不同項目的預制構件都能按時、準確生產出來，有效調配預制構件工廠資源。與此同時，預制構件生產信息化在生產過程中同步完成數據采集，確保預制構件生產數據準確、可溯源，規范生產流程、操作。基于現階段多數半自動生產線或是固定模臺生產線的信息化程度較低，針對預制構件需求量暴增對預制構件生產管理以及品質影響的情況，通過引進、研究信息管理系統如何實現預制構件生產管理信息化，特別是在預制構件的生產進度管控、品質控制、堆放與物流配送等方面。

4信息管理系統及其應用情況

4.1信息管理系統

信息管理系統在預制構件生產應用中，主要是通過掃碼采集數據、云計算智能分析、可視化業務報表等互聯網技術，實現預制構件生產中相關生產數據的采集、分析及輸出，具體實現方式：首先通過手機掃描預制構件對應的二維碼，進入信息管理系統，可讀取該預制構件的所有信息，或是對預制構件進行生產確認或是質量檢查等，同時信息系統會自動記錄對預制構件進行的操作；接著云端數據處理快速統計、分析處理生產計劃、項目進度、產線產能、人均時效、質檢合格率、堆場庫存、交付進度等多個維度的數據，生成各類預制構件生產報表、圖表等動態信息；最后管理人員通過動態的預制構件生產報表、圖表，可掌握預制構件生產情況、入庫出庫、裝車發送等情況；生產線工人可以從平臺上了解到某一個預制構件生產到了哪個程度，以便工人清楚下一步工序的內容（見圖1）。信息管理系統在預制構件生產中的應用，是通過信息管理系統中覆蓋PC工廠全流程業務場景的主要模塊來實現的，主要包括工廠項目管理、排產、物料、生產、質檢、堆場、發運等各業務場景。主要模塊如下：⑴項目管理模塊：主要包括項目需求管理、構件型號管理、項目圖紙管理、樓棟樓層管理、項目進度報表等內容。⑵排產管理模塊：計劃任務管理、模臺資源管理、生產任務下發、生產進度反饋、任務延期警示等內容。⑶生產管理模塊：主要包括計劃任務領取、生產工序管理、質檢工序管理、工序工作統計、生產工作臺等內容。⑷堆場管理模塊：主要包括庫區庫位管理、成品庫存管理、庫存盤點統計、堆存過久警示、堆場工作臺等內容。⑸發運管理模塊：主要包括發貨計劃管理、運輸車輛管理、客戶信息管理、發運報表統計、延期發貨警示等內容。⑹退貨管理模塊：退貨流程設定、退貨記錄管理、退貨質檢判定、退貨報表統計、退貨流程設定等內容。⑺原料管理模塊：鋼筋庫存管理、物料庫存管理、進廠記錄統計、領料管理統計、供應商管理等內容。⑻質量管理模塊：隱蔽資料管理、成品檢驗資料管理、自動制作表格、批量下載打印等主要內容。

4.2信息管理系統的應用情況

信息管理系統在實際過程中的應用，通過理清預制構件生產過程中各個環節的內容和劃分，重點把控預制構件生產的不同關鍵環節，包括排產計劃和進度控制、生產記錄和檢驗驗收、倉儲管理和發貨運輸等，統籌、協調、集成預制構件生產“人、料、機、法、環、測”等要素，確保預制構件生產過程合乎預制構件標準化要求生產，同時確保預制構件生產過程中重要信息的保存、便于信息溯源。預制構件生產過程中的檢驗驗收主要包括模具檢查、隱蔽檢查、成品檢查等［6-8］。其中，模具檢查直接關系到預制構件外觀尺寸是否滿足設計要求；隱蔽檢查主要為鋼筋、預留預埋件等的檢查，直接關系到預制構件的成品質量；成品檢查側重檢查預制構件是否滿足出廠要求，直接關系到出廠預制構件的品質。

4.2.1預制構件生產管理問題

⑴預制構件供貨計劃不準或項目設計變更的情況下，難以把控預制構件的生產進度，導致盲目生產，甚至預制構件大量庫存積壓等問題。［9］預制構件供貨計劃主要受預制構件現場安裝進度的影響，對生產計劃調配或是預制構件堆場分配，都會造成較大的協調問題、資源浪費問題。信息管理系統通過對同一項目的排產管理模塊、堆場管理模塊、發運管理模塊等模塊進行聯動反饋，將對預制構件供貨延后的實際情況及時提醒管理人員進行處理，從而解決了預制構件工廠盲目生產的問題。⑵預制構件生產信息反饋不及時，導致預制構件過量生產，對預制構件工廠來說，意味著有大量資源如人力、材料、設備、資金未能投入急需的生產任務中去。信息管理系統通過快速、實時地反饋生產數據，使得管理人員在第一時間掌握預制構件生產情況，并針對出現的問題或情況進行分析和處理，及時調整和協調不同生產任務與匹配的資源投入，提高工廠資源的利用率。⑶預制構件生產相關表單的數量較多，容易出現錯漏的情況。預制構件生產過程中，預制構件生產報表統計的單據較多，人工進行數據采集、整理效率極低，且數據出錯率高；同時，存在較多跨部分協同工作的情況，跨部門溝通難，時效性難以保障；各部門數據統計口徑不一致、各成一套，數據共享困難，歸檔數據無法系統性整理分析。信息管理系統通過統一數據統計口徑、生產環節自動采集數據和分析數據，極大減少管理人員、產線工人對數據采用和整理工作以及數據的真實、準確。預制構件生產主要流程如圖2所示。

4.2.2預制構件堆場管理問題

⑴預制構件堆場管理容易出現預制構件在堆場存放、出入庫等問題。預制構件的入庫堆碼、調配裝車主要依靠人工進行，由于不同項目同時進行時，在同一堆場預制構件的數量較多，頻發預制構件裝車調配找不到預制構件。信息管理系統通過對預制構件堆場進行虛擬劃分，并對堆場進行分區編號，在預制構件入庫時，將預制構件信息與堆場虛擬分區進行匹配，當需要找預制構件便可以在系統中調出預制構件所在堆場中的具體位置［5］。統一的入庫原則，避免預制構件出入庫操作不規范，責任邊界不清，杜絕預制構件未檢驗合格就入庫、不合格的預制構件未完成修補就發貨等問題。⑵預制構件堆場信息主要靠人工收集統計，數據處理的時效性差，較易導致堆場過載嚴重，甚至導致生產停工。另外，在盤存時，對于物料的校核均靠人工逐一盤點，耗時耗力，且由于數據收集統計口徑的偏差，造成庫存偏差較大。信息管理系統通過對于預制構件生產物料、鋼筋等原料相關數據進行動態統計、管理，同時也對預制構件成品進行動態管理，可以從系統上獲取較為準確的庫存數據，同時減少人工統計數據的工作量。

4.2.3預制構件質量管理問題

⑴通過一物一碼，確定了預制構件的唯一性，準確追溯預制構件質量問題的源頭［10］。信息管理系統通過一物一碼對每一個預制構件的生產過程進行記錄，管理人員可以通過統計的數據進行分析，及時采取對應的措施解決存在的質量問題，同時事后追溯、分析預制構件生產質量的原因。⑵預制構件生產檢驗和成品檢驗及其質量控制資料的收集整理。相較于現澆施工的質量控制資料，預制構件的質量控制資料具體到每一個預制構件，質量控制資料的量成倍增加。面對繁重、量大的質量控制資料整理工作，管理人員處理數據難免出現缺漏。信息管理系統通過平臺上的質量管理模塊對預制構件生產過程中的檢查數據進行采集、快速處理，可自動生成預制構件檢查報表，避免人工操作造成的數據或是表單的錯漏情況。

4.2.4信息管理系統的其他應用

信息管理系統可進一步開發與財務系統、ERP系統等進行對接，甚至深度融合，實現預制構件生產企業內部資源的調度，包含采購、生產、財務等方面。

5結語

隨著預制構件需求量的大幅度增加，在保證預制構件品質的前提下，如何確保預制構件的供應，是預制構件生產企業所要面臨的主要問題之一。本文基于現有多數預制構件生產線信息化程度較低的情況，闡述了引入信息管理系統來提升現有預制構件生產線信息化程度，通過預制構件生產過程中的生產管理、堆場管理、質量管理等，以及生產相關數據的采集、統計、分析，解決預制構件生產過程中的資源利用、時效性、精準度等方面存在的問題，實時把控預制構件生產的進度和質量，有效控制預制構件的生產成本。因此，探究信息管理系統在預制構件生產中的應用，對現有預制構件生產線進行信息化改造的研究，是實現預制構件生產信息化的途徑之一。

參考文獻

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［8］裝配式混凝土建筑結構技術規范（廣東省標準）：BDJ15-107-2016［S］.北京：中國城市出版社，2016.

［9］魏帆.建筑工業化背景下建筑部品大規模定制管理研究［D］.北京：北京交通大學，2017.

［10］劉佳穎，吳姝嫻.預制混凝土構件生產過程中的質量控制［J］.上海建設科技，2018（1）：68-70.

作者:鄒家麗 鄭煥奇 單位:廣東建遠建筑裝配工業有限公司