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建設行業峰會：互聯網裝配式建筑構件生產優化管理（43頁）.pptx

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建設行業峰會：互聯網裝配式建筑構件生產優化管理（43頁）.pptx

1、互聯網+裝配式建筑構件生產優化管理馬智亮博士、教授、博士生導師清華大學土木工程系交流大綱 1 背景 2 互聯網+裝配式建筑構件智慧生產愿景 3 互聯網+預制構件生產優化管理系統 4 結語 2 特色小鎮建設采用新技術裝配式建筑具有減少環境污染，縮短工期，提高建造質量等優點 3 1 背景目前預制構件生產手段落后，管理方式粗放 4 基于分派規則的方法典型分派規則最早交貨期分派法最短加工時間分派法最短余裕時間分派法關鍵工序分派法 5 目前預制生產作業計劃制定方法確定構件投產順序編制作業計劃生產限制條件分派規則選定滿足預期？否是 1.需要人工反復比選，

2、其效果依賴于用戶經驗； 2.不保證所得結果最優關鍵問題工作效率低，不能有效利用產能，進度可控性差解決思路充分利用互聯網+（BIM、物聯網、移動終端等）及優化算法，基于新愿景，通過研制預制構件生產過程優化管理系統，支持實現生產過程的最優化決策對生產實時的跟蹤和管理 6 基于BIM的板類建筑構件流水生產自動化 7 2 互聯網+裝配式建筑智慧生產愿景基于BIM的梁柱類預制裝配式建筑構件生產半自動化 8 基于BIM、物聯網和GIS 的預制裝配式建筑構件精細化生產、調度及實時追蹤 9 生產 863計劃項目研究成果：基于BIM的預制構件生產過程優化管理系統 10 3 互聯網+預制

3、構件智慧生產管理系統 11 BIM數據接口其他數據接口數據層平臺層應用層作業計劃管控模塊生產工序管理模塊成品堆場管理模塊生產訂單管理模塊組織權限設置模塊接口層數據源 BIM數據其他數據附件數據生產質量管理模塊成品配送管理模塊技術文檔BIM模型文件網絡層 BeX5 Tomcat服務器流程管理文檔管理車間信息設置模塊網絡構件加工圖表現層系統管理員界面車間主任界面調度長界面質檢主任界面質檢員界面庫管員界面配送員界面生產工人界面 XBIM BIM解析與顯示物料調配管理模塊物料調配員界面系統架構圖系統系統管理員管理員一一號號生

4、生產產線線因特網因特網車間主任車間主任調度長調度長質檢主任質檢主任物料調配員物料調配員庫管員庫管員配送員配送員物料堆場物料堆場支模工序支模工序骨架安置工序骨架安置工序澆筑工序澆筑工序養護工序養護工序質檢員質檢員蒸養室蒸養室工人管理人員預制構件 RFID標簽圖例路由器臺式電腦平板電腦原料庫存質檢員質檢員系統配置圖 12 系統應用流程生產方案制定是系統內流程步驟 R 系統內判斷步驟業務流程步驟系統內信息流構件流動方向通過RFID 采集數據圖例結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配

5、管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否生產方案制定工序開始 RR 工序結束 R 構件入庫 R 構件出庫 R 開始配送 R 到貨簽收否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法關鍵算法存儲與配送管理進度管控質量管理 13 功能功能大類大類功能說明功能說明組織權限設置用戶登入登出、組織機構及用戶設置、用戶權限管理等車間信息設置設備信息設置、模具信息設置、人員信息設置、模臺信息設置、生產線信息設置和堆場信息設

6、置等生產訂單管理訂單信息管理、訂單跟蹤管理、項目跟蹤管理作業計劃管控作業計劃查看、工序耗時設置、作業計劃制定、作業計劃調整物料調配管理物料調配路徑規劃、物料調配任務獲取、物料調配記錄生產工序管理最新生產任務獲取、管理預制部品各工序生產過程、生產突發情況上報等成品堆場管理成品存儲管理、存儲構件查看成品配送管理構件配送管理，構件配送查看等系統主要功能 14 項目基本情況五和萬科長陽天地項目房山區長陽鎮01-09-09地塊裝配整體式剪力墻結構體系主要預制類型外墻板230件，7類疊合板440件，5類應用項目利用該系統，對上述構件生產、存儲及配送過程進行模擬

7、管理，同樣適用于特色小鎮建設系統試用 15 是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法生產線信息設置界面 16 系統管理員是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維

8、修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法模具信息設置界面 17 系統管理員訂單基本信息管理界面是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法 18 調度長是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管

9、理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法訂單詳細信息管理界面 19 調度長是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法交付批基

10、本信息管理界面 20 調度長是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法作業計劃制定界面 21 調度長是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生

11、產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法骨架安置工序管理界面 22 工人超高頻（868至956MHz）RFID讀寫設備及芯片 - U Grok It RFID Reader - Xerafy Bric RFID Tag； Embeddable RFID Wire Tag RFID設備選用 23 生產質量檢查界面平板電腦質檢員是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否

12、否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法質量信息查看界面 25 質檢員、車間主任、工人是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法訂單進度管理界面 26 調度長、車間主任項目進度管理界面 27 是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案

13、管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法調度長、車間主任計劃重調部分參數界面 28 是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法

14、預制生產作業計劃最優化制定算法調度長是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法作業計劃最優化調整界面 29 調度長、車間主任物料調配路徑最優化規劃界面 30 是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃

15、調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法物料調配員、工人構件存儲管理界面是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法 31 庫管員、配送員構件配送管理界面是結束生產訂單管理作業計劃制定

16、質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法 32 配送員基于新愿景互聯網+技術的應用 BIM、移動終端、物聯網（RFID）、智能化優化技術的應用作業計劃的制定作業計劃的調整物料的重調配規劃適用范圍：鋼筋混凝土預制構件流水線生產該系統的“技術含量” 33 是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆

17、場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法作業計劃最優化模型優化目標 - 工作站閑置時間最短 - 違約費與庫存成本最少 - 生產總時長最短 - 減少工作站生產內容變動限制條件 - 產能限制 - 蒸養室容量限制 - 工作制限制 - 工序間緩存空間限制 - 模板數量限制 - 模臺數量限制優化目標公式限制條件公式 34 作業計劃最優化調整模型優化目標 - 違約費與庫存成本最少 - 生產總時長最短 - 物料調配

18、工作最少 - 所使用產能余量最少 - 限制條件 - 產能限制 - 工序間緩存空間限制 - 模板數量限制 - 模臺數量限制 - 原料數量限制 - 優化目標公式限制條件公式是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法 36 物料提前布置各工序生產耗時放寬 10%20% 是結束生產訂單管理作業計劃制定質檢方案管

19、理一體化跟蹤物料調配管理成品堆場管理成品配送管理生產工序管理突發情況作業計劃調整開始生產質檢質量問題是維修整改否否預制生產作業計劃最優化調整算法預制生產物料重調配最優化路徑規劃算法預制生產作業計劃最優化制定算法物料重調配路徑最優化規劃模型優化目標 - 載具行進總路程最短 - 急需物料優先調配限制條件 - 物料調配需求均滿足 - 裝載量限制 - 堆場容量限制優化目標公式限制條件公式 37 遺傳算法計劃目標計劃模型最優計劃(規劃) 利用遺傳算法求解上述模型 38 該項目中某日計劃生產總時長 =41h 本系統生成的作業計劃 As

20、prova APS軟件生產的作業計劃生產總時長 37h 與商業軟件Asprova對比作業計劃效果 39 S4 18 S1 14 S2 15 S2 16 S3 17 S4 19 S1 7 S1 8 S2 9 S2 10 S2 11 S3 12 S4 13 S1 1 S1 2 S2 3 S3 4 S4 5 S4 6 倉庫 3號生產線堆場物料調配點： 2號生產線堆場物料調配點： 1號生產線堆場物料調配點： Si j Si j j號物料調配點需運來Si型物料一套 j號物料調配點需運走Si型物料一套 1號載具行進路徑物料重調配規劃結果例對應于載具1 40 4 結語介紹了研究背景描述了互聯網+裝配式建筑智慧建造愿景展示了一個預制構件生產優化管理系統 41 謝謝歡迎批評指正 42

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