浅析混凝土构件预制项目信息化建设方案--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

浅析混凝土构件预制项目信息化建设方案

发表时间：2021/4/6 来源：《建筑科技》2021年1月上作者：郑红彬

[导读] 随着当下建筑施工领域对于建设效率和安全质量有着越来越高的技术要求，装配式建筑发挥了其巨大的优势,在更多的领域得到了广泛应用。以此产品为代表的各混凝土构件预制厂也在全国大量兴建。

上海市中铁二十三局集团轨道交通工程有限公司郑红彬 201301

摘要：随着当下建筑施工领域对于建设效率和安全质量有着越来越高的技术要求，装配式建筑发挥了其巨大的优势,在更多的领域得到了广泛应用。以此产品为代表的各混凝土构件预制厂也在全国大量兴建。随着物联网、大数据技术的持续发展，信息化技术在各行业领域取得了广泛的应用，对于工程生产单位，应用信息化技术可以串联场内各类生产、安全、原材料、财务等关键核心流程，做到集中管理的同时可有调配各类管理资源，大大提高了工程管理的质量,同时可以有效的确保项目成本,给工程发展奠定关键基础。随着建筑行业发展速度不断加快,各生产单位应大力提升企业管理工作的综合效率,帮助建筑企业积极应对激烈的市场竞争，混凝土构件预制厂亦是如此。下面，文章就信息化技术在混凝土构件预制厂（项目部）的应用展开分析。
关键词：混凝土构件预制厂；物联网；信息化技术
        伴随现代物联网、大数据技术的持续发展，混凝土构件预制厂对信息化要求也越来越高。相较传统的建筑工程单位信息化技术融入程度不够，在集中管理上有着“烟囱式”信息汇总的不对称性，有着众多生产信息盲区，大大影响了管理效率，应用有针对性建设的信息化平台，将是未来发展的重中之重，也是实现工业4.0目标重要手段和必经之路。对于混凝土构件预制厂，我们搭建大数据信息化平台的目的和应用目标主要是通过各完整的数据、视频等信息打通打造透明工场及智能安全工场，消除信息孤岛，从而根本上提高全厂管理决策质量和效率。
        1、信息化平台建设目标：
        1）对全厂实时数据及视频的进行统一采集、集中存储、多级应用，部分区域应用机器视觉完成在线分析（如入侵式报警、违规操作提示、未戴安全帽提示等）
        2) 基于实时数据自动计算并以直观展示，时刻了解生产参数，及时预警、报警为异常处置提供可靠信息，厂区内一般会有生产流水线、养护室、试验室等关键工艺设备及施工区域，实时采集其关键工艺参数并由信息化平台统一调度各工序通知单。
        3）通过应用软件开发和建立基于实时/历史数据库的应用程序，如生产报表、报警、采集站状态集中监视、实时数据查询、历史趋势分析等。对生产数据进行综合监测及分析。
        4）数据与视频联动应用，实现磅站自动计量。从关键原材料进场开始实现物料物流跟踪，直至形成产品至出库环节。同时通过对接企业自购办公软件（OA、ERP等），进行针对向大数据报表设计和统计分析。
        5）在联网计算机可以看到各工段的实时流程图，在公司园区内，可以通过WEB方式查看任何工段的实时流程画面。同时透过大屏看板实现一图知晓工厂事。同时对厂区内关键生产区域进行2.5D-3D建模或应用BIM技术建模，使得呈现模式更加直观。
        6）建立厂区关键设备的设备信息台账，配合手机端APP，实现设备巡检信息、维护信息的即时更新，同时支持录入设备维护保养计划，实现设备维护巡检提示。
        7）建立全厂安全资料档案库，具体涵盖人员安全管理、安全隐患排查汇总、安全培训教程、安全施工日志等分项内容。分项功能块将与车间视频监控系统及门禁系统进行数据联动，利用图像分析技术实现火情报警、可燃气体（有毒气体）泄漏报警、入侵操作报警等不同安全报警功能。
        8）能效管理，通过与电网公司及水厂等系统对接，实现全车间基于水电气用量的即时统计，同时与产品产量等进行关联，形成相关财务报表。
        2、信息化平台建设原则
        2.1先进性、开放性、可扩展性
        平台建设应采用符合未来发展趋势的、先进的、开放的设计方案，在建设中采用流行的、成熟的、先进的计算机软件技术、开发模式和管理方式。总体设计充分参照国际上的规范、标准、主流网络体系结构和网络运行系统，采用B/S体系结构相结合的网络计算模式，在数据库设计上，采用先进的分散式技术、容错技术、备份恢复技术等。系统的设备选型和设计满足现在生产管理和将来扩充的需要。系统提供多种通讯接口，支持最常见的协议与规约有：OPC DA、OPC AE、MODBUS TCP、MODBUS RTU、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、PROFIBUS、CDT、BACNet等。
        2.2安全性和保密性
        生产实时数据采集全部为单向数据传输，系统无法向控制层传送数据，实现“监而不控”的工作方式。采集接口软件稳定、安全、可靠。这个设计主要是防止跨层级的越权控制现象出现。
        系统在网络安全、过程控制系统安全等方面具有可靠的保障措施，确保系统数据的安全性和系统运行的安全性。系统设有安全权限管理，不同范围的人员对不同功能模块有不同的使用权。
        2.3可靠性
        系统设计和设备选型，充分考虑设备选型、系统软件、网络系统、应用软件以及用户管理等各方面的可靠性保障措施。系统具有相对的独立性，局部问题不会影响系统的正常进行。
        2.4集成性、规范性
        系统具有很好的集成功能，第一可以集成不同控制系统实时数据到一个平台；第二系统提供多种数据访问格式，可以与ERP、OA等信息系统进行无缝连接。本系统是一个集多种功能于一体的综合性监测、分析、管理系统，遵从各个相关行业的标准与规范，使系统满足标准化设计与管理的要求。
        2.5灵活性
        系统适应工业企业生产管理的需要，实施容易，使用方便。所有具体的功能实现、功能模块都依附于构架，各功能模块或接口程序可根据实际需求而灵活配置。
        3、信息化平台建设关键子模块：
        3.1生产厂区工艺流程图：

        生产流程监控图页面基本与全厂总貌一致，显示企业生产流程中生产管理人员关心的主要生产工艺流程的实时情况及相关参数，同时详细反映工序、生产单元的工艺运行状态，使企业领导和生产管理管理人员迅速了解生产的实时情况。工艺参数表根据工艺要求，将整套装置或所有装置的关键工艺参数点，例如主要温度、流量、压力、液位、PH、质量、计算统计点、能耗指标、产量指标、负荷、重要设备的开停机状态等集中以图形或数据表格的形式进行显示。
        3.2关键设备管理
        设备管理通过单据电子化和流程引擎等手段，对设备的整个生命周期、设备实时的运行情况、设备库存等方面进行科学化的改进。能够帮助企业设备科的管理人员加强对设备信息的管理，如设备的维修记录、设备的运行数据、设备的知识数据、设备的维护计划、设备的绩效分析数据等等，从而为板厂提供更加全面的、科学的设备信息管理服务。主要内容包括设备在线监视、设备档案、设备点检、设备润滑保养、设备维修、备件管理等。
        设备档案管理包括：设备的基础信息、附属设备、设备备件、设备资料、技术参数、各项变动情况等，以及设备资料、设备故障、设备运行与设备维护等各项设备管理业务的归档记录查询功能。方便企业查询设备的原值、折旧、净值等资产情况，了解设备使用年限的分布情况，有针对性地加强设备管理工作。
        设备在线监视包括：建立设备台账，重要设备的运行参数监视和设备运行记录管理等。
        设备点检管理包括：维护设备点检项目档案，确定点检项目、要求、点检周期与负责人，并依据系统预警制定和维护设备点检计划，对于周期性的点检计划自动确定下次点检日期，同时记录点检完成情况，帮助企业加强设备的点检管理。
        设备润滑保养管理包括：维护设备润滑档案，制定和维护润滑计划，确定润滑部位、润滑油、负责人等情况，对于周期性的润滑计划自动确定下次的润滑日期，同时记录润滑完成情况，帮助企业加强设备的润滑管理。
        设备维修包括：支持专项维修、周期性维修与临时性维修各项业务模式，提供设备请修、维修计划、维修记录等完整的设备维修管理流程，确定维修项目与备件耗用的情况，对于周期性的维修计划自动确定下次维修日期，同时记录维修完成情况，帮助企业加强设备的维修管理。
        备件管理包括：通过设备的备件使用情况、消耗周期、维修与保养计划等各项内容，结合设备数量，统筹分析备件需求情况，指导设备备件的采购工作，提供对备件库存的透明管理、多层次管理（企业到分厂、车间）。在保障各项业务的前提下，减少备件资金占用、备件贬值等各项业务风险，提高备件的计划与管理水平。
        设备数据分析应用：设备在线管理主要体现在重要设备的运行参数监视，包括关键生产参数、安全报警参数等。对设备运行异常状态进行监视，并及时发出报警，提示生产人员对设备进行检修维护。系统会自动记录设备的运行记录，同时检修人员对设备进行维护后，可以填写电子检修单，进行存档，方便后续问题的追溯和跟踪。
        设备维修策略有预防性维护、事后维护和预测性维护。预防性维护是指由计划的维护行为，需定期或者定阶段来实施；事后维护是指设备故障后采取的应急维护操作；预测性维护是指根据一些专家系统或者经验，根据设备的实时运行情况预测设备故障，从而采取的预防性质的设备维护操作。
        计划型的设备维护管理结合工作流引擎，可以有效地管理设备维修流程。生产管理人员在计划点需要对设备进行检修的时候，在系统中填写一个维修工单申请，提交后系统会自动流转，维修调度人员对维修申请进行分发，通知对应的工段长，指定维修人员，维修完成后填写维修信息，工段长审核，最后制单人员确认维修工单后，整个流程结束。系统会自动记录上述流程流转记录，最终生成一条维修记录。设备日常维护主要有润滑保养、设备点检等。维护人员在进行设备保养时，需要填写设备维护记录单，将设备检修的内容、设备的故障或者预测问题、设备检修时间和检测记录填写完整。
        3.3安全管理应用
        安全管理模块通过网络以及相应的接口软件将各个独立的生产及安防系统关联在一起，实现相互之间信息的互通与联动，为安全管理人员提供一个集成化的监控信息平台，在发生异常事件的时候，利用信息系统及网络的快速反应能力，第一时间为应急指挥人员提供直观、准确、实时的现场信息，帮助指挥人员精确协调各相关部门，按照应急预案要求，完成紧急事件的应急处理，确保生产设施、物料及人员的安全。
        综合安全监控将企业中涉及到安全的各方面信息集成起来，通过统一的监控界面向用户提供各面向企业安全事件视频联动监控系统，使用户具备全面掌控企业能力。
        1）基于矢量GIS的安全监控
        系统采用多颗粒度矢量GIS地图的模式，将绘制完成的京博石化厂区平面图作为安全监控与应急子系统的基本显示界面。以矢量GIS方式制成的厂区平面图可以实现平滑缩放功能，保证了系统在实际应用过程中可以实现对厂区范围内所有监控项的精确定位。
        2）安全监控项的GIS地图显示实现
        所有的监控项均将在地图上按其类型、监控级别等条件分别以不同的图标形式显示在地图上，以方便用户对相应监控项的监控和管理。
        3）实时视频监控
        终端用户能简单地利用系统提供的视频控制工具，灵活地切换终端显示的视频画面，方便地组合显示一路或多路视频画面，还可以凭权限控制相关的云台和摄像头，进行视角转换和变焦控制等操作，或手动启动/停止视频录像服务器对某监控点的录像功能。
        4）实时安全监控点信息及历史趋势显示
        企业管理部门可以根据实际的需要，在GIS地图的相应位置上用指定的图标形式标识出各种安全监控项的位置，系统即可以直观的方式实时地显示上述各安全监控项的监控数据，终端用户可以轻易地通过点击该实时监控点查看其详细的当前状态信息和历史趋势信息。
        5）实时报警及视频联动
        企业管理部门可以根据实际的需要，自行设定来自各种安全监控设施的监控点的报警开关及报警参数上下限等。当系统接收到了来自企业安全监控设施数据采集设备的数据后，会自动对数据进行判断和处理，一旦发现数据失常或超限，并达到了设定的报警触发条件后，系统会自动发出报警，并以醒目的标识在GIS地图的相应位置上标示出报警点的位置和类型等直观信息，终端用户可以轻易地定位报警点并查看其当前的状态信息和历史趋势信息。
        6）报警信息跟踪管理
        安全管理人员及相应的安全监控设施责任人，可以通过简单的查询操作，完成对所关心的报警信息的跟踪管理工作。
        7）分类事件查询
        终端用户可方便地按照事件的类型、等级、发生时间等条件查询相关的报警事件的记录信息，确定事件与报警之间的关联关系等。
        8）事件认定及视频回放
        用户凭权限可以通过浏览器根据视频头、录像时间、录像地点、录像事件等要素，随时查询、检索视频文件，远程播放所需的视频图像，为事件的认定提供直观的依据。
        9）视频保存
        系统提供对视频片断的保存功能。将事件发生期间的视频片段从视频服务器中抽取出来，保存到系统数据库中，为日后的取证提供宝贵资料，也可为以后的教育学习提供相关的素材。
        3.4储运管理
        建设基于物联（人、手机、业主、产品）一体的功能模块，功能如下：
        单独配置手持终端或设置为手机APP，该app支持产品编码的自动扫码,举例如下：

        201903171490213，通过APP扫码后产品编码自动识别（无需人手动输入，但预留修改权限），同时扫码车牌，自动识别车牌，关联产品与发运车辆，发运车辆的车牌信息与司机信息、目的标段等信息关联存档，并在储运台账中生成记录。
        储运台账由专人权限负责修改，不仅包括存储发运部分，亦包含业主方返厂等异常结项。做到每块产品均可追溯其生产来源信息和最终走向信息。
        结语
        对于混凝土构件预制厂，期望利用物联网大数据技术，建设有效的信息化平台，汇总生产、安全、产品等关键信息，明确各类工作责任，最终提升管理效率，为该行业工业4.0进程走出关键一步。