1、PCPC预制工厂智能化生产与管理预制工厂智能化生产与管理目目 录录建筑业的建筑业的转型发展转型发展1 1PCPC预制工厂预制工厂问题及解决思路问题及解决思路2 2PCPC预制工厂智能化生产与管理预制工厂智能化生产与管理实施案例实施案例4 4PCPC预制工厂预制工厂智能化生产与管理智能化生产与管理3 3 ContentPart One建筑业的转型发展u 装配式建筑装配式建筑是世界建筑行业现代化发展的主要趋势是世界建筑行业现代化发展的主要趋势u 装配式建筑装配式建筑是我国建筑行业的一次颠覆性革命是我国建筑行业的一次颠覆性革命u “大力发展装配式建筑大力发展装配式建筑”已经上升到国家战略层面已经上升
2、到国家战略层面 2016 2016年年9 9月月1414日李克强总理日李克强总理主持召开国务院常务会议主持召开国务院常务会议“大力发展装配式建筑大力发展装配式建筑” 国办发国办发201620167171号号建筑业的转型发展建筑业的转型发展装配式建筑装配式建筑“六化一体六化一体”生产工厂化生产工厂化施工装配化施工装配化装修一体化装修一体化设计标准化设计标准化管理信息化管理信息化应用智能化应用智能化国家住房和城乡建设部国家住房和城乡建设部“十三五十三五”装配式建筑行动方案装配式建筑行动方案 建科建科201720177777号号建筑业的转型发展建筑业的转型发展Part TwoPC预制工厂问题及解决思
3、路构件生产组织复杂、干扰因素多，并且预制信息构件生产组织复杂、干扰因素多，并且预制信息无法满足装配式建筑全生命周期管理的需要无法满足装配式建筑全生命周期管理的需要3 3构件生产过程人工作业多，劳动强度大，质量构件生产过程人工作业多，劳动强度大，质量不稳定，生产效率低不稳定，生产效率低2 2构件结构复杂、品种多样、批量多变、工艺各异构件结构复杂、品种多样、批量多变、工艺各异刚性生产线通用性差刚性生产线通用性差订单结果和生产周期的不确定性订单结果和生产周期的不确定性1 1PCPC预制工厂面临问题预制工厂面临问题100100% %设计与生产标准不一致设计与生产标准不一致检验标准不一致检验标准不一致标
4、准化不统一标准化不统一标准标准资源资源规划规划质量分析无统一标准质量分析无统一标准不合格品无法集中管理不合格品无法集中管理质量参差不齐质量参差不齐产品产品质量质量构件定位困难构件定位困难出入库复杂出入库复杂空间使用不合理空间使用不合理周期长周期长成品成品堆放堆放生产数据滞后生产数据滞后计划执行无法保证计划执行无法保证突发情况无法快速响应突发情况无法快速响应信息滞后信息滞后进度进度跟踪跟踪依靠人工经验依靠人工经验线下沟通线下沟通资源浪费资源浪费多种因素制约多种因素制约生产生产安排安排施工现场需求存在变数施工现场需求存在变数小批量多品种模式小批量多品种模式小批量多品种模式小批量多品种模式项目项目规
5、划规划PCPC预制工厂面临问题预制工厂面临问题研发混凝土构件预制全过程的研发混凝土构件预制全过程的信息化管理系统信息化管理系统以及关键生产环节的以及关键生产环节的智能化决策系统智能化决策系统3 3研制成套的研制成套的数字化制造装备数字化制造装备，支撑预制混凝土，支撑预制混凝土构件的高效自动化生产构件的高效自动化生产2 2研发适应不同品种、不同规格、不同组织形式研发适应不同品种、不同规格、不同组织形式的预制构件生产的的预制构件生产的多类型生产系统多类型生产系统1 1技术思路技术思路Part ThreePC预制工厂智能化生产与管理多类型生产系统数字化制造装备信息化管理系统预应力长线生产系统预应力长
6、线生产系统多类型生产系统多类型生产系统环形流水生产系统环形流水生产系统柔性柔性+ +流水流水生产线生产线游牧式生产系统游牧式生产系统可扩展组合式长线台生产系统可扩展组合式长线台生产系统可扩展组合式固定模台生产系统可扩展组合式固定模台生产系统装备的数字化、自动化、信息化是智能化前提装备的数字化、自动化、信息化是智能化前提智能装备是智能装备是PCPC预制工厂的实现智能化生产与管理预制工厂的实现智能化生产与管理的硬件支撑的硬件支撑以以自动置模自动置模、精确布料精确布料、智能输送智能输送、智能养护智能养护等等单元为关键节点的成套数字化装备，支撑构件生单元为关键节点的成套数字化装备，支撑构件生产的自动化
7、和柔性化制造产的自动化和柔性化制造模具置取机器人模具置取机器人物料输送物料输送AGVAGV模具清理机器人模具清理机器人中央装运中央装运RGVRGV辅件安装机器人辅件安装机器人脱模剂喷涂机器人脱模剂喷涂机器人数字化装备数字化装备“数据驱动数据驱动”软件控制软件控制自动化制造自动化制造柔性化生产柔性化生产装备数字化装备数字化智能拉毛机智能拉毛机智能清理机智能清理机智能喷涂机智能喷涂机数控布料机数控布料机l 按布料形式分为：重力型、强制型等按布料形式分为：重力型、强制型等l 按走行形式分为：桥式、龙门式、提吊式按走行形式分为：桥式、龙门式、提吊式l 按摊铺宽度分为：可调式、不可调式按摊铺宽度分为：可
8、调式、不可调式以布料机为例以布料机为例数字化装备数字化装备l 数字驱动、自动执行数字驱动、自动执行l 摊铺型：适用大塌落度混凝土摊铺型：适用大塌落度混凝土l 螺旋型：适用各种塌落度混凝土螺旋型：适用各种塌落度混凝土l 闭环控制闭环控制l 位移与重量控制模式位移与重量控制模式l 应急处理，安全可靠性高应急处理，安全可靠性高数字化布料机的基本需求数字化布料机的基本需求数字化装备数字化装备数字无人布料视频数字无人布料视频中铁上海局吉首轨枕场自动化生产线数字化装备应用数字化装备应用自动清理自动喷涂自动码垛AGV转运互联网互联网+ +PCPC预制工厂预制工厂打通打通设计设计、生产生产、施工施工环节，避免
9、数据错误，提高信息流通效率环节，避免数据错误，提高信息流通效率打破信息孤岛，实现各环节打破信息孤岛，实现各环节信息共享信息共享能够主动地满足工厂生产目标、进度目标、成本目标及质量目标能够主动地满足工厂生产目标、进度目标、成本目标及质量目标1 1基于生产能力与项目目标，自动提供基于生产能力与项目目标，自动提供生产工艺规划与任务规生产工艺规划与任务规划划基于业务需求与项目需求，自动提供基于业务需求与项目需求，自动提供工厂区域规划与物流规工厂区域规划与物流规划划基于企业资源与企业运营，自动提供基于企业资源与企业运营，自动提供企业资源规划与信息规企业资源规划与信息规划划2 2现场问题的现场问题的快速响
10、应快速响应解决措施的解决措施的定期跟踪定期跟踪工厂数据的工厂数据的多维分析多维分析3 3物联网物联网移动技术移动技术智能化预制工厂模型智能化预制工厂模型基于工艺方案的合格产品基于工艺方案的合格产品实施掌握实施掌握生产计划及进度生产计划及进度保证整体项目进度及质量保证整体项目进度及质量多平台多维度管理多平台多维度管理实现生产自动化实现生产自动化实现实现管理信息化管理信息化生产可视化监控生产可视化监控软硬件数据实时共享软硬件数据实时共享数据独立性与一致性数据独立性与一致性减少数据冗余减少数据冗余企业资源合理使用企业资源合理使用避免资源浪费避免资源浪费减少企业成本减少企业成本目标目标资源整合资源整合
11、项目目标项目目标数字生产数字生产信息集成信息集成智能化预制工厂目标智能化预制工厂目标制定统一的信息交互标准制定统一的信息交互标准参标参标装配式建筑部品部件数控加工接装配式建筑部品部件数控加工接口标准口标准将为装配式预制构件设计、生将为装配式预制构件设计、生产、设备的数控加工信息交换提供统一产、设备的数控加工信息交换提供统一标准，将成为装配式建筑部品部件信息标准，将成为装配式建筑部品部件信息化的基础性标准，为设计与生产阶段数化的基础性标准，为设计与生产阶段数据交换提供依据。据交换提供依据。制定信息交互标准制定信息交互标准l 采集数据：实施采集专业设备基础数据与人员行为数据采集数据：实施采集专业设
12、备基础数据与人员行为数据l 数据分析：基于海量生产数据进行大数据分析数据分析：基于海量生产数据进行大数据分析l 智能规划：基于工厂规则与行业标准自动提供资源规划方案智能规划：基于工厂规则与行业标准自动提供资源规划方案l 数据统计：多维度统计生成执行数据与人员行为数据数据统计：多维度统计生成执行数据与人员行为数据云平台云平台堆场堆场工厂车间工厂车间搅拌站搅拌站构件运输构件运输设计院设计院工厂信息化管理系统架构工厂信息化管理系统架构智能排产智能排产l 排产影响因素多，如生产能力、施工需求、堆场容量、吊装顺序、模具使用情况等排产影响因素多，如生产能力、施工需求、堆场容量、吊装顺序、模具使用情况等l
13、生产订单变动多，工作人员日常工作负荷大生产订单变动多，工作人员日常工作负荷大 l 手工排产难以精确控制与利用各种资源，生产进度难以严格把控手工排产难以精确控制与利用各种资源，生产进度难以严格把控 传统的手工排产难点l 调整各工位的工作负荷，平均分配各工序的生产任务量调整各工位的工作负荷，平均分配各工序的生产任务量l 基于基于遗传算法遗传算法的的PCPC构件自动排产核心技术构件自动排产核心技术l 基于基于产生式规则产生式规则的日生产进度计划安排的日生产进度计划安排100100% %生产生产任务任务堆场堆场容量容量项目项目需求需求物料物料需求需求生产生产能力能力设备设备情况情况人员人员配置配置制定
14、第一级制定第一级生产计划生产计划制定第二级制定第二级生产计划生产计划制定第三级制定第三级生产计划生产计划自动生成自动生成日进度计划日进度计划达成项目目标达成项目目标输出设备需求输出设备需求达成供货目标达成供货目标输出资源需求输出资源需求模台布置模台布置生产顺序生产顺序达成生产目标达成生产目标输出模具需求输出模具需求智能排产智能排产智能排产智能排产一级、二级、三级排产计划l 按年按年/ /月月/ /周生成排产计划周生成排产计划l 按订单按订单/ /项目日期自动排产项目日期自动排产l 自动输出模台使用清单自动输出模台使用清单l 自动输出模具使用清单自动输出模具使用清单l 自动计算用料明细自动计算用
15、料明细l 按多维度筛选按多维度筛选PCPC构件构件智能排产智能排产l 按日生成排产计划按日生成排产计划l 按班次、包工队制定排产计划按班次、包工队制定排产计划l 考虑模台、构件关系，考虑模台、构件关系，基于基于遗遗传算法传算法自动排产自动排产l 考虑堆场、原材料、资源等因考虑堆场、原材料、资源等因素，素，基于基于产生式规则产生式规则自动排产自动排产落实到日进度排产计划智能工艺分析智能工艺分析当前PC工艺面临困难l 不同类型构件需要采用不同的生产工艺（如是否需要预应力等）不同类型构件需要采用不同的生产工艺（如是否需要预应力等）l PCPC构件不同工序质检信息繁杂，且需要采用不同检验方法，人工规划
16、难免疏漏构件不同工序质检信息繁杂，且需要采用不同检验方法，人工规划难免疏漏l 生产执行情况无法实时把控，容易引起质量事故与安全事故，带来损失生产执行情况无法实时把控，容易引起质量事故与安全事故，带来损失l 无法自动生成无法自动生成NCNC代码，制约着数控设备的发展代码，制约着数控设备的发展l 典型工艺库：根据人员典型工艺库：根据人员( (包工队包工队) )、生产设备、构件类型、设计要求等构建典型工艺库、生产设备、构件类型、设计要求等构建典型工艺库l 主动推送：自动识别构件类型并主动推送适合的典型工艺主动推送：自动识别构件类型并主动推送适合的典型工艺l 工艺自动生成：根据构件特征与模台规格，自动
17、计算构件摆放空间位置；自动输出工艺自动生成：根据构件特征与模台规格，自动计算构件摆放空间位置；自动输出NCNC代码与物料信息。代码与物料信息。智能工艺分析智能工艺分析PC构件工艺文件构件工艺文件PC构件工艺列表构件工艺列表NC自动生成自动生成PCPC构件工艺列表：提供典型工艺库，构件工艺列表：提供典型工艺库，并提供构件工艺概览和检索并提供构件工艺概览和检索PCPC构件工艺文件：提供构件工艺文件：提供PCPC构件工艺编构件工艺编制功能，或者根据典型工艺自动生成制功能，或者根据典型工艺自动生成PCPC构件工艺文件，即工序简图、物料构件工艺文件，即工序简图、物料BOMBOM、作业指导书、作业指导书、
18、NCNC代码代码NCNC自动生成：自动生成工艺所需自动生成：自动生成工艺所需NCNC代代码，配合数控设备实现自动化生产码，配合数控设备实现自动化生产生产数据智能管理系统生产数据智能管理系统l 设备监控信息看板：自动感知设备的设备监控信息看板：自动感知设备的运行数据、人员交互数据；对异常的运行数据、人员交互数据；对异常的设备数据及时提醒。设备数据及时提醒。设备监控信息看板设备监控信息看板生产质量看板生产质量看板生产进度看板生产进度看板生产数据统一看板生产数据统一看板l 生产质量看板：监控生产质量看板：监控PCPC构件质量，并构件质量，并汇总各类质量信息，以提高效率、降汇总各类质量信息，以提高效率
19、、降低成本，实现精益化生产。低成本，实现精益化生产。l 生产进度看板：直观展示当前生产任生产进度看板：直观展示当前生产任务，以及与目标差距，实时跟进，敦务，以及与目标差距，实时跟进，敦促按原计划完成生产目标。促按原计划完成生产目标。l 生产数据统一看板：对一线的实时数生产数据统一看板：对一线的实时数据展示，方便对车间现场统一协调、据展示，方便对车间现场统一协调、管理，方便对突发情况及时决策。管理，方便对突发情况及时决策。堆场智能规划堆场智能规划堆场统一管理：根据堆场堆场统一管理：根据堆场区域、库位、项目组成与区域、库位、项目组成与发货进度，自动统计堆场发货进度，自动统计堆场信息。信息。堆场规划
20、：自动规划构件堆场规划：自动规划构件堆放方案、自动规划运输堆放方案、自动规划运输方案、快速获取堆场全局方案、快速获取堆场全局容量信息。容量信息。出入库流程管理：实现构件出入库流程管理：实现构件快速及时出入库操作，提高快速及时出入库操作，提高人员工作效率。人员工作效率。堆场统一管理堆场规划出入库流程管理l 工艺规划：典型工艺数据、工艺数据、工艺规划：典型工艺数据、工艺数据、NCNC代码等。代码等。l 特征库：组成特征库：组成PCPC构件的特征，如门、窗、线盒等。构件的特征，如门、窗、线盒等。l 手册数据：制度、手册数据：制度、PCPC构件深化方法、操作手册等。构件深化方法、操作手册等。l 模型数
21、据：模型数据：PCPC构件构件CADCAD模型数据。模型数据。l 决策规则：工艺决策规则、排产规则等。决策规则：工艺决策规则、排产规则等。l 资源数据：设备、模台、模具、堆场等数据。资源数据：设备、模台、模具、堆场等数据。资源数据决策规则模型数据手册数据特征库工艺规划构件生产知识库构件生产知识库将生产、管理过程中产生的有效信息与知识总结并实现有序化，减少数据冗余，实现将生产、管理过程中产生的有效信息与知识总结并实现有序化，减少数据冗余，实现信息便利筛选、使用，用于指导生产活动与管理活动，实现组织机构的协调与高效沟通，实信息便利筛选、使用，用于指导生产活动与管理活动，实现组织机构的协调与高效沟通
22、，实现知识流动、知识共享。现知识流动、知识共享。l 构建构建PCPC的全建筑过程视图信息库，打的全建筑过程视图信息库，打通设计、生产、运输、吊装等环节通设计、生产、运输、吊装等环节l 实现设计、生产同模型协同工作平台实现设计、生产同模型协同工作平台 ，保证设计信息准确及时，减轻沟通，保证设计信息准确及时，减轻沟通压力压力l 可视化管理，实现深度透明化工作环可视化管理，实现深度透明化工作环境，保证高效工作境，保证高效工作构件全生命周期管理构件全生命周期管理 设计院设计院PCPC构件工厂构件工厂PCPC构件运输构件运输PCPC构件现场吊装构件现场吊装破损等反馈破损等反馈返工、返修返工、返修反馈反馈
23、反馈反馈依靠依靠PCPC构件唯一构件唯一IDID，为其建立单一的、完整的、逻辑关联的全建筑过程视图信息库，为其建立单一的、完整的、逻辑关联的全建筑过程视图信息库，使其在规划、设计、建造和运行维护全过程实现信息的充分共享、无损传递，为建筑全生命使其在规划、设计、建造和运行维护全过程实现信息的充分共享、无损传递，为建筑全生命周期中的所有决策提供可靠的依据周期中的所有决策提供可靠的依据Part FourPC预制工厂生产与管理智能化案例1新大地生产线管理系统V1.0原始取得2015SR0793732新大地PC构件生产线远程云监管平台V2.1原始取得2018SR8917113PC构件生产线码垛车远程云监
24、管软件V2.0原始取得2018SR9153014混凝土预制件蒸养窑自动码垛控制软件V1.0原始取得2015SR207606相关软件登记证书相关软件登记证书应用应用客户客户天津天津晋中晋中成都成都广州广州唐山唐山应用案例应用案例山西建投神龙建筑山西建投神龙建筑iPC_ERPiPC_ERP系统系统管理企业资源管理企业资源通过设备、通信与终端产品，组建物联网环境，部署通过设备、通信与终端产品，组建物联网环境，部署iPC_ERPiPC_ERP系统、系统、iPC_MESiPC_MES系统与数据管理系统系统与数据管理系统iPC_MESiPC_MES系统系统制造执行系统制造执行系统数据管理数据管理系统系统现
25、场数据采集现场数据采集应用案例应用案例中建（天津）工业化建筑工程中建（天津）工业化建筑工程通过设备、通通过设备、通信与终端产品，信与终端产品，组建物联网环组建物联网环境，为智能化境，为智能化管理系统提供管理系统提供实时生产数据，实时生产数据，打造智慧工厂。打造智慧工厂。应用案例应用案例实现远程监控系统、数据管理实现远程监控系统、数据管理系统、系统、MESMES系统数据交换与共享系统数据交换与共享中电建（成都）中电建（成都）数据管理数据管理系统系统iPC_MESiPC_MES系统系统远程监控远程监控系统系统应用案例应用案例l PCPC构件设计、生产、构件设计、生产、运输全过程覆盖运输全过程覆盖l
26、 通过与财务系统、搅通过与财务系统、搅拌站系统、生产线系拌站系统、生产线系统、地磅系统进行数统、地磅系统进行数据交换，实现数据共据交换，实现数据共享，提高工作效率享，提高工作效率l 实现工厂数据远程实实现工厂数据远程实时监控时监控天津合嘉金工天津合嘉金工100100% %原料采购需求原料采购需求入库构件清单入库构件清单出库成品清单出库成品清单财务财务系统系统原料出入库原料出入库配合比库配合比库信息统计信息统计搅拌站搅拌站系统系统原料重量自动读取原料重量自动读取地磅地磅系统系统驱动系统驱动系统养护系统养护系统布料系统布料系统运输系统运输系统生产线生产线系统系统应用案例应用案例PCPC预制工厂预制
27、工厂管理系统管理系统工程制图深化设计工程制图深化设计建筑构件自动拆分建筑构件自动拆分预制预制CADCAD天津合嘉金工天津合嘉金工应用案例应用案例利用移动终端与移动互联网，利用移动终端与移动互联网，实现便捷出入库与生产记录实现便捷出入库与生产记录中控工作室中控工作室l 构件身份证，一件一码，作为构件构件身份证，一件一码，作为构件的唯一标识，在构件的全生命周期的唯一标识，在构件的全生命周期内存续。内存续。l 移动端可视化数据浏览展示，提供移动端可视化数据浏览展示，提供便捷查看操作便捷查看操作天津合嘉金工天津合嘉金工应用案例应用案例提升构件生产的信息化水平提升构件生产的信息化水平实现构件生产与实现构
28、件生产与BIMBIM技术的无缝对接技术的无缝对接实现构件生产的信息化、自动化实现构件生产的信息化、自动化构件全生命周期管理构件全生命周期管理从从“制造制造”到到“智智造造”结语结语 结语结语 河北新大地将持续河北新大地将持续 专注于专注于定制化、多类型预制构件生产系统的研发定制化、多类型预制构件生产系统的研发 专注于专注于成套数字化制造装备的研制成套数字化制造装备的研制 专注于专注于混凝土构件预制全过程的信息化管理系统混凝土构件预制全过程的信息化管理系统 及关键生产环节的智能化决策系统的研发及关键生产环节的智能化决策系统的研发 支撑支撑预制构件的高效自动化生产、预制构件的高效自动化生产、助力助力建筑产业现代化的发展建筑产业现代化的发展 实现实现PCPC预制工厂的智能化生产与管理预制工厂的智能化生产与管理
