核電鋼筋加工管理平臺的開發與研究

文／張麗華、李燕、黃松鵬、杜玉萍 中國建筑第二工程局有限公司 北京 100000

引言：

鋼筋加工管理平臺依托防城港核電項目和臺山核電項目開發，同時在太平嶺核電項目投入使用。單個核島鋼筋用量約為6.5萬噸，雙核島項目鋼筋用量約為13萬噸，且鋼筋密集、鋼筋制作安裝的質量要求和施工驗收標準高，傳統依靠人力在施工現場進行加工，勞動強度大，效率底，材料和能源浪費高，質量難于控制，工程進度難于保障。為此，項目引入自動化加工設備，同時研究開發了“核電鋼筋加工管理平臺”。

1、術語解釋

翻樣：指施工技術人員按圖紙計算工料時列出詳細加工清單并畫出加工簡圖。

配料：根據圖紙詳細列出鋼筋混凝土結構中鋼筋構件的規格、形狀、尺寸、數量、重量等內容，以形成鋼筋構件下料單，方便鋼筋工按料單進行鋼筋構件制作和綁扎安裝。

出料：鋼筋從庫房移動至加工場地過程的這一行為或者動作。

正常料表：即一個從插件提交過來的料表，此料表對應的模型部分后續無更新。

重置料表：模型中某一個施工段重新導出一個新的料表。

差額料表：模型中某一個施工段新增部分數據并更新導出料表。

施工段：把施工項目在平面上劃分為若干個勞動量大致相等的施工段落，這些施工段落稱為施工段。

2、核電鋼筋加工管理平臺的開發與研究

2.1 平臺設計方案

“核電鋼筋加工管理平臺”是“核電鋼筋BIM翻樣、加工軟件”主要板塊之一，“核電鋼筋BIM翻樣、加工軟件”包含“核電鋼筋BIM翻樣”和“核電鋼筋加工管理平臺”，使用“三端一云”的軟件架構（如圖1所示），即PC端、手機端、瀏覽器端、及云服務，此處主要講述“核電鋼筋加工管理平臺”。

圖1 系統功能

“核電鋼筋加工管理平臺”整合鋼筋加工流程，為自動化生產工藝設計、鋼筋BIM翻樣可視化、鋼筋加工全過程信息化管理等提供服務。包含鋼筋自動化生產管理的集成平臺、BIM可視化應用平臺、鋼筋BIM翻樣綜合信息平臺。實現了與“核電鋼筋BIM翻樣軟件”的有效連接，實現了與鋼筋自動化加工設備的有效連接，實現鋼筋從料表審核、進料計劃、材料進場、生產安排、統籌下料、進度跟蹤、報表統計、協同管理等過程的一體化及信息化管理，數據及過程可查、可控、可用，對工作流程、管理節點等形成模塊化、規范化、標準化的管理。

平臺由2個核心產品組成，分別是平臺瀏覽器端（web）和手機端（APP）。平臺瀏覽器端（web）分為配料管理、原料管理、生產安排、驗收管理、進度跟蹤、報表統計6大功能模塊。手機端（APP）分為個人賬戶、掃一掃、我的任務、項目概況、消息提醒等功能。

2.2 web系統及界面設計

系統采用BS架構設計，用戶只需要用瀏覽器訪問指定的鏈接即可進入系統。通過在后臺設置角色綁定權限，每個組織機構和層級用戶都通過統一入口登錄，登錄后根據角色信息查看權限范圍內的加工數據、任務及消息提醒。

平臺界面如圖2所示，最上方為logo和個人賬戶管理區域，左側為一級目錄導航，右側上方為二級導航，整個右側為功能頁面交互區域。其中左側一級導航可收起以更大面積查看右側主要內容，初始界面為“配料管理”，左側為料單表，右側為BIM可視化區域。

圖2 平臺界面

2.3 BIM可視化應用

BIM可視化區域采用WebGL技術的BIM輕量化引擎，可實時查看鋼筋及相關模型，同時保證了數據的安全性，滿足核電工程保密要求，不僅適用于各類WEB瀏覽器，也適用于移動App應用，可以從多角度對模型進行瀏覽觀察，并可控制場景左右旋轉、俯仰角調整、放大、縮小、瀏覽參數設置等。

2.4 鋼筋加工管理流程設計及實現

鋼筋加工管理包括鋼筋翻樣、原料管理、配料管理、生產安排、鋼筋加工等工序，具體流程如圖3所示：

圖3 鋼筋加工流程圖

2.4.1 鋼筋翻樣

使用“核電鋼筋BIM翻樣軟件”創建鋼筋BIM模型，生成鋼筋料表?！昂穗婁摻頑IM翻樣”是基于Revit軟件平臺二次開發的插件，合計72個子命令，插件把瑣碎的建模工作自動化，同時開發功能完善的分段、切斷工具，自動生成搭接、各類套筒連接及錨固板，配有智能的編碼及料單生成系統，再結合Revit自身功能使用，實現了核電鋼筋翻樣的快、精、準，滿足了常規島蝸殼、進水道等特殊位置鋼筋翻樣要求。同時也可使用傳統翻樣模式開展鋼筋翻樣。

2.4.2 原料管理

原料管理設計有出料臺賬、進料計劃、余料管理三部分。為實現精細化管理，每次出料進行登記，一次料單可多次領取原料，每次記錄領取量和剩余量，當涉及余料調用的時候可同時進行線下處理，平臺記錄整個出料過程。進料計劃的發起，平臺自動計算一個或者多個料單表匯總鋼筋量，采購人員結合實際情況，發起進料計劃。當采購完成后，庫存保管員進行入庫操作，根據實際情況，可分類型、分數量入庫。余料數據等于初次盤查初始化數據加上歷次進料數據并減去每次出料數據，為了保證余料數據的真實性，要求編輯余料數據需要最高權限，而其他人只能看，不能編輯。

圖4 項目統計表

2.4.3 配料管理

平臺與“核電鋼筋BIM翻樣軟件”的有效連接，“核電鋼筋BIM翻樣軟件”生成的鋼筋料表自動上傳管理平臺，同時為了擴展平臺的適用范圍，提高軟件的容錯性，以適應工程建設的發展和應對出錯等小概率事件，鋼筋加工管理平臺可以同時識別CAD及E筋生成的料單、以及Excel制作的料單，結合施工現場，料表分為正常料表、重置料表、差額料表。

2.4.4 生產安排

生產安排，可以根據料單表相關屬性分配好加工班組，也可以靈活將本料單強制分配給別的班組。在選擇加工所用原料時，系統根據鋼筋長度，提醒可以使用的余料（其它料單剩下的余料），操作員可以選擇是否使用余料加工。

同時平臺支持一次性批量導出料單鋼筋加工所有料牌，，支持導出原料表并可直接打印，原料表有兩種形式，一種是使用全新原料，一種是使用余料，當料單加工使用的是全新原料的時候不顯示余料調用表。當料單加工使用余料時顯示余料調用表，余料調用表包含調用的班組，責任人及聯系方式，以及余料的原料單號。

2.4.5 鋼筋加工

使用傳統方式或數控設備加工，傳統方式操作員通過手機APP及掃碼槍更新鋼筋生產過程，包括領料、剪切、彎曲、套絲等。

使用數控加工設備加工時，“核電鋼筋加工管理平臺”實現了與數控加工設備智能連接。平臺加工初期，我們選擇了符合條件的最優數控加工設備廠商，實地與設備廠商一起開展工作，解決平臺與數控加工設備數據傳輸。在設備與平臺數據傳輸環節，加工管理平臺根據數控設備需要填寫輸入的參數，通過加工平臺轉換為數控加工設備能識別的信息，并自動傳輸到加工設備，控制數控加工設備自動加工，同時返回加工數據，平臺自動更新相關數據。

2.4.6 統計報表

平臺結合現場管理需求，實時統計相關數據，主要包含材料統計、生產進度、績效統計三個板塊。材料統計中包含原材料、余料、廢料等相關數據。生產進度中記錄了模型完成情況、整體進度完成情況、配料管理、原料管理、鋼筋加工、轉運現場等數據，同時系統推送角色相關的任務（待處理事項），實時記錄所有模塊主要數據、鋼筋整體使用量、耗損率以及進度異常情況。績效統計中可以查看各組織機構的任務情況和完成情況，并可根據實際情況設定統計單位，可以料單個數為統計單位，也可以鋼筋重量為統計單位。

結語：

實踐證明，通過引進鋼筋自動化加工設備，研究開發鋼筋加工管理平臺，打通鋼筋BIM翻樣與數控加工接口，實現鋼筋加工全過程信息化管理，可以保證鋼筋加工精度、提高加工效率、降低操作者勞動強度、節約人工成本等，同時落實了科技創新和科技創效工作。