嘉和工業智慧工廠生產管理系統應用分析

劉雙飛 （安徽水利開發有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 前言

國家大力推廣建筑產業化，積極給予裝配式產業和生產基地政策和資金扶持，促進建筑行業轉型與發展，因此市場涌現了一大批裝配式建筑企業，從事裝配式設計、生產、安裝等各環節及全流程工作，建筑工業化快速發展，與此同時，建筑數字化、智能化也受到重視。PC 工廠生產過程中，構件BOM 信息統計、模具生產、鋼筋下料、模具組模、鋼筋綁扎、預埋件安裝、混凝土澆筑、振搗、養護、拆模、轉運、儲存、出廠、安裝等環節的信息協同與共享是工程管理的重點和難點，如何打通裝配式項目的設計、生產、物流等環節間信息共享，實現多個不同層級的高效協同和可視化管理，提高公司多層級管理能力是裝配式生產企業急需解決的問題。

傳統的線下管理方式已經不能滿足大型PC 工廠的生產需求，尤其是幾萬、十幾萬、幾十萬數量級的構件BOM 數據、鋼筋下料、模具生產、生產檢查、統計、堆場管理、出庫等工作，存在如數據難以統計整理、計劃協調困難、進場時間無法滿足施工計劃需求，構件設計變更等各種因素，影響生產效率及質量管理，采用線下溝通處理問題存在信息傳遞、處理緩慢，溝通不便、無法留存具體記錄等缺點[1]。

為有效解決PC 工廠線下管理方式的弊端，提高建筑信息化水平，構建嘉和工業智慧工廠生產管理平臺，集成信息化、數字化、BIM 和物聯網技術，提高信息溝通效率，提升生產管理效率，促進PC 構件生產行業和建筑業健康可持續發展是裝配式工業化、數字化、智能化發展不可或缺的一部分[2-6]。

2 嘉和工業智慧工廠生產管理系統特點

①多工廠、多項目、多層級信息化管理

嘉和工業智慧工廠生產管理系統支持多工廠、多項目、企業級信息化管理，集成業務數據、管理流程、決策分析等信息，實現不同層級的高效協同和可視化管理，提高公司多層級管理能力，具備基于工廠層面和公司層面（多工廠）的決策支持和分析預警?；谏a過程進行流程化管理，實現庫存管控、物料管控、進度管控、質量管控和成本管控，促進工廠精細化管理，規范化管理裝配式項目的合同、設計、生產、堆場、施工、進度、質量、安全、成本和風險，實現流程優化和標準化，優化項目管理和業務管理。

②實現基于BIM 的深化設計、生產管理集成

嘉和工業智慧工廠生產管理系統直接接收BIM 設計數據，如構件類型和數量，以及構件的基礎信息和各種詳圖，包括構件的鋼筋、預埋件等組成信息，自動匯總生成構件BOM 清單，快速統計物資需求計劃。

③集成性、擴展性、兼容性

嘉和工業智慧工廠生產管理系統基于SOA 框架，實現業務構件、接口組件和其他異構系統的集成，具有較強的擴展性和兼容性，車間智能化設備統一集成聯網接入嘉和工業智慧工廠生產管理系統，實現車間智能化設備的單機智能控制、多機協調聯動控制。同時，管理系統支持用戶二次研發，滿足企業在不同階段對精細化管理的需求，支持和其他系統的集成，如財務系統等，實現公司層面的信息化集成應用，便于公司內部的信息化管理。

④信息共享

嘉和工業智慧工廠生產管理系統對PC 構件工廠全生產流程和裝配式項目全生命周期進行管理，實現基于BIM 的裝配式建筑全流程集成應用，BIM 模型在建筑的全生命周期和多參與方之間共享，實現在裝配式項目的設計、生產、物流等階段之間信息共享。

3 嘉和工業智慧工廠生產管理系統組成

嘉和工業智慧工廠生產管理系統包含項目管理、合同管理、生產數據管理、生產管理、質量管理、成品管理、物流管理、施工管理、工程管理、材料管理、成本管理、設備管理等模塊，基于項目進程進行全流程的信息化管控，實現產品全生命周期的質量追溯，如圖1所示。

圖1 嘉和工業智慧工廠生產管理系統主頁面

嘉和工業智慧工廠生產管理系統具有較強的擴展性和兼容性，預留外端設備接口，實現設備和軟件聯網，構建公司數字化管理平臺。內部深化設計軟件PKPM-PC 與嘉和工業智慧工廠生產管理系統數據共享，直接對接BOM 清單、構件圖紙、構件鋼筋配料表及鋼筋大樣圖以及三維BIM 模型；設備管理模塊聯連接車間各類智能化設備，實現車間生產線智能化管控；專業化財務軟件接入成本管理模塊，提供專業化業務的平臺集成服務。通過嘉和工業智慧工廠生產管理系統實現公司、PC 廠、生產線各層級的信息化集成管理，實現公司層面的信息化集成應用。

4 嘉和工業智慧工廠生產管理系統應用

企業生產主要基于項目開展，工作流程如圖2 所示，現以安徽建工嘉和建筑工業有限公司某項目進行管理系統應用展示。

圖2 基于智慧工廠生產管理系統主要工作流程圖

4.1 深化設計、模具設計

根據項目圖紙，利用PKPM-PC 軟件進行裝配式拆分深化設計，同時進行水電等預埋布置，如圖3 所示。設計師完成深化設計，軟件生成生產圖紙、BOM 清單以及三維模型等，嘉和工業智慧工廠生產管理系統直接對接相關設計數據，自動打印構件二維碼標簽，同時進行模具設計，生成模具加工BOM，導入生產管理系統。項目相關統計信息見表1，其中，構建數量19667 個，總體積10456.80m3，各類預埋件131277 個。由于項目復雜程度較高、規模較大，深化設計完成后，預制構件數量、預埋件數量及相關種類、類別的分類統計工作需要消耗大量的人力物力，效率不高，采用嘉和工業智慧工廠生產管理系統對接設計數據，系統直接完成構件、預埋件相關數據信息的統計整理工作，大大提高了工作效率。

表1 項目基本信息表

圖3 嘉和工業-PC深化設計

4.2 鋼筋下料、模具加工

物資設備部根據嘉和工業智慧工廠生產管理系統發布的材料需求，依照材料的種類、數量等進行采購、備貨和準備。生產線接收鋼筋、模具等加工信息，根據排產計劃，向物資設備部提請材料取貨，智能化設備根據智慧工廠生產管理系統分配的加工圖紙進行鋼筋下料、模具加工等作業。

4.3 PC生產線生產

模具加工完成后擺渡至生產線模臺，進行劃線組模作業，嘉和工業智慧工廠管理系統控制模臺清掃機，實現模臺自動化快速清理，必要時進行人工補充清理。模具清理干凈后進行劃線、布模，劃線機接收系統構件幾何形狀數據，自動繪制構件、門、窗等輪廓線和預埋件位置線，布模機器人根據布模信息，自動取模、布模，按照設計要求依次拼裝，模具拼接處應拼接嚴密、無間隙，以免漏漿。確認無誤后進行鋼筋、預埋件安裝，混凝土澆筑、振搗，構件養護等作業。生產中實時查看項目生產進度，如圖4，根據現場進度安排調整構件生產，同時，智慧工廠生產管理系統質量模塊負責件全生命周期追溯性質量管理。通過手持移動端進行生產過程信息采集，通過二維碼標簽對構件全生命周期進行管理，尤其針對隱檢、成品檢、入庫、裝車等核心環節進行跟蹤記錄和管控，實現構件全生命周期追溯性質量管理。

圖4 項目形象進度

4.4 構件運輸、安裝

根據合同約定、現場要貨計劃及排場生產情況，基于嘉和工業智慧工廠生產管理系統物流管理模塊制定相應的發貨計劃，進行構件出庫管理，施工管理模塊進行現場安裝管理。

4.5 成本管理

智慧工廠生產管理系統成本管理模塊對構件生產全過程進行成本管理，對生產的每一環節進行成本把控，自動進行成本核算，各環節成本構成更直觀可靠，通過分析各環節的成本構成及成本動因，并有針對性地采取相應措施，降低各環節成本，實現降本增效的目的。

4.6 數字化集成管理平臺

智慧工廠生產管理系統采用擴展性系統框架，采用基于服務的SOA 架構技術搭建，實現業務構建、接口組件和其他異構系統的集成，增強平臺的兼容性和擴展性，支持裝配式設計和裝配式施工等業務集成。預留外端設備接口，實現設備和軟件聯網，接入廠區智能生產設備、實時監控系統、財務軟件、設計軟件，配套合同管理系統、會議系統和辦公OA，共同構建公司數字化集成管理平臺。

5 結論

嘉和工業智慧工廠生產管理系統集成信息化、BIM 和物聯網技術，面向多裝配式項目、多構件工廠，針對構件工廠全生產流程和裝配式項目全生命周期進行管理，加強了管理的可視化和精細化，從而減少項目風險、降低構件成本、優化庫存、提高工廠生產效率和應變能力、優化工廠管控流程、提高產品質量，實現基于BIM 的裝配式建筑全流程集成應用，BIM 模型在建筑的全生命周期和多參與方之間共享，打通裝配式項目的設計、生產、物流等階段，使多個階段之間信息共享。