混凝土生產的智能化和自動化應用技術

李新國

（臨沂天元混凝土工程有限公司，山東 臨沂 276000）

1 項目應用的意義

“互聯網+混凝土”智慧 ERP 軟件系統以信息化、智能化驅動混凝土企業創新管理，提升從業人員的崗位技能操作水平，釋放企業生產活力，能為企業建立科學合理的管控流程，幫助企業規范管理和運營，逐步培養企業在市場、經營中的核心能力，實現企業管理科學化，數據信息化，成本精細化，提升企業的風險控制能力，使決策者隨時隨地掌控企業運營狀況。

一鍵啟動式全自動混凝土攪拌站硬件系統有以下幾點優勢：（1）混凝土生產過程實現無人操作，一鍵啟動生產，后臺自動上料，全自動化生產，省去上料裝載機及人員，節省運營成本。（2）后臺大容量物料儲備，自動化分料上料。運輸車將料卸入料斗后經過滾筒篩篩除大料，通過皮帶機及行走皮帶將料輸送到各個料倉。（3）整個生產過程，由控制程序全程控制運行，支持不同任務單、不同配合比連續生產和不間斷配料，縮短工作周期，提高工作效率。（4）自動上料各個環節配合緊密，容易實現整體封裝；避免裝載機上料出現大量揚塵，在各個落料點增加除塵器，降低環境污染，整個混凝土生產過程更加環保。

將“互聯網＋混凝土”智慧 ERP 軟件系統和一鍵啟動式全自動混凝土攪拌站硬件系統相結合，將實現混凝土生產的智能化和自動化。

2 智能化和自動化軟硬件系統原理

“互聯網+混凝土”智慧 ERP 軟件系統由天元商砼“互聯網+混凝土”綜合管理控制系統、天元商砼智慧混凝土生產管理系統、天元商砼生產控制系統、天元商砼互聯網辦公 APP 和天元商砼訂單 APP 組成，本項目圍繞這些系統的應用開展研究。

2.1 天元商砼“互聯網+混凝土”綜合管理控制系統

天元商砼“互聯網+混凝土”綜合管理控制系統是一款集成度非常高的 ERP 子系統。該系統在上層劃分出訂單中心、集中調度、決策分析、智能工控等功能區供企業領導及時查看公司運行狀況并為決策提供分析參考。系統中間部分羅列出 18 個模塊，基本涉及公司各項工作業務，如合同審批、原材管理、設備管理、中心試驗室等模塊是為單一相關業務部門開放使用，其他業務部門無權限進入，而其他如業務審批、企業云盤、企業通訊錄等模塊是對所有部門開放使用，方便企業員工開展共性工作。另外，本系統還加設了企業公文、消息通知、短信平臺等通知類模塊，方便企業內部信息實現快速傳達溝通。

信息溝通是決定企業運行效率高低的關鍵因素。對于混凝土企業來講，很多員工需要外出辦公或常駐工地，且分站之間的人員交流較少，很多工作在開展過程中找不到對接人。系統中的企業通訊錄就能很好地解決這個難題。圖 1 為企業通訊錄模塊，左側列出了混凝土企業從總部到分公司各個單位，右側顯示了所選單位內的人員信息，包括姓名、部位、職位、移動電話，真正做到了查詢便捷、一目了然。我們在開發過程中了解到很多制造業 ERP 中將個人郵箱加入到企業通訊錄，考慮到混凝土企業工作環境的變動性和工作反饋的時效性，我們僅添加了員工移動電話，方便第一時間溝通交流，實現工作的快速反應。

圖1 企業通訊錄模塊

2.2 天元商砼智慧混凝土生產管理系統

公司為下設每個混凝土攪拌站開通這套系統，方便對攪拌站各個生產環節進行監控和管理。從圖 2 可以看出，系統分為基礎設置、數據審核、銷售管理、生產管理、原材管理、試驗質檢、輔材管理、車隊管理等 9 個功能模塊。中間顯示的是選中功能模塊提供的具體功能操作，如基礎設置內建立了攪拌站管理，混凝土強度管理、地磅接口管理等 9 項操作管理。這些操作管理的設置均來源于日常生產管理工作中，與之前生產管理工作相比，應用此系統后所有日常操作均集成化，只需在相應功能模塊中操作即可完成工作，盡可能地降低了人員在站內來回奔走的時間和勞動強度，提高了攪拌站工作人員的工作效率和安全性。

圖2 天元商砼某分站智慧混凝土生產管理系統

該系統除了為具體攪拌站人員提供智能便利的生產管理服務外，還為公司總部提供信息數據，以便公司領導全局把控。在公司總部設置信息調度中心，該中心與各分站生產管理系統連接，可管理或共享獲得各分站信息數據（如生產任務訂單），合理調配各分站生產資源，實現資源利用率最大化。

2.3 天元商砼生產控制系統

采用最新的計算機自動控制技術，對儲料、配料、投料、攪拌和卸料等生產全過程進行規范地控制和管理，圖 3 為生產控制系統界面，該系統包含了混凝土生產過程中所用的各項原材料信息、原材計量信息、生產配合比信息、生產工藝信息、卸料出庫信息、訂單信息、運輸車隊信息，極大地提高了混凝土攪拌站生產的自動化程度，保證了混凝土產品質量。

圖3 天元商砼生產控制系統界面

2.4 手機客戶端 APP 系統

圖4 是商砼互聯網辦公 APP 界面，APP 內功能模塊與商砼“互聯網+混凝土”綜合管理控制系統實行信息共享，我們可以看到從 APP 內一樣能進行原材管理、配比管理、生產訂單管理等工作，而且在手機上就能辦公，開拓了高效移動辦公新模式。

圖4 天元商砼互聯網辦公 APP 界面

以某一分站原材管理為例，通過該 APP 員工可以結合工作需要查閱選定時間范圍內的各種原材料的進料數量和消耗數量。進入“原材進料統計分析”模塊按原材或按供應商分類查看選定時間范圍內原材料進料情況，可用來分析判斷屬于大宗物料的原材料和供應實力強大的供應商；原材料消耗數量通過餅圖顯示，進入“原材消耗統計分析”模塊按材料或按工程分類查看選定時間范圍內原材料消耗情況，用來分析各項原材料的消耗誤差和大客戶，以便做好材料消耗的精細化管理和大客戶的服務支持工作。

天元商砼互聯網 APP 還有一個專為客戶開發的商砼訂單 APP，如圖 5 所示，客戶使用天元商砼訂單 APP可以實時了解合同的執行情況，并自由下單，下單后還可以了解訂單的生產、發車運輸情況。這是國內首家實現客戶通過手機網絡訂購混凝土的移動應用軟件，從此將傳統混凝土行業引領向電子商貿行業發展。

圖5 天元商砼訂單 APP 操作界面流程

2.5 一鍵啟動式全自動混凝土攪拌站硬件系統

一鍵啟動式全自動混凝土攪拌站硬件系統，該系統通過操作員選擇任務計劃，實現混凝土生產的全自動，不需要裝載機人工上砂石料。該系統主要添加了物料自動入庫系統和后臺自動上料系統。

（1）物料自動入庫系統

當運輸車輛將骨料卸載至卸料斗，卸料斗中的篩網對骨料進行初步篩選，其中不符合要求的大骨料被篩網攔截。剩余的骨料在卸料斗打開氣動插板閥的情況下進入到皮帶機，并通過皮帶機被送入到滾篩筒進行二次篩分，篩分合格后的大骨料經過回轉皮帶送入破碎機，破碎合格后送回皮帶機。通過行走皮帶機將物料送入到物料儲存倉。

（2）后臺自動上料系統

后臺料場中配料斗裝有物料感應傳感器，能夠感應物料量的大小，控制物料分配；當需要生產混凝土時，物料儲存倉內的物料會經過配料斗落入到傳送裝置中，料場中的料經過配料斗落入皮帶，然后送入兩條過渡皮帶機。自動上料時，會根據地倉物料卸料斗稱體內的物料情況控制相應門的轉換，在上料期間按“自動停止”按鈕，則系統停止工作，當該物料上料到高料位或者取消本次上料時，自動終止本次上料，然后自動進入下一循環。

3 混凝土智能化和自動化生產過程

攪拌站是一個集原料運輸與成品輸出的系統，為滿足生產的需求，還需要攪拌站對作業車輛進行統一的調配。增加一鍵啟動輸入點，TGL 控制系統點擊“開始生產”，與 ERP 軟件無縫銜接，智能調度，可以設置每個任務發車的間隔時間，攪拌車剩料過磅與智能調度，實現剩、拌、票功能，給自動生產登記提供生產信息，ERP 自動調用刷卡排隊的車輛，然后通過 APP 或者信息發送給司機，在司機收到生產信息，確認后一鍵啟動生產，此時，在顯示模塊的 LED 顯示屏上顯示“正在生產”等信息，混凝土車到位位置設置三個限位，車后面一個，車的兩側各一個，后面的那個必須碰到，兩側的隨便碰到一個就標示車到位，攏料斗可以卸料。TGL 實現 LED 控制系統功能，將排車信息刷到LED 屏幕上，并將“正在生產”的車輛信息進行語音播報。無排車任務的情況下，攪拌機自動停止工作?？臻e時攪拌機、斜皮帶、平皮帶自動停止。

攪拌站對送入的物料進行攪拌，并在攪拌完成后發送信號至控制系統，控制系統對接收的信號進行處理，并發送至車輛管理與調度系統，車輛管理與調度系統通過通訊模塊向車輛發送生產完成取料信息。

通過智慧 ERP 軟件系統和一鍵啟動的硬件攪拌系統相結合實現了混凝土生產的智能化和自動化。全封閉的環保型一鍵啟動攪拌系統不僅大大降低了環境污染，而且大大降低了勞動強度。通過對混凝土企業運行過程中的所有數據進行采集、整理、分析，具有高效率、多功能、便捷式的突出優勢，可解決混凝土行業難管理、效率低、人工勞動強度大、重復工作量大、經營成本高等問題，具有良好的經濟效益和社會效益，是傳統混凝土企業轉型升級的重要途徑之一。