裝配式住宅建造模式中混凝土預制構件調度優化

張 文

（無錫汽車工程高等職業技術學校，江蘇 無錫 214151）

現代房屋建筑施工規模不斷擴大，施工難度和施工風險都隨之提升。而裝配式建造模式作為現代大型房屋建筑施工的重要施工模式具有多方面的應用價值。但是裝配式建造模式的混凝土預制構件調度依然存在一些問題，需要加強混凝土預制構件的調度優化，進一步推動裝配式建造模式發展，不斷提高建筑工程的施工質量。

1 裝配式建造模式的優點

（1）裝配式建造模式施工周期短。裝配式建造模式的房屋建筑主體混凝土結構通常都是在工廠批量生產的預制構件，并在現場施工完成的。預制構件生產好以后運輸到施工現場可立即展開吊裝，考慮到已經是成品，具備一定的剛度，可省略混凝土支模板澆筑步驟，減少腳手架的使用，同時減少施工現場的施工步驟，從而加快施工進度，提高施工效率，對于現代大規模房屋建筑施工發展有著重要意義。

（2）裝配式建造模式施工安全性高。裝配式建筑需要在生產廠家預制混凝土構件，并將其運輸到施工現場，在進場時需要接受嚴格的質量檢驗，質量未達標的構件無法進入施工現場。安裝環節會有專業人員操作，其工業化技術水平能夠滿足現代房屋建筑的質量要求和施工安全需求，因此，裝配式建造模式在現代建筑工程施工發展中得到了高度認可，促進了建筑工程施工的安全建設。

（3）裝配式建造模式施工污染小。在現代房屋建筑施工綠色化發展中，對工程施工的環境保護要求愈加嚴格，需要貫徹綠色施工技術理念，以降低施工污染。裝配式建筑的預制構件模板可以重復使用，鋼模板可以回收利用，不會浪費資源。同時，裝配式建筑的預制構件全部都是在構件廠加工生產，生產相對密集，各類資源分配較為合理且計劃性強，廢棄物可以集中處理。

2 生產調度實例分析

某裝配式預制構件廠是由傳統建筑施工企業轉型的，曾與多家現代化大型施工企業深度合作。廠內有自動化混凝土預制構件生產線，為多家施工企業提供房屋住宅建筑的混凝土預制構件。隨著我國建筑施工企業裝配式建造模式應用的逐漸深入，預制構件企業的日常管理和產品生產過程出現問題，由于生產廠家預制構件生產調度主要依靠管理部門針對方案進行系統化制定，缺乏針對性的調度管理規劃建設，給新時期該廠的生產發展帶來了不利影響。在該廠的實際生產與調度中，調度方案制定是以交付時間為核心，以交付時間作為生產計劃制定的導向，致使管理部門不能從全局充分考慮成本問題。同時，生產時間的把控不夠合理，造成產品交付能力較低。針對這些實際情況，該廠需要全面優化預制構件生產調度管理，以此提高調度管理質量。

3 裝配式建造模式混凝土預制構件生產調度問題

3.1 裝配式建造模式車間作業調度問題

車間作業調度主要是指通過車間內部現有的資源實現工業加工或者材料裝配等相關任務，最終生產出全新的產品，如原材料、設備、人力等資源。具體則是通過技術加工、合理分配時間，一次性滿足相應的使用性能指標。現代化生產調度管理環境下，車間作業調度實施過程中主要存在以下問題。

從復雜程度角度對車間作業問題進行研究，其問題包括單機器型調度問題、多機器型調度問題、Flow Shop型調度問題和Job Shop型調度問題四個方面。單機器型調度問題是以一臺機器作為基礎載體完成所有的生產環節，但是，實際生產過程中機械設備只能記錄生產順序的技術優化和系統處理。多機器型調度問題相較于單機器型調度問題不僅要考慮生產順序的優化，還需要選擇機械設備。Flow Shop型調度問題是指所有生產產品在相同機械設備上實現技術加工和操作，并且所有的生產流程應保證一致性，所以，需要對產品的生產順序和流程進行結構優化。Job Shop型調度問題表現在技術加工和加工流程上存在差異性，因此，該流程更加復雜。而該車間作業調度問題就是典型的Flow Shop型調度問題。

3.2 裝配式建造模式資源限制型調度問題

對生產要求和產品生產特點進行詳細分析，其不同問題中對于資源的約束同樣具有明顯的差異性。生產流程和因時間所產生的資源差異性主要包括可更新資源、消耗型資源、限制型資源等。針對以上類型資源，構建模型時需要充分考慮生產流程及能力約束，在進行參數計算時還應考慮該因素對成本的影響。

資源限制型調度問題具有明顯的特征，主要體現在三個方面：

（1）多約束性特征。在資源限制型車間調度問題的研究中發現，車間的實際生產會受到多方面外界因素的影響與制約。混凝土的加工工藝順序是既定的，需要按照工藝順序逐步進行。而每個工藝流程所能分配的資源都是有限的，需要考慮資源對生產調度的約束與限制。

（2）計算復雜性特征。在預制構件生產調度計算中，其方案從本質上是空間結構中分散的位置點，不能通過計算方式進行準確的數據參數計算，屬于較難的問題，需要在生產流程和時間上滿足不同類型的性能標準要求。隨著現代化生產流程和工序逐漸復雜化，計算信息模型范圍也隨之擴大，求解計算的復雜性不斷提升，導致常見的計算方式不能發揮出足夠的作用，需要使用更為復雜的計算方式解決問題。

（3）多目標性特征。在預制構件的實際生產中，產品的類型、生產及交付條件都有一定的差異性，而不同的調度管理人員在實際調度的過程中，對于性能指標的偏好不同，調度要求呈現出多樣性特征。而現代調度管理中較為常用的性能指標涉及成本、時效、庫存、設備使用等多個方面。這種多目標性也是資源限制型問題的重要特征。

4 裝配式建造模式中混凝土預制構件調度優化

4.1 生產調度模型建立的問題

（1）生產調度中的結構養護數量具有一定的約束和限制。使用混凝土進行預制構件生產時，構件結構養護需要消耗的時間較長，在實際生產過程中就存在缺少養護窯的實際情況，影響養護能力。針對這一情況，需要注重養護工序，可以通過露天自然養護的方式，提高養護效率，以彌補缺少養護窯的實際情況。因此，在裝配式建造模式中進行混凝土預制構件調度優化模型設計時，需要重點考慮養護工序的限制問題，根據實際情況，研究不同養護窯的使用和養護方式。

（2）工序劃分與分類。在裝配式建造模式發展中，混凝土預制構件的制造是其基礎環節，更是影響房屋建筑施工項目的關鍵環節。在混凝土預制構件的生產中，主要涉及9個生產工序，每一個工序都會影響混凝土預制構件的生產調度管理，需要在調度優化中充分重視每個工序的計算，以保證調度優化模型建立的科學性和實用性。同時，需要充分考慮預制構件的儲存和運輸，有效完善預制構件從生產到運輸等各個環節。

（3）混合生產。通過研究傳統生產模式得出結論：一次性生產一種類型的產品后再生產其他產品，會降低不同類型產品的生產速度。因此，需要全面修改生產流程及求解過程，提高生產技術水平，保證生產效果。

4.2 建立生產調度模型

在混凝土預制構件的生產調度中，可以分析預制構件的生產工序，構建生產調度模型。上述預制構件企業每條生產線的設備數量只有一個，在一個工序生產任務完成后，會將構件傳送到下一工序生產線，而在實際生產過程中，有一些工序是可以同時進行的，因此，需要對生產流程進行系統化調整和結構優化。除此之外，與傳統調度模式不同的是，預制構件在實際制造時需要使用水泥材料，整個構件的生產工序應一次性完成，不能中斷。針對這一情況，可以以構建生產調度優化模型為基礎，綜合混凝土預制構件生產實踐中存在的現實問題，全面優化生產調度，以滿足現代大規模預制構件生產的實際需求。

4.3 混凝土預制構件生產調度優化建議

（1）完善生產調度管理制度，規范調度管理作業行為。調度作為生產管理的重要環節，建立完善的制度不僅是保證調度管理實效的基本途徑，更能夠規范調度管理的作業行為，對于新時期調度管理工作的創新與優化有著重要意義。在實踐中，要以生產調度模型為基礎，綜合考慮混凝土預制構件生產調度的工序、資源限制等問題，以此為生產調度方案的制定奠定數據基礎。

（2）強化生產調度管理人員的調度能力，減少調度偏好對調度管理的影響。調度管理人員的調度偏好問題是混凝土預制構件生產調度管理的重要影響因素，因此，在進行生產調度管理優化的過程中，需要提高生產調度管理人員的專業能力，以生產調度模型為載體，從成本、時效、庫存、設備使用四個方面綜合分析生產調度管理問題，依據既定的交付時間，科學調度生產資源、生產線、養護窯等，充分保證生產調度管理的科學性，避免因調度人員個人調度偏好問題導致交付延遲。

（3）設置生產調度指揮機構，強化生產調度管理監管行為。隨著混凝土預制構件生產規模的逐漸擴大，生產調度管理難度也逐漸提高，單純依靠生產調度管理模型分析資源、生產線相關生產因素等，已難以保證生產調度管理的整體效果，需要設置生產調度指揮機構，根據預制構件生產的實際情況，構建多職能部門，以生產調度為核心，職能部門之間相互配合，實現預制構件生產調度的統一化管理。在生產調度指揮機構建設中，應進一步了解生產權限和內容，重點關注并發揮生產調度的實際作用。為此，企業應重視調度崗位，在改變生產產品和生產任務時，應及時與調度部門溝通。

5 結語

綜上所述，裝配式建造模式發展中加強混凝土預制構件的調度優化對于企業的發展具有重要意義。實踐中，需要深度分析當前生產調度管理中存在的問題和影響因素，構建混凝土預制構件生產調度優化模型，提出預制構件調度優化的相應措施，以此全面提高生產調度管理質量，促進裝配式建造模式的發展。