淺談混凝土拌合站智慧物聯(lián)系統(tǒng)

李會鵬

(中鐵二十三局集團第三工程有限公司, 四川成都 610000)

0 引言

以往的混凝土拌合站管理模式為靜態(tài)管理,資源浪費,管理成本高,不能滿足現(xiàn)代化高標準的智能管理模式,因此需要引進更先進、更智能的管理系統(tǒng)。混凝土拌合站智慧物聯(lián)系統(tǒng)通過在混凝土拌合生產(chǎn)工藝過程中采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)后,利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,對數(shù)據(jù)進行分析處理,從而掌握設(shè)備的運行狀況,對異常情況進行跟蹤預(yù)警,實現(xiàn)拌合站的動態(tài)管控。

1 智慧物聯(lián)系統(tǒng)的特點

1.1 實現(xiàn)電子地磅過衡管理自動化

傳統(tǒng)物料稱重過磅司機通過作弊裝置干擾傳輸信號,使得稱量數(shù)據(jù)偏高或偏低,從而改變稱重驗收數(shù)量。過磅稱重人員稱量數(shù)據(jù)為人工操作,可以更改稱量數(shù)據(jù),容易串通作弊。安裝電子地磅過衡系統(tǒng)后原稱重計量設(shè)備信號傳輸方式由模擬信號傳輸改為數(shù)字信號傳輸,使外界無法干擾信號傳輸;通過安裝監(jiān)控裝置及設(shè)置權(quán)限,使操作人員無法更改稱重數(shù)據(jù),從而堵塞管理漏洞,避免效益流失。

1.2 實現(xiàn)混凝土拌合生產(chǎn)自動化

傳統(tǒng)混凝土拌合,試驗員需要到現(xiàn)場開盤及調(diào)整配比,效度低,易出錯,原材料質(zhì)量沒有科學(xué)系統(tǒng)的管理,材料倉庫存在監(jiān)控不到位等問題,導(dǎo)致質(zhì)量事故時有發(fā)生。試驗室通過安裝ERP配方管理系統(tǒng)后,試驗室人員無需再到拌合樓現(xiàn)場開盤與調(diào)整配比,通過預(yù)先輸入試驗室配合比,生產(chǎn)過程中根據(jù)數(shù)據(jù)異常情況適時調(diào)整生產(chǎn)配合比,有效提高試驗員對任務(wù)單配方管理與監(jiān)督力度,從而實現(xiàn)自動生產(chǎn)、優(yōu)化配比、節(jié)約材料、降低成本、提高工作效率的目的。

1.3 實現(xiàn)車輛生產(chǎn)調(diào)度、運輸過程全方位監(jiān)控

傳統(tǒng)車輛混凝土接單及車輛調(diào)度只能采用電話聯(lián)系,調(diào)度人員現(xiàn)場指揮,不能獲得及時全方位的信息,增加調(diào)度人員工作難度;通過安裝GPS正時調(diào)度系統(tǒng)后,混凝土罐車進站的先后順序,自動通過 LED 大屏幕顯示,指引進站司機前往拌合樓前進行裝料作業(yè),其它車輛按順序排隊熄火待命,節(jié)省燃油。通過在混凝土罐車安裝GPS智能定位裝置,并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸設(shè)備向監(jiān)管平臺發(fā)送數(shù)據(jù),及時在平臺形成車輛位置及車輛異常狀況信息,實現(xiàn)車輛定位追蹤,調(diào)度有序,實時監(jiān)控車輛油耗情況及繞行路線,避免管理漏洞。

1.4 實現(xiàn)技術(shù)、物資及核算信息化

利用移動互聯(lián)網(wǎng)和云儲存技術(shù),搭建統(tǒng)一管理平臺,與中控系統(tǒng)、地磅、ERP、GPS及其它硬件設(shè)備和管理系統(tǒng)無縫對接、集成,從而實現(xiàn)從物資進場驗收、混凝土生產(chǎn)運輸、數(shù)據(jù)報表自動生成、財務(wù)對賬核算管理信息化。

2 安裝智慧物聯(lián)系統(tǒng)必要性

2.1 提升拌合效率

通過在混凝土拌合站內(nèi)運用各種大數(shù)據(jù)技術(shù),實行信息化管控,使得混凝土拌合中的許多流程和工序?qū)崿F(xiàn)自動化操作,從而有效提升拌合效率,降低拌合成本。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及基于5G移動信號基礎(chǔ)上的物聯(lián)管理系統(tǒng),對混凝土原材料稱重、存儲、拌合、運輸過程中的各項信息數(shù)據(jù)進行自動采集,并在此基礎(chǔ)之上完成驗收、配合比優(yōu)化設(shè)計、拌合任務(wù)安排、車輛調(diào)度等一系列工作,實現(xiàn)混凝土生產(chǎn)產(chǎn)能和拌合站管理的最優(yōu)化。

2.2 規(guī)范拌合管理

混凝土拌合站的物聯(lián)管理通過對混凝土材料進場驗收、優(yōu)化配合比設(shè)計、智控拌合生產(chǎn)工藝及定位追蹤運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)進行動態(tài)實時采集與收集處理,從而自動生成相關(guān)的數(shù)據(jù)報表,為拌合站各階層管理人員提供決策參考數(shù)據(jù)。各流程環(huán)環(huán)相扣,采用智能信息化管控措施,自動化完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等一系列工作,減少因工作人員失誤造成的混凝土浪費,達到混凝土拌合站規(guī)范化管理的目的。

2.3 優(yōu)化拌合質(zhì)量

混凝土拌合站物聯(lián)管理過程中,通過實現(xiàn)物料自動稱重計量、料倉內(nèi)材料自動輸送、拌合生產(chǎn)智能控制、安全有序的智能調(diào)度及追蹤運輸?shù)雀飨到y(tǒng)的全方位實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控,防止人為作弊,避免管理漏洞;物聯(lián)系統(tǒng)中的質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)、生產(chǎn)故障管理系統(tǒng)能夠隨時向管理人員反饋拌合站的實際運行情況及故障處理,從而有效規(guī)避技術(shù)風(fēng)險,大大提升混凝土拌合質(zhì)量水平[2]。

3 智慧物聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計原理

在工地混凝土拌合站中的稱重設(shè)備、拌合設(shè)備及運輸車輛上安裝數(shù)據(jù)自動采集及傳輸設(shè)備,通過自動采集稱重數(shù)據(jù)、拌合設(shè)備每盤料的拌合數(shù)據(jù)、拌合時間、材料用量及車輛運行狀況數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控并處理,采集處理過的數(shù)據(jù)通過安裝在設(shè)備上的GPRSDTU模塊上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器,服務(wù)器對稱重數(shù)據(jù)異常、拌合時間不足或者材料用量偏差超出規(guī)范要求的,車輛出現(xiàn)異常狀況,可按規(guī)定的報警流程自動通過手機短信和微信提醒相關(guān)負責人進行報警,并將報警數(shù)據(jù)上傳至信息化管理系統(tǒng),便于管理人員進行質(zhì)量問題的追溯,保證物料稱重數(shù)據(jù)真實性、混凝土拌合的整體質(zhì)量及車輛有序調(diào)度、運行安全,從而改善拌合站的運營環(huán)境,提高人員工作效率,降低管理成本,加強產(chǎn)銷配合,從根本上提高拌合站的生產(chǎn)力[1]。

4 智慧物聯(lián)系統(tǒng)的運行

4.1 材料進場稱重

原材料的進場,即入庫時的稱重,去皮實行數(shù)據(jù)自動采集;通過過磅稱重拍照系統(tǒng),每一車過磅信息均會留存影像記錄,可以避免車輛重復(fù)過磅,及時翻查過磅數(shù)據(jù)與實際車輛的對應(yīng)情況;結(jié)合抗干擾的信號裝置,可以避免人為干擾稱重傳感器對磅房磅表數(shù)據(jù)的異常影響。在磅房操控室安裝監(jiān)控裝置、磅房系統(tǒng)設(shè)置管理權(quán)限,使過磅人員無法更改稱重數(shù)據(jù),確保稱重的真實性。及時生成稱量數(shù)據(jù)報表,數(shù)據(jù)自動上傳,避免過磅司機與材料驗收人員串通作弊,從而為物資進場驗證提供依據(jù)。

4.2 材料入庫查驗及設(shè)備管控

物資人員通過物資稱重計量管控平臺,實時查看進場材料過磅量和實際數(shù)據(jù),對詳細的過磅情況,包括車輛、供應(yīng)商信息和過磅數(shù)據(jù)的實際狀態(tài)(正常過磅、是否補錄、是否修改)等等,都可直接查看分析,可統(tǒng)一有效的管理和監(jiān)督項目的實際收發(fā)貨情況。拌合站倉庫中的配件進銷存管理,滿足拌合站輔料進入庫領(lǐng)用的同時,為項目部物料領(lǐng)用配給提供條件,通過系統(tǒng)做到隨時查閱庫存,物料購買與消耗成本等的數(shù)據(jù)計算匯總;實施設(shè)備內(nèi)外部維修保養(yǎng)管理,并與物料領(lǐng)用關(guān)聯(lián),從而實現(xiàn)單機成本核算。

4.3 混凝土拌合生產(chǎn)

通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同工作數(shù)據(jù)共享,原材料入庫數(shù)據(jù)與攪拌樓控制室耗料數(shù)據(jù)實時采集到中央數(shù)據(jù)庫,分別參與各項計算與統(tǒng)計;當入庫時相應(yīng)貨位上漲,開盤打灰時相應(yīng)倉位自動下減,通過系統(tǒng)我們能看到各個倉位的實時顯示圖示。生產(chǎn)任務(wù)信息及生產(chǎn)指令通過管理系統(tǒng)直接同步到攪拌樓,避免人工傳遞,提高工作效率,確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時性及準確性。系統(tǒng)中可實時看到今日快報信息,每天澆筑混凝土的部位、生產(chǎn)方量、簽收方量,退貨方量、司機趟費等數(shù)據(jù),相關(guān)統(tǒng)計報表自動生成,還可實現(xiàn)遠程下任務(wù)計劃,拌合站接到指令生產(chǎn),遠程工作更加方便。

4.4 運輸車輛GPS定位追蹤

通過在混凝土罐車安裝GPS智能定位裝置,并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸設(shè)備向監(jiān)管平臺發(fā)送數(shù)據(jù),及時在平臺形成車輛位置及車輛異常狀況信息,實現(xiàn)車輛定位追蹤,調(diào)度有序,實時監(jiān)控車輛油耗情況及繞行路線,避免管理漏洞。

4.5 報表數(shù)據(jù)處理

混凝土生產(chǎn)牽涉的部門多、工作內(nèi)容繁多、生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜,管理人員對實時數(shù)據(jù)的依賴度非常之高。而信息化的管理系統(tǒng)包含多套獨立強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能及自動報表生成功能,如:材料及構(gòu)配件進場驗收報表、混凝土生產(chǎn)統(tǒng)計報表、對比統(tǒng)計報表、車料調(diào)度運輸報表等,相關(guān)管理人員可以實時共享所有數(shù)據(jù),通過異常預(yù)警,互相監(jiān)督,為管理人員決策提供真實有效的依據(jù),降低人為失誤出現(xiàn)的概率。

4.6 核算管理

系統(tǒng)擁有一套完整的經(jīng)濟管理流程,對財務(wù)應(yīng)收款、應(yīng)付款有效管理,建立客戶信用檔案,應(yīng)收款、應(yīng)付款帳單到期提前提醒,實時了解企業(yè)應(yīng)收款、應(yīng)付款規(guī)模,控制運營風(fēng)險。

5 智慧物聯(lián)系統(tǒng)的效益

5.1 經(jīng)濟效益

通過采用混凝土遠程全方位管理信息化系統(tǒng),拌合站減少了現(xiàn)場管理人員數(shù)量,聯(lián)絡(luò)快捷便利,提高工作效率;減少原材料及混凝土的浪費;提高車輛調(diào)度能力、少走彎路、減少油耗;快速對帳減少應(yīng)收帳款帳期。為項目減少成本開支、防止油耗和材料浪費共計約438萬元。

(1)減少實際操作人員工作量。傳統(tǒng)拌合站從材料進場、稱重、拌和、運輸、核算,共需22人,物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用后可以減少人員投入至12人左右,節(jié)約管理費用約200萬元。

(2)減少原材料及混凝土浪費,節(jié)約成本。采用物聯(lián)管控系統(tǒng)可以避免材料進場稱重過程中弄虛作假行為,自動調(diào)節(jié)配合比以最優(yōu)的方式生產(chǎn)混凝土,減少生產(chǎn)過程的浪費現(xiàn)象,混凝土損耗率由原來的3%～5%減少至2%,節(jié)約成本約213萬元。

(3)實時監(jiān)控混凝土罐車運輸動向,防止混凝土超方,超運距及倒賣等現(xiàn)場發(fā)生,節(jié)約成本約20萬元。

(4)自動打印各項報表,核算管理各項對賬單,減少出錯率,提高工作效率。每年創(chuàng)造效益5萬元。

5.2 社會效益

通過采用混凝土遠程全方位管理信息化系統(tǒng),降低人力成本,數(shù)字化、自動化、提升效率、效能,全過程實時監(jiān)控,防控作弊行為,避免成本損失;通過數(shù)據(jù)共享、互聯(lián)網(wǎng)+,數(shù)據(jù)實時上傳電腦終端、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管控平臺、自定義報表分析和數(shù)據(jù)查詢,供應(yīng)商手機端實時對賬;自動化管理優(yōu)化混凝土施工配合比,減少環(huán)境及噪音污染,該工法滿足設(shè)計,符合規(guī)范,節(jié)約成本,保障了施工安全和質(zhì)量,值得推廣。

5.3 環(huán)保與節(jié)能效益

通過采用混凝土遠程全方位管理信息化系統(tǒng),在拌合站管理過程中,駐地進行統(tǒng)一管理,集中處理生活垃圾和污水。拌合站水泥罐及粉煤灰罐安裝脈沖除塵設(shè)備,料斗清洗及混凝土運輸車清洗等施工廢水集中沉淀,集中處理,循環(huán)利用,減少排放。杜絕材料的浪費,減少固體廢棄物的產(chǎn)生。設(shè)置專門固定點進行設(shè)備維修,統(tǒng)一處理廢料及費油。柴油機、發(fā)電機、汽車等設(shè)備及時保養(yǎng)與檢修,達標排放,減少大氣污染。總體滿足環(huán)保節(jié)能要求,實現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能目標。

6 應(yīng)用實例

由中鐵二十三局集團第三工程有限公司承建的遂德高速公路TJ-6標段拌和站施工管理通過創(chuàng)建智慧物聯(lián)信息化系統(tǒng),從材料入場到混凝土生產(chǎn)再到混凝土運輸至施工現(xiàn)場,及數(shù)據(jù)處理、核算賬目實現(xiàn)智能化,有效減少了材料浪費和施工管控風(fēng)險,從而達到節(jié)約成本、節(jié)能創(chuàng)效的目的。

經(jīng)過2種模式對比,拌和站每拌1 000 m3混凝土可節(jié)約7 745元,詳見表1。

表1 1000m3混凝土成本比對計算

全線共供應(yīng)混凝土27.5萬m3,共節(jié)約成本213萬元。

該項技術(shù)應(yīng)用使項目進度、質(zhì)量、安全、環(huán)保及節(jié)能得到了很好的改善和控制,取得了較好的社會和經(jīng)濟效益。得到建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理單位的一致認可與好評,對同類拌合站建設(shè)提供了借鑒和參考。

7 結(jié)束語

高速公路混凝土拌合站通過引進智慧物聯(lián)動態(tài)管理系統(tǒng),可以擺脫傳統(tǒng)的拌合站生產(chǎn)物料進場驗收為手工記賬,稱重時司機及操作人員容易舞弊修改數(shù)據(jù),材料倉儲及零星

設(shè)備進出庫賬目不清,混凝土拌合生產(chǎn)效率低,現(xiàn)場罐車調(diào)度工作量大、車輛運輸軌跡及過程中出現(xiàn)問題不能及時解決,后期核算數(shù)據(jù)龐大,賬目容易混亂等缺陷。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、動態(tài)管理智能化,實現(xiàn)無紙化辦公,節(jié)約時間、降低成本,達到節(jié)能、創(chuàng)效的目的。