混凝土生产的智能化和自动化应用技术

李新国

（临沂天元混凝土工程有限公司，山东 临沂 276000）

1 项目应用的意义

“互联网+混凝土”智慧 ERP 软件系统以信息化、智能化驱动混凝土企业创新管理，提升从业人员的岗位技能操作水平，释放企业生产活力，能为企业建立科学合理的管控流程，帮助企业规范管理和运营，逐步培养企业在市场、经营中的核心能力，实现企业管理科学化，数据信息化，成本精细化，提升企业的风险控制能力，使决策者随时随地掌控企业运营状况。

一键启动式全自动混凝土搅拌站硬件系统有以下几点优势：（1）混凝土生产过程实现无人操作，一键启动生产，后台自动上料，全自动化生产，省去上料装载机及人员，节省运营成本。（2）后台大容量物料储备，自动化分料上料。运输车将料卸入料斗后经过滚筒筛筛除大料，通过皮带机及行走皮带将料输送到各个料仓。（3）整个生产过程，由控制程序全程控制运行，支持不同任务单、不同配合比连续生产和不间断配料，缩短工作周期，提高工作效率。（4）自动上料各个环节配合紧密，容易实现整体封装；避免装载机上料出现大量扬尘，在各个落料点增加除尘器，降低环境污染，整个混凝土生产过程更加环保。

将“互联网＋混凝土”智慧 ERP 软件系统和一键启动式全自动混凝土搅拌站硬件系统相结合，将实现混凝土生产的智能化和自动化。

2 智能化和自动化软硬件系统原理

“互联网+混凝土”智慧 ERP 软件系统由天元商砼“互联网+混凝土”综合管理控制系统、天元商砼智慧混凝土生产管理系统、天元商砼生产控制系统、天元商砼互联网办公 APP 和天元商砼订单 APP 组成，本项目围绕这些系统的应用开展研究。

2.1 天元商砼“互联网+混凝土”综合管理控制系统

天元商砼“互联网+混凝土”综合管理控制系统是一款集成度非常高的 ERP 子系统。该系统在上层划分出订单中心、集中调度、决策分析、智能工控等功能区供企业领导及时查看公司运行状况并为决策提供分析参考。系统中间部分罗列出 18 个模块，基本涉及公司各项工作业务，如合同审批、原材管理、设备管理、中心试验室等模块是为单一相关业务部门开放使用，其他业务部门无权限进入，而其他如业务审批、企业云盘、企业通讯录等模块是对所有部门开放使用，方便企业员工开展共性工作。另外，本系统还加设了企业公文、消息通知、短信平台等通知类模块，方便企业内部信息实现快速传达沟通。

信息沟通是决定企业运行效率高低的关键因素。对于混凝土企业来讲，很多员工需要外出办公或常驻工地，且分站之间的人员交流较少，很多工作在开展过程中找不到对接人。系统中的企业通讯录就能很好地解决这个难题。图 1 为企业通讯录模块，左侧列出了混凝土企业从总部到分公司各个单位，右侧显示了所选单位内的人员信息，包括姓名、部位、职位、移动电话，真正做到了查询便捷、一目了然。我们在开发过程中了解到很多制造业 ERP 中将个人邮箱加入到企业通讯录，考虑到混凝土企业工作环境的变动性和工作反馈的时效性，我们仅添加了员工移动电话，方便第一时间沟通交流，实现工作的快速反应。

图1 企业通讯录模块

2.2 天元商砼智慧混凝土生产管理系统

公司为下设每个混凝土搅拌站开通这套系统，方便对搅拌站各个生产环节进行监控和管理。从图 2 可以看出，系统分为基础设置、数据审核、销售管理、生产管理、原材管理、试验质检、辅材管理、车队管理等 9 个功能模块。中间显示的是选中功能模块提供的具体功能操作，如基础设置内建立了搅拌站管理，混凝土强度管理、地磅接口管理等 9 项操作管理。这些操作管理的设置均来源于日常生产管理工作中，与之前生产管理工作相比，应用此系统后所有日常操作均集成化，只需在相应功能模块中操作即可完成工作，尽可能地降低了人员在站内来回奔走的时间和劳动强度，提高了搅拌站工作人员的工作效率和安全性。

图2 天元商砼某分站智慧混凝土生产管理系统

该系统除了为具体搅拌站人员提供智能便利的生产管理服务外，还为公司总部提供信息数据，以便公司领导全局把控。在公司总部设置信息调度中心，该中心与各分站生产管理系统连接，可管理或共享获得各分站信息数据（如生产任务订单），合理调配各分站生产资源，实现资源利用率最大化。

2.3 天元商砼生产控制系统

采用最新的计算机自动控制技术，对储料、配料、投料、搅拌和卸料等生产全过程进行规范地控制和管理，图 3 为生产控制系统界面，该系统包含了混凝土生产过程中所用的各项原材料信息、原材计量信息、生产配合比信息、生产工艺信息、卸料出库信息、订单信息、运输车队信息，极大地提高了混凝土搅拌站生产的自动化程度，保证了混凝土产品质量。

图3 天元商砼生产控制系统界面

2.4 手机客户端 APP 系统

图4 是商砼互联网办公 APP 界面，APP 内功能模块与商砼“互联网+混凝土”综合管理控制系统实行信息共享，我们可以看到从 APP 内一样能进行原材管理、配比管理、生产订单管理等工作，而且在手机上就能办公，开拓了高效移动办公新模式。

图4 天元商砼互联网办公 APP 界面

以某一分站原材管理为例，通过该 APP 员工可以结合工作需要查阅选定时间范围内的各种原材料的进料数量和消耗数量。进入“原材进料统计分析”模块按原材或按供应商分类查看选定时间范围内原材料进料情况，可用来分析判断属于大宗物料的原材料和供应实力强大的供应商；原材料消耗数量通过饼图显示，进入“原材消耗统计分析”模块按材料或按工程分类查看选定时间范围内原材料消耗情况，用来分析各项原材料的消耗误差和大客户，以便做好材料消耗的精细化管理和大客户的服务支持工作。

天元商砼互联网 APP 还有一个专为客户开发的商砼订单 APP，如图 5 所示，客户使用天元商砼订单 APP可以实时了解合同的执行情况，并自由下单，下单后还可以了解订单的生产、发车运输情况。这是国内首家实现客户通过手机网络订购混凝土的移动应用软件，从此将传统混凝土行业引领向电子商贸行业发展。

图5 天元商砼订单 APP 操作界面流程

2.5 一键启动式全自动混凝土搅拌站硬件系统

一键启动式全自动混凝土搅拌站硬件系统，该系统通过操作员选择任务计划，实现混凝土生产的全自动，不需要装载机人工上砂石料。该系统主要添加了物料自动入库系统和后台自动上料系统。

（1）物料自动入库系统

当运输车辆将骨料卸载至卸料斗，卸料斗中的筛网对骨料进行初步筛选，其中不符合要求的大骨料被筛网拦截。剩余的骨料在卸料斗打开气动插板阀的情况下进入到皮带机，并通过皮带机被送入到滚筛筒进行二次筛分，筛分合格后的大骨料经过回转皮带送入破碎机，破碎合格后送回皮带机。通过行走皮带机将物料送入到物料储存仓。

（2）后台自动上料系统

后台料场中配料斗装有物料感应传感器，能够感应物料量的大小，控制物料分配；当需要生产混凝土时，物料储存仓内的物料会经过配料斗落入到传送装置中，料场中的料经过配料斗落入皮带，然后送入两条过渡皮带机。自动上料时，会根据地仓物料卸料斗称体内的物料情况控制相应门的转换，在上料期间按“自动停止”按钮，则系统停止工作，当该物料上料到高料位或者取消本次上料时，自动终止本次上料，然后自动进入下一循环。

3 混凝土智能化和自动化生产过程

搅拌站是一个集原料运输与成品输出的系统，为满足生产的需求，还需要搅拌站对作业车辆进行统一的调配。增加一键启动输入点，TGL 控制系统点击“开始生产”，与 ERP 软件无缝衔接，智能调度，可以设置每个任务发车的间隔时间，搅拌车剩料过磅与智能调度，实现剩、拌、票功能，给自动生产登记提供生产信息，ERP 自动调用刷卡排队的车辆，然后通过 APP 或者信息发送给司机，在司机收到生产信息，确认后一键启动生产，此时，在显示模块的 LED 显示屏上显示“正在生产”等信息，混凝土车到位位置设置三个限位，车后面一个，车的两侧各一个，后面的那个必须碰到，两侧的随便碰到一个就标示车到位，拢料斗可以卸料。TGL 实现 LED 控制系统功能，将排车信息刷到LED 屏幕上，并将“正在生产”的车辆信息进行语音播报。无排车任务的情况下，搅拌机自动停止工作。空闲时搅拌机、斜皮带、平皮带自动停止。

搅拌站对送入的物料进行搅拌，并在搅拌完成后发送信号至控制系统，控制系统对接收的信号进行处理，并发送至车辆管理与调度系统，车辆管理与调度系统通过通讯模块向车辆发送生产完成取料信息。

通过智慧 ERP 软件系统和一键启动的硬件搅拌系统相结合实现了混凝土生产的智能化和自动化。全封闭的环保型一键启动搅拌系统不仅大大降低了环境污染，而且大大降低了劳动强度。通过对混凝土企业运行过程中的所有数据进行采集、整理、分析，具有高效率、多功能、便捷式的突出优势，可解决混凝土行业难管理、效率低、人工劳动强度大、重复工作量大、经营成本高等问题，具有良好的经济效益和社会效益，是传统混凝土企业转型升级的重要途径之一。