嘉和工业智慧工厂生产管理系统应用分析

刘双飞 （安徽水利开发有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 前言

国家大力推广建筑产业化，积极给予装配式产业和生产基地政策和资金扶持，促进建筑行业转型与发展，因此市场涌现了一大批装配式建筑企业，从事装配式设计、生产、安装等各环节及全流程工作，建筑工业化快速发展，与此同时，建筑数字化、智能化也受到重视。PC 工厂生产过程中，构件BOM 信息统计、模具生产、钢筋下料、模具组模、钢筋绑扎、预埋件安装、混凝土浇筑、振捣、养护、拆模、转运、储存、出厂、安装等环节的信息协同与共享是工程管理的重点和难点，如何打通装配式项目的设计、生产、物流等环节间信息共享，实现多个不同层级的高效协同和可视化管理，提高公司多层级管理能力是装配式生产企业急需解决的问题。

传统的线下管理方式已经不能满足大型PC 工厂的生产需求，尤其是几万、十几万、几十万数量级的构件BOM 数据、钢筋下料、模具生产、生产检查、统计、堆场管理、出库等工作，存在如数据难以统计整理、计划协调困难、进场时间无法满足施工计划需求，构件设计变更等各种因素，影响生产效率及质量管理，采用线下沟通处理问题存在信息传递、处理缓慢，沟通不便、无法留存具体记录等缺点[1]。

为有效解决PC 工厂线下管理方式的弊端，提高建筑信息化水平，构建嘉和工业智慧工厂生产管理平台，集成信息化、数字化、BIM 和物联网技术，提高信息沟通效率，提升生产管理效率，促进PC 构件生产行业和建筑业健康可持续发展是装配式工业化、数字化、智能化发展不可或缺的一部分[2-6]。

2 嘉和工业智慧工厂生产管理系统特点

①多工厂、多项目、多层级信息化管理

嘉和工业智慧工厂生产管理系统支持多工厂、多项目、企业级信息化管理，集成业务数据、管理流程、决策分析等信息，实现不同层级的高效协同和可视化管理，提高公司多层级管理能力，具备基于工厂层面和公司层面（多工厂）的决策支持和分析预警。基于生产过程进行流程化管理，实现库存管控、物料管控、进度管控、质量管控和成本管控，促进工厂精细化管理，规范化管理装配式项目的合同、设计、生产、堆场、施工、进度、质量、安全、成本和风险，实现流程优化和标准化，优化项目管理和业务管理。

②实现基于BIM 的深化设计、生产管理集成

嘉和工业智慧工厂生产管理系统直接接收BIM 设计数据，如构件类型和数量，以及构件的基础信息和各种详图，包括构件的钢筋、预埋件等组成信息，自动汇总生成构件BOM 清单，快速统计物资需求计划。

③集成性、扩展性、兼容性

嘉和工业智慧工厂生产管理系统基于SOA 框架，实现业务构件、接口组件和其他异构系统的集成，具有较强的扩展性和兼容性，车间智能化设备统一集成联网接入嘉和工业智慧工厂生产管理系统，实现车间智能化设备的单机智能控制、多机协调联动控制。同时，管理系统支持用户二次研发，满足企业在不同阶段对精细化管理的需求，支持和其他系统的集成，如财务系统等，实现公司层面的信息化集成应用，便于公司内部的信息化管理。

④信息共享

嘉和工业智慧工厂生产管理系统对PC 构件工厂全生产流程和装配式项目全生命周期进行管理，实现基于BIM 的装配式建筑全流程集成应用，BIM 模型在建筑的全生命周期和多参与方之间共享，实现在装配式项目的设计、生产、物流等阶段之间信息共享。

3 嘉和工业智慧工厂生产管理系统组成

嘉和工业智慧工厂生产管理系统包含项目管理、合同管理、生产数据管理、生产管理、质量管理、成品管理、物流管理、施工管理、工程管理、材料管理、成本管理、设备管理等模块，基于项目进程进行全流程的信息化管控，实现产品全生命周期的质量追溯，如图1所示。

图1 嘉和工业智慧工厂生产管理系统主页面

嘉和工业智慧工厂生产管理系统具有较强的扩展性和兼容性，预留外端设备接口，实现设备和软件联网，构建公司数字化管理平台。内部深化设计软件PKPM-PC 与嘉和工业智慧工厂生产管理系统数据共享，直接对接BOM 清单、构件图纸、构件钢筋配料表及钢筋大样图以及三维BIM 模型；设备管理模块联连接车间各类智能化设备，实现车间生产线智能化管控；专业化财务软件接入成本管理模块，提供专业化业务的平台集成服务。通过嘉和工业智慧工厂生产管理系统实现公司、PC 厂、生产线各层级的信息化集成管理，实现公司层面的信息化集成应用。

4 嘉和工业智慧工厂生产管理系统应用

企业生产主要基于项目开展，工作流程如图2 所示，现以安徽建工嘉和建筑工业有限公司某项目进行管理系统应用展示。

图2 基于智慧工厂生产管理系统主要工作流程图

4.1 深化设计、模具设计

根据项目图纸，利用PKPM-PC 软件进行装配式拆分深化设计，同时进行水电等预埋布置，如图3 所示。设计师完成深化设计，软件生成生产图纸、BOM 清单以及三维模型等，嘉和工业智慧工厂生产管理系统直接对接相关设计数据，自动打印构件二维码标签，同时进行模具设计，生成模具加工BOM，导入生产管理系统。项目相关统计信息见表1，其中，构建数量19667 个，总体积10456.80m3，各类预埋件131277 个。由于项目复杂程度较高、规模较大，深化设计完成后，预制构件数量、预埋件数量及相关种类、类别的分类统计工作需要消耗大量的人力物力，效率不高，采用嘉和工业智慧工厂生产管理系统对接设计数据，系统直接完成构件、预埋件相关数据信息的统计整理工作，大大提高了工作效率。

表1 项目基本信息表

图3 嘉和工业-PC深化设计

4.2 钢筋下料、模具加工

物资设备部根据嘉和工业智慧工厂生产管理系统发布的材料需求，依照材料的种类、数量等进行采购、备货和准备。生产线接收钢筋、模具等加工信息，根据排产计划，向物资设备部提请材料取货，智能化设备根据智慧工厂生产管理系统分配的加工图纸进行钢筋下料、模具加工等作业。

4.3 PC生产线生产

模具加工完成后摆渡至生产线模台，进行划线组模作业，嘉和工业智慧工厂管理系统控制模台清扫机，实现模台自动化快速清理，必要时进行人工补充清理。模具清理干净后进行划线、布模，划线机接收系统构件几何形状数据，自动绘制构件、门、窗等轮廓线和预埋件位置线，布模机器人根据布模信息，自动取模、布模，按照设计要求依次拼装，模具拼接处应拼接严密、无间隙，以免漏浆。确认无误后进行钢筋、预埋件安装，混凝土浇筑、振捣，构件养护等作业。生产中实时查看项目生产进度，如图4，根据现场进度安排调整构件生产，同时，智慧工厂生产管理系统质量模块负责件全生命周期追溯性质量管理。通过手持移动端进行生产过程信息采集，通过二维码标签对构件全生命周期进行管理，尤其针对隐检、成品检、入库、装车等核心环节进行跟踪记录和管控，实现构件全生命周期追溯性质量管理。

图4 项目形象进度

4.4 构件运输、安装

根据合同约定、现场要货计划及排场生产情况，基于嘉和工业智慧工厂生产管理系统物流管理模块制定相应的发货计划，进行构件出库管理，施工管理模块进行现场安装管理。

4.5 成本管理

智慧工厂生产管理系统成本管理模块对构件生产全过程进行成本管理，对生产的每一环节进行成本把控，自动进行成本核算，各环节成本构成更直观可靠，通过分析各环节的成本构成及成本动因，并有针对性地采取相应措施，降低各环节成本，实现降本增效的目的。

4.6 数字化集成管理平台

智慧工厂生产管理系统采用扩展性系统框架，采用基于服务的SOA 架构技术搭建，实现业务构建、接口组件和其他异构系统的集成，增强平台的兼容性和扩展性，支持装配式设计和装配式施工等业务集成。预留外端设备接口，实现设备和软件联网，接入厂区智能生产设备、实时监控系统、财务软件、设计软件，配套合同管理系统、会议系统和办公OA，共同构建公司数字化集成管理平台。

5 结论

嘉和工业智慧工厂生产管理系统集成信息化、BIM 和物联网技术，面向多装配式项目、多构件工厂，针对构件工厂全生产流程和装配式项目全生命周期进行管理，加强了管理的可视化和精细化，从而减少项目风险、降低构件成本、优化库存、提高工厂生产效率和应变能力、优化工厂管控流程、提高产品质量，实现基于BIM 的装配式建筑全流程集成应用，BIM 模型在建筑的全生命周期和多参与方之间共享，打通装配式项目的设计、生产、物流等阶段，使多个阶段之间信息共享。