裝配式住宅建造模式中混凝土預(yù)制構(gòu)件調(diào)度優(yōu)化

張 文

（無錫汽車工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 無錫 214151）

現(xiàn)代房屋建筑施工規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工難度和施工風(fēng)險(xiǎn)都隨之提升。而裝配式建造模式作為現(xiàn)代大型房屋建筑施工的重要施工模式具有多方面的應(yīng)用價(jià)值。但是裝配式建造模式的混凝土預(yù)制構(gòu)件調(diào)度依然存在一些問題，需要加強(qiáng)混凝土預(yù)制構(gòu)件的調(diào)度優(yōu)化，進(jìn)一步推動(dòng)裝配式建造模式發(fā)展，不斷提高建筑工程的施工質(zhì)量。

1 裝配式建造模式的優(yōu)點(diǎn)

（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(jié)構(gòu)通常都是在工廠批量生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，并在現(xiàn)場施工完成的。預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)好以后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場可立即展開吊裝，考慮到已經(jīng)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(shí)減少施工現(xiàn)場的施工步驟，從而加快施工進(jìn)度，提高施工效率，對于現(xiàn)代大規(guī)模房屋建筑施工發(fā)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(chǎn)廠家預(yù)制混凝土構(gòu)件，并將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，在進(jìn)場時(shí)需要接受嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，質(zhì)量未達(dá)標(biāo)的構(gòu)件無法進(jìn)入施工現(xiàn)場。安裝環(huán)節(jié)會有專業(yè)人員操作，其工業(yè)化技術(shù)水平能夠滿足現(xiàn)代房屋建筑的質(zhì)量要求和施工安全需求，因此，裝配式建造模式在現(xiàn)代建筑工程施工發(fā)展中得到了高度認(rèn)可，促進(jìn)了建筑工程施工的安全建設(shè)。

（3）裝配式建造模式施工污染小。在現(xiàn)代房屋建筑施工綠色化發(fā)展中，對工程施工的環(huán)境保護(hù)要求愈加嚴(yán)格，需要貫徹綠色施工技術(shù)理念，以降低施工污染。裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件模板可以重復(fù)使用，鋼模板可以回收利用，不會浪費(fèi)資源。同時(shí)，裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件全部都是在構(gòu)件廠加工生產(chǎn)，生產(chǎn)相對密集，各類資源分配較為合理且計(jì)劃性強(qiáng)，廢棄物可以集中處理。

2 生產(chǎn)調(diào)度實(shí)例分析

某裝配式預(yù)制構(gòu)件廠是由傳統(tǒng)建筑施工企業(yè)轉(zhuǎn)型的，曾與多家現(xiàn)代化大型施工企業(yè)深度合作。廠內(nèi)有自動(dòng)化混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線，為多家施工企業(yè)提供房屋住宅建筑的混凝土預(yù)制構(gòu)件。隨著我國建筑施工企業(yè)裝配式建造模式應(yīng)用的逐漸深入，預(yù)制構(gòu)件企業(yè)的日常管理和產(chǎn)品生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題，由于生產(chǎn)廠家預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)調(diào)度主要依靠管理部門針對方案進(jìn)行系統(tǒng)化制定，缺乏針對性的調(diào)度管理規(guī)劃建設(shè)，給新時(shí)期該廠的生產(chǎn)發(fā)展帶來了不利影響。在該廠的實(shí)際生產(chǎn)與調(diào)度中，調(diào)度方案制定是以交付時(shí)間為核心，以交付時(shí)間作為生產(chǎn)計(jì)劃制定的導(dǎo)向，致使管理部門不能從全局充分考慮成本問題。同時(shí)，生產(chǎn)時(shí)間的把控不夠合理，造成產(chǎn)品交付能力較低。針對這些實(shí)際情況，該廠需要全面優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)調(diào)度管理，以此提高調(diào)度管理質(zhì)量。

3 裝配式建造模式混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)調(diào)度問題

3.1 裝配式建造模式車間作業(yè)調(diào)度問題

車間作業(yè)調(diào)度主要是指通過車間內(nèi)部現(xiàn)有的資源實(shí)現(xiàn)工業(yè)加工或者材料裝配等相關(guān)任務(wù)，最終生產(chǎn)出全新的產(chǎn)品，如原材料、設(shè)備、人力等資源。具體則是通過技術(shù)加工、合理分配時(shí)間，一次性滿足相應(yīng)的使用性能指標(biāo)?，F(xiàn)代化生產(chǎn)調(diào)度管理環(huán)境下，車間作業(yè)調(diào)度實(shí)施過程中主要存在以下問題。

從復(fù)雜程度角度對車間作業(yè)問題進(jìn)行研究，其問題包括單機(jī)器型調(diào)度問題、多機(jī)器型調(diào)度問題、Flow Shop型調(diào)度問題和Job Shop型調(diào)度問題四個(gè)方面。單機(jī)器型調(diào)度問題是以一臺機(jī)器作為基礎(chǔ)載體完成所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，但是，實(shí)際生產(chǎn)過程中機(jī)械設(shè)備只能記錄生產(chǎn)順序的技術(shù)優(yōu)化和系統(tǒng)處理。多機(jī)器型調(diào)度問題相較于單機(jī)器型調(diào)度問題不僅要考慮生產(chǎn)順序的優(yōu)化，還需要選擇機(jī)械設(shè)備。Flow Shop型調(diào)度問題是指所有生產(chǎn)產(chǎn)品在相同機(jī)械設(shè)備上實(shí)現(xiàn)技術(shù)加工和操作，并且所有的生產(chǎn)流程應(yīng)保證一致性，所以，需要對產(chǎn)品的生產(chǎn)順序和流程進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。Job Shop型調(diào)度問題表現(xiàn)在技術(shù)加工和加工流程上存在差異性，因此，該流程更加復(fù)雜。而該車間作業(yè)調(diào)度問題就是典型的Flow Shop型調(diào)度問題。

3.2 裝配式建造模式資源限制型調(diào)度問題

對生產(chǎn)要求和產(chǎn)品生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)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(chǎn)流程和因時(shí)間所產(chǎn)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(gòu)建模型時(shí)需要充分考慮生產(chǎn)流程及能力約束，在進(jìn)行參數(shù)計(jì)算時(shí)還應(yīng)考慮該因素對成本的影響。

資源限制型調(diào)度問題具有明顯的特征，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

（1）多約束性特征。在資源限制型車間調(diào)度問題的研究中發(fā)現(xiàn)，車間的實(shí)際生產(chǎn)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(jìn)行。而每個(gè)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(chǎn)調(diào)度的約束與限制。

（2）計(jì)算復(fù)雜性特征。在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)調(diào)度計(jì)算中，其方案從本質(zhì)上是空間結(jié)構(gòu)中分散的位置點(diǎn)，不能通過計(jì)算方式進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參數(shù)計(jì)算，屬于較難的問題，需要在生產(chǎn)流程和時(shí)間上滿足不同類型的性能標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)流程和工序逐漸復(fù)雜化，計(jì)算信息模型范圍也隨之?dāng)U大，求解計(jì)算的復(fù)雜性不斷提升，導(dǎo)致常見的計(jì)算方式不能發(fā)揮出足夠的作用，需要使用更為復(fù)雜的計(jì)算方式解決問題。

（3）多目標(biāo)性特征。在預(yù)制構(gòu)件的實(shí)際生產(chǎn)中，產(chǎn)品的類型、生產(chǎn)及交付條件都有一定的差異性，而不同的調(diào)度管理人員在實(shí)際調(diào)度的過程中，對于性能指標(biāo)的偏好不同，調(diào)度要求呈現(xiàn)出多樣性特征。而現(xiàn)代調(diào)度管理中較為常用的性能指標(biāo)涉及成本、時(shí)效、庫存、設(shè)備使用等多個(gè)方面。這種多目標(biāo)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(yù)制構(gòu)件調(diào)度優(yōu)化

4.1 生產(chǎn)調(diào)度模型建立的問題

（1）生產(chǎn)調(diào)度中的結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)數(shù)量具有一定的約束和限制。使用混凝土進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)，構(gòu)件結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)需要消耗的時(shí)間較長，在實(shí)際生產(chǎn)過程中就存在缺少養(yǎng)護(hù)窯的實(shí)際情況，影響?zhàn)B護(hù)能力。針對這一情況，需要注重養(yǎng)護(hù)工序，可以通過露天自然養(yǎng)護(hù)的方式，提高養(yǎng)護(hù)效率，以彌補(bǔ)缺少養(yǎng)護(hù)窯的實(shí)際情況。因此，在裝配式建造模式中進(jìn)行混凝土預(yù)制構(gòu)件調(diào)度優(yōu)化模型設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)考慮養(yǎng)護(hù)工序的限制問題，根據(jù)實(shí)際情況，研究不同養(yǎng)護(hù)窯的使用和養(yǎng)護(hù)方式。

（2）工序劃分與分類。在裝配式建造模式發(fā)展中，混凝土預(yù)制構(gòu)件的制造是其基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，更是影響房屋建筑施工項(xiàng)目的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)中，主要涉及9個(gè)生產(chǎn)工序，每一個(gè)工序都會影響混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)調(diào)度管理，需要在調(diào)度優(yōu)化中充分重視每個(gè)工序的計(jì)算，以保證調(diào)度優(yōu)化模型建立的科學(xué)性和實(shí)用性。同時(shí)，需要充分考慮預(yù)制構(gòu)件的儲存和運(yùn)輸，有效完善預(yù)制構(gòu)件從生產(chǎn)到運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)。

（3）混合生產(chǎn)。通過研究傳統(tǒng)生產(chǎn)模式得出結(jié)論：一次性生產(chǎn)一種類型的產(chǎn)品后再生產(chǎn)其他產(chǎn)品，會降低不同類型產(chǎn)品的生產(chǎn)速度。因此，需要全面修改生產(chǎn)流程及求解過程，提高生產(chǎn)技術(shù)水平，保證生產(chǎn)效果。

4.2 建立生產(chǎn)調(diào)度模型

在混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)調(diào)度中，可以分析預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)工序，構(gòu)建生產(chǎn)調(diào)度模型。上述預(yù)制構(gòu)件企業(yè)每條生產(chǎn)線的設(shè)備數(shù)量只有一個(gè)，在一個(gè)工序生產(chǎn)任務(wù)完成后，會將構(gòu)件傳送到下一工序生產(chǎn)線，而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，有一些工序是可以同時(shí)進(jìn)行的，因此，需要對生產(chǎn)流程進(jìn)行系統(tǒng)化調(diào)整和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。除此之外，與傳統(tǒng)調(diào)度模式不同的是，預(yù)制構(gòu)件在實(shí)際制造時(shí)需要使用水泥材料，整個(gè)構(gòu)件的生產(chǎn)工序應(yīng)一次性完成，不能中斷。針對這一情況，可以以構(gòu)建生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化模型為基礎(chǔ)，綜合混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)實(shí)踐中存在的現(xiàn)實(shí)問題，全面優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度，以滿足現(xiàn)代大規(guī)模預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的實(shí)際需求。

4.3 混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化建議

（1）完善生產(chǎn)調(diào)度管理制度，規(guī)范調(diào)度管理作業(yè)行為。調(diào)度作為生產(chǎn)管理的重要環(huán)節(jié)，建立完善的制度不僅是保證調(diào)度管理實(shí)效的基本途徑，更能夠規(guī)范調(diào)度管理的作業(yè)行為，對于新時(shí)期調(diào)度管理工作的創(chuàng)新與優(yōu)化有著重要意義。在實(shí)踐中，要以生產(chǎn)調(diào)度模型為基礎(chǔ)，綜合考慮混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)調(diào)度的工序、資源限制等問題，以此為生產(chǎn)調(diào)度方案的制定奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（2）強(qiáng)化生產(chǎn)調(diào)度管理人員的調(diào)度能力，減少調(diào)度偏好對調(diào)度管理的影響。調(diào)度管理人員的調(diào)度偏好問題是混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)調(diào)度管理的重要影響因素，因此，在進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度管理優(yōu)化的過程中，需要提高生產(chǎn)調(diào)度管理人員的專業(yè)能力，以生產(chǎn)調(diào)度模型為載體，從成本、時(shí)效、庫存、設(shè)備使用四個(gè)方面綜合分析生產(chǎn)調(diào)度管理問題，依據(jù)既定的交付時(shí)間，科學(xué)調(diào)度生產(chǎn)資源、生產(chǎn)線、養(yǎng)護(hù)窯等，充分保證生產(chǎn)調(diào)度管理的科學(xué)性，避免因調(diào)度人員個(gè)人調(diào)度偏好問題導(dǎo)致交付延遲。

（3）設(shè)置生產(chǎn)調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)，強(qiáng)化生產(chǎn)調(diào)度管理監(jiān)管行為。隨著混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，生產(chǎn)調(diào)度管理難度也逐漸提高，單純依靠生產(chǎn)調(diào)度管理模型分析資源、生產(chǎn)線相關(guān)生產(chǎn)因素等，已難以保證生產(chǎn)調(diào)度管理的整體效果，需要設(shè)置生產(chǎn)調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的實(shí)際情況，構(gòu)建多職能部門，以生產(chǎn)調(diào)度為核心，職能部門之間相互配合，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)調(diào)度的統(tǒng)一化管理。在生產(chǎn)調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)建設(shè)中，應(yīng)進(jìn)一步了解生產(chǎn)權(quán)限和內(nèi)容，重點(diǎn)關(guān)注并發(fā)揮生產(chǎn)調(diào)度的實(shí)際作用。為此，企業(yè)應(yīng)重視調(diào)度崗位，在改變生產(chǎn)產(chǎn)品和生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，應(yīng)及時(shí)與調(diào)度部門溝通。

5 結(jié)語

綜上所述，裝配式建造模式發(fā)展中加強(qiáng)混凝土預(yù)制構(gòu)件的調(diào)度優(yōu)化對于企業(yè)的發(fā)展具有重要意義。實(shí)踐中，需要深度分析當(dāng)前生產(chǎn)調(diào)度管理中存在的問題和影響因素，構(gòu)建混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化模型，提出預(yù)制構(gòu)件調(diào)度優(yōu)化的相應(yīng)措施，以此全面提高生產(chǎn)調(diào)度管理質(zhì)量，促進(jìn)裝配式建造模式的發(fā)展。