装配式住宅建造模式中混凝土预制构件调度优化

张 文

（无锡汽车工程高等职业技术学校，江苏 无锡 214151）

现代房屋建筑施工规模不断扩大，施工难度和施工风险都随之提升。而装配式建造模式作为现代大型房屋建筑施工的重要施工模式具有多方面的应用价值。但是装配式建造模式的混凝土预制构件调度依然存在一些问题，需要加强混凝土预制构件的调度优化，进一步推动装配式建造模式发展，不断提高建筑工程的施工质量。

1 装配式建造模式的优点

（1）装配式建造模式施工周期短。装配式建造模式的房屋建筑主体混凝土结构通常都是在工厂批量生产的预制构件，并在现场施工完成的。预制构件生产好以后运输到施工现场可立即展开吊装，考虑到已经是成品，具备一定的刚度，可省略混凝土支模板浇筑步骤，减少脚手架的使用，同时减少施工现场的施工步骤，从而加快施工进度，提高施工效率，对于现代大规模房屋建筑施工发展有着重要意义。

（2）装配式建造模式施工安全性高。装配式建筑需要在生产厂家预制混凝土构件，并将其运输到施工现场，在进场时需要接受严格的质量检验，质量未达标的构件无法进入施工现场。安装环节会有专业人员操作，其工业化技术水平能够满足现代房屋建筑的质量要求和施工安全需求，因此，装配式建造模式在现代建筑工程施工发展中得到了高度认可，促进了建筑工程施工的安全建设。

（3）装配式建造模式施工污染小。在现代房屋建筑施工绿色化发展中，对工程施工的环境保护要求愈加严格，需要贯彻绿色施工技术理念，以降低施工污染。装配式建筑的预制构件模板可以重复使用，钢模板可以回收利用，不会浪费资源。同时，装配式建筑的预制构件全部都是在构件厂加工生产，生产相对密集，各类资源分配较为合理且计划性强，废弃物可以集中处理。

2 生产调度实例分析

某装配式预制构件厂是由传统建筑施工企业转型的，曾与多家现代化大型施工企业深度合作。厂内有自动化混凝土预制构件生产线，为多家施工企业提供房屋住宅建筑的混凝土预制构件。随着我国建筑施工企业装配式建造模式应用的逐渐深入，预制构件企业的日常管理和产品生产过程出现问题，由于生产厂家预制构件生产调度主要依靠管理部门针对方案进行系统化制定，缺乏针对性的调度管理规划建设，给新时期该厂的生产发展带来了不利影响。在该厂的实际生产与调度中，调度方案制定是以交付时间为核心，以交付时间作为生产计划制定的导向，致使管理部门不能从全局充分考虑成本问题。同时，生产时间的把控不够合理，造成产品交付能力较低。针对这些实际情况，该厂需要全面优化预制构件生产调度管理，以此提高调度管理质量。

3 装配式建造模式混凝土预制构件生产调度问题

3.1 装配式建造模式车间作业调度问题

车间作业调度主要是指通过车间内部现有的资源实现工业加工或者材料装配等相关任务，最终生产出全新的产品，如原材料、设备、人力等资源。具体则是通过技术加工、合理分配时间，一次性满足相应的使用性能指标。现代化生产调度管理环境下，车间作业调度实施过程中主要存在以下问题。

从复杂程度角度对车间作业问题进行研究，其问题包括单机器型调度问题、多机器型调度问题、Flow Shop型调度问题和Job Shop型调度问题四个方面。单机器型调度问题是以一台机器作为基础载体完成所有的生产环节，但是，实际生产过程中机械设备只能记录生产顺序的技术优化和系统处理。多机器型调度问题相较于单机器型调度问题不仅要考虑生产顺序的优化，还需要选择机械设备。Flow Shop型调度问题是指所有生产产品在相同机械设备上实现技术加工和操作，并且所有的生产流程应保证一致性，所以，需要对产品的生产顺序和流程进行结构优化。Job Shop型调度问题表现在技术加工和加工流程上存在差异性，因此，该流程更加复杂。而该车间作业调度问题就是典型的Flow Shop型调度问题。

3.2 装配式建造模式资源限制型调度问题

对生产要求和产品生产特点进行详细分析，其不同问题中对于资源的约束同样具有明显的差异性。生产流程和因时间所产生的资源差异性主要包括可更新资源、消耗型资源、限制型资源等。针对以上类型资源，构建模型时需要充分考虑生产流程及能力约束，在进行参数计算时还应考虑该因素对成本的影响。

资源限制型调度问题具有明显的特征，主要体现在三个方面：

（1）多约束性特征。在资源限制型车间调度问题的研究中发现，车间的实际生产会受到多方面外界因素的影响与制约。混凝土的加工工艺顺序是既定的，需要按照工艺顺序逐步进行。而每个工艺流程所能分配的资源都是有限的，需要考虑资源对生产调度的约束与限制。

（2）计算复杂性特征。在预制构件生产调度计算中，其方案从本质上是空间结构中分散的位置点，不能通过计算方式进行准确的数据参数计算，属于较难的问题，需要在生产流程和时间上满足不同类型的性能标准要求。随着现代化生产流程和工序逐渐复杂化，计算信息模型范围也随之扩大，求解计算的复杂性不断提升，导致常见的计算方式不能发挥出足够的作用，需要使用更为复杂的计算方式解决问题。

（3）多目标性特征。在预制构件的实际生产中，产品的类型、生产及交付条件都有一定的差异性，而不同的调度管理人员在实际调度的过程中，对于性能指标的偏好不同，调度要求呈现出多样性特征。而现代调度管理中较为常用的性能指标涉及成本、时效、库存、设备使用等多个方面。这种多目标性也是资源限制型问题的重要特征。

4 装配式建造模式中混凝土预制构件调度优化

4.1 生产调度模型建立的问题

（1）生产调度中的结构养护数量具有一定的约束和限制。使用混凝土进行预制构件生产时，构件结构养护需要消耗的时间较长，在实际生产过程中就存在缺少养护窑的实际情况，影响养护能力。针对这一情况，需要注重养护工序，可以通过露天自然养护的方式，提高养护效率，以弥补缺少养护窑的实际情况。因此，在装配式建造模式中进行混凝土预制构件调度优化模型设计时，需要重点考虑养护工序的限制问题，根据实际情况，研究不同养护窑的使用和养护方式。

（2）工序划分与分类。在装配式建造模式发展中，混凝土预制构件的制造是其基础环节，更是影响房屋建筑施工项目的关键环节。在混凝土预制构件的生产中，主要涉及9个生产工序，每一个工序都会影响混凝土预制构件的生产调度管理，需要在调度优化中充分重视每个工序的计算，以保证调度优化模型建立的科学性和实用性。同时，需要充分考虑预制构件的储存和运输，有效完善预制构件从生产到运输等各个环节。

（3）混合生产。通过研究传统生产模式得出结论：一次性生产一种类型的产品后再生产其他产品，会降低不同类型产品的生产速度。因此，需要全面修改生产流程及求解过程，提高生产技术水平，保证生产效果。

4.2 建立生产调度模型

在混凝土预制构件的生产调度中，可以分析预制构件的生产工序，构建生产调度模型。上述预制构件企业每条生产线的设备数量只有一个，在一个工序生产任务完成后，会将构件传送到下一工序生产线，而在实际生产过程中，有一些工序是可以同时进行的，因此，需要对生产流程进行系统化调整和结构优化。除此之外，与传统调度模式不同的是，预制构件在实际制造时需要使用水泥材料，整个构件的生产工序应一次性完成，不能中断。针对这一情况，可以以构建生产调度优化模型为基础，综合混凝土预制构件生产实践中存在的现实问题，全面优化生产调度，以满足现代大规模预制构件生产的实际需求。

4.3 混凝土预制构件生产调度优化建议

（1）完善生产调度管理制度，规范调度管理作业行为。调度作为生产管理的重要环节，建立完善的制度不仅是保证调度管理实效的基本途径，更能够规范调度管理的作业行为，对于新时期调度管理工作的创新与优化有着重要意义。在实践中，要以生产调度模型为基础，综合考虑混凝土预制构件生产调度的工序、资源限制等问题，以此为生产调度方案的制定奠定数据基础。

（2）强化生产调度管理人员的调度能力，减少调度偏好对调度管理的影响。调度管理人员的调度偏好问题是混凝土预制构件生产调度管理的重要影响因素，因此，在进行生产调度管理优化的过程中，需要提高生产调度管理人员的专业能力，以生产调度模型为载体，从成本、时效、库存、设备使用四个方面综合分析生产调度管理问题，依据既定的交付时间，科学调度生产资源、生产线、养护窑等，充分保证生产调度管理的科学性，避免因调度人员个人调度偏好问题导致交付延迟。

（3）设置生产调度指挥机构，强化生产调度管理监管行为。随着混凝土预制构件生产规模的逐渐扩大，生产调度管理难度也逐渐提高，单纯依靠生产调度管理模型分析资源、生产线相关生产因素等，已难以保证生产调度管理的整体效果，需要设置生产调度指挥机构，根据预制构件生产的实际情况，构建多职能部门，以生产调度为核心，职能部门之间相互配合，实现预制构件生产调度的统一化管理。在生产调度指挥机构建设中，应进一步了解生产权限和内容，重点关注并发挥生产调度的实际作用。为此，企业应重视调度岗位，在改变生产产品和生产任务时，应及时与调度部门沟通。

5 结语

综上所述，装配式建造模式发展中加强混凝土预制构件的调度优化对于企业的发展具有重要意义。实践中，需要深度分析当前生产调度管理中存在的问题和影响因素，构建混凝土预制构件生产调度优化模型，提出预制构件调度优化的相应措施，以此全面提高生产调度管理质量，促进装配式建造模式的发展。