淺談混凝土拌合站智慧物聯系統

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管理,資源浪費,管理成本高,不能滿足現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?；炷涟韬险局腔畚锫撓到y通過在混凝土拌合生產工藝過程中采集現場數據后,利用無線網絡傳輸到監控中心,對數據進行分析處理,從而掌握設備的運行狀況,對異常情況進行跟蹤預警,實現拌合站的動態管控。

1 智慧物聯系統的特點

1.1 實現電子地磅過衡管理自動化

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

1.2 實現混凝土拌合生產自動化

傳統混凝土拌合,試驗員需要到現場開盤及調整配比,效度低,易出錯,原材料質量沒有科學系統的管理,材料倉庫存在監控不到位等問題,導致質量事故時有發生。試驗室通過安裝ERP配方管理系統后,試驗室人員無需再到拌合樓現場開盤與調整配比,通過預先輸入試驗室配合比,生產過程中根據數據異常情況適時調整生產配合比,有效提高試驗員對任務單配方管理與監督力度,從而實現自動生產、優化配比、節約材料、降低成本、提高工作效率的目的。

1.3 實現車輛生產調度、運輸過程全方位監控

傳統車輛混凝土接單及車輛調度只能采用電話聯系,調度人員現場指揮,不能獲得及時全方位的信息,增加調度人員工作難度;通過安裝GPS正時調度系統后,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,其它車輛按順序排隊熄火待命,節省燃油。通過在混凝土罐車安裝GPS智能定位裝置,并通過互聯網傳輸設備向監管平臺發送數據,及時在平臺形成車輛位置及車輛異常狀況信息,實現車輛定位追蹤,調度有序,實時監控車輛油耗情況及繞行路線,避免管理漏洞。

1.4 實現技術、物資及核算信息化

利用移動互聯網和云儲存技術,搭建統一管理平臺,與中控系統、地磅、ERP、GPS及其它硬件設備和管理系統無縫對接、集成,從而實現從物資進場驗收、混凝土生產運輸、數據報表自動生成、財務對賬核算管理信息化。

2 安裝智慧物聯系統必要性

2.1 提升拌合效率

通過在混凝土拌合站內運用各種大數據技術,實行信息化管控,使得混凝土拌合中的許多流程和工序實現自動化操作,從而有效提升拌合效率,降低拌合成本。利用互聯網技術及基于5G移動信號基礎上的物聯管理系統,對混凝土原材料稱重、存儲、拌合、運輸過程中的各項信息數據進行自動采集,并在此基礎之上完成驗收、配合比優化設計、拌合任務安排、車輛調度等一系列工作,實現混凝土生產產能和拌合站管理的最優化。

2.2 規范拌合管理

混凝土拌合站的物聯管理通過對混凝土材料進場驗收、優化配合比設計、智控拌合生產工藝及定位追蹤運輸等各個環節中產生的信息數據進行動態實時采集與收集處理,從而自動生成相關的數據報表,為拌合站各階層管理人員提供決策參考數據。各流程環環相扣,采用智能信息化管控措施,自動化完成數據采集、數據處理等一系列工作,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范化管理的目的。

2.3 優化拌合質量

混凝土拌合站物聯管理過程中,通過實現物料自動稱重計量、料倉內材料自動輸送、拌合生產智能控制、安全有序的智能調度及追蹤運輸等各系統的全方位實現動態監控,防止人為作弊,避免管理漏洞;物聯系統中的質量預警系統、生產故障管理系統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,從而有效規避技術風險,大大提升混凝土拌合質量水平[2]。

3 智慧物聯系統設計原理

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

4 智慧物聯系統的運行

4.1 材料進場稱重

原材料的進場,即入庫時的稱重,去皮實行數據自動采集;通過過磅稱重拍照系統,每一車過磅信息均會留存影像記錄,可以避免車輛重復過磅,及時翻查過磅數據與實際車輛的對應情況;結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據的異常影響。在磅房操控室安裝監控裝置、磅房系統設置管理權限,使過磅人員無法更改稱重數據,確保稱重的真實性。及時生成稱量數據報表,數據自動上傳,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。

4.2 材料入庫查驗及設備管控

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據,對詳細的過磅情況,包括車輛、供應商信息和過磅數據的實際狀態(正常過磅、是否補錄、是否修改)等等,都可直接查看分析,可統一有效的管理和監督項目的實際收發貨情況。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用的同時,為項目部物料領用配給提供條件,通過系統做到隨時查閱庫存,物料購買與消耗成本等的數據計算匯總;實施設備內外部維修保養管理,并與物料領用關聯,從而實現單機成本核算。

4.3 混凝土拌合生產

通過互聯網協同工作數據共享,原材料入庫數據與攪拌樓控制室耗料數據實時采集到中央數據庫,分別參與各項計算與統計;當入庫時相應貨位上漲,開盤打灰時相應倉位自動下減,通過系統我們能看到各個倉位的實時顯示圖示。生產任務信息及生產指令通過管理系統直接同步到攪拌樓,避免人工傳遞,提高工作效率,確保生產數據及時性及準確性。系統中可實時看到今日快報信息,每天澆筑混凝土的部位、生產方量、簽收方量,退貨方量、司機趟費等數據,相關統計報表自動生成,還可實現遠程下任務計劃,拌合站接到指令生產,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,并通過互聯網傳輸設備向監管平臺發送數據,及時在平臺形成車輛位置及車輛異常狀況信息,實現車輛定位追蹤,調度有序,實時監控車輛油耗情況及繞行路線,避免管理漏洞。

4.5 報表數據處理

混凝土生產牽涉的部門多、工作內容繁多、生產環境復雜,管理人員對實時數據的依賴度非常之高。而信息化的管理系統包含多套獨立強大的數據統計功能及自動報表生成功能,如:材料及構配件進場驗收報表、混凝土生產統計報表、對比統計報表、車料調度運輸報表等,相關管理人員可以實時共享所有數據,通過異常預警,互相監督,為管理人員決策提供真實有效的依據,降低人為失誤出現的概率。

4.6 核算管理

系統擁有一套完整的經濟管理流程,對財務應收款、應付款有效管理,建立客戶信用檔案,應收款、應付款帳單到期提前提醒,實時了解企業應收款、應付款規模,控制運營風險。

5 智慧物聯系統的效益

5.1 經濟效益

通過采用混凝土遠程全方位管理信息化系統,拌合站減少了現場管理人員數量,聯絡快捷便利,提高工作效率;減少原材料及混凝土的浪費;提高車輛調度能力、少走彎路、減少油耗;快速對帳減少應收帳款帳期。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。傳統拌合站從材料進場、稱重、拌和、運輸、核算,共需22人,物聯系統應用后可以減少人員投入至12人左右,節約管理費用約200萬元。

(2)減少原材料及混凝土浪費,節約成本。采用物聯管控系統可以避免材料進場稱重過程中弄虛作假行為,自動調節配合比以最優的方式生產混凝土,減少生產過程的浪費現象,混凝土損耗率由原來的3%～5%減少至2%,節約成本約213萬元。

(3)實時監控混凝土罐車運輸動向,防止混凝土超方,超運距及倒賣等現場發生,節約成本約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,降低人力成本,數字化、自動化、提升效率、效能,全過程實時監控,防控作弊行為,避免成本損失;通過數據共享、互聯網+,數據實時上傳電腦終端、統一數據管控平臺、自定義報表分析和數據查詢,供應商手機端實時對賬;自動化管理優化混凝土施工配合比,減少環境及噪音污染,該工法滿足設計,符合規范,節約成本,保障了施工安全和質量,值得推廣。

5.3 環保與節能效益

通過采用混凝土遠程全方位管理信息化系統,在拌合站管理過程中,駐地進行統一管理,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,循環利用,減少排放。杜絕材料的浪費,減少固體廢棄物的產生。設置專門固定點進行設備維修,統一處理廢料及費油。柴油機、發電機、汽車等設備及時保養與檢修,達標排放,減少大氣污染?？傮w滿足環保節能要求,實現了環保、節能目標。

6 應用實例

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建智慧物聯信息化系統,從材料入場到混凝土生產再到混凝土運輸至施工現場,及數據處理、核算賬目實現智能化,有效減少了材料浪費和施工管控風險,從而達到節約成本、節能創效的目的。

經過2種模式對比,拌和站每拌1 000 m3混凝土可節約7 745元,詳見表1。

表1 1000m3混凝土成本比對計算

全線共供應混凝土27.5萬m3,共節約成本213萬元。

該項技術應用使項目進度、質量、安全、環保及節能得到了很好的改善和控制,取得了較好的社會和經濟效益。得到建設、設計、監理單位的一致認可與好評,對同類拌合站建設提供了借鑒和參考。

7 結束語

高速公路混凝土拌合站通過引進智慧物聯動態管理系統,可以擺脫傳統的拌合站生產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據,材料倉儲及零星

設備進出庫賬目不清,混凝土拌合生產效率低,現場罐車調度工作量大、車輛運輸軌跡及過程中出現問題不能及時解決,后期核算數據龐大,賬目容易混亂等缺陷。利用互聯網技術實現數據處理、動態管理智能化,實現無紙化辦公,節約時間、降低成本,達到節能、創效的目的。