拌和站生产数据自动采集与监管系统

目录

1 项目概述 (2)

2 行业现状 (3)

3 解决思路 (5)

3.1 传统管理办法与动态管理办法 (5)

3.2 动态管理办法管理手段 (6)

4 建设目标 (7)

5 功能展示 (8)

5.1动态监控 (8)

5.1.1拌和时间监控 (8)

5.1.2材料用量监控 (8)

5.2.1 产能分析 (9)

5.2.2 拌和时间历史查询 (9)

5.2.3 材料用量历史查询 (11)

5.2.4 材料误差分析 (12)

5.2.5 材料成本核算 (13)

5.2.6 生产量核算 (14)

5.2.7 短信消息提醒 (15)

5.3 综合决策 (17)

5.3.1 综合决策依据 (17)

5.3.2 综合决策推理过程 (18)

6 实际案例 (19)

贵广高铁 (19)

1 项目概述

近几年，我国在基本建设方面大量的资金投入，使得高速铁路、高速公路工程建设和市政工程建设得到迅猛发展；但随之而来的，是工程质量管理中，由于缺乏必要的技术手段，难以做到全面质量管理，由此出现了大量的问题，豆腐渣工程层出不穷，原材料的生产和使用过程中存在大量偷工减料的现象。而作为涉及质量强度的水泥混凝土问题尤为之慎。

在工程项目建设工程中，混凝土工程是量最大、等级最多、原材料品种最复杂的工程。混凝土工程施工质量的好坏，直接影响到整个工程的质量。

为了有效提高工程的建设质量，国务院建设部、铁道部、交通部以及有关政府部门出台了一系列专门针对质量管理的法规和政策，要求各级部门、建设单位大力加强工程建设的质量检验工作。但由于工程建设自身存在的特点，由于缺少必要的技术手段，混凝土的质量，即使在政府监督部门、业主单位、监理单位、施工单位等多方监督检验下，仍然存在管理漏洞。

而混凝土工程的质量是在施工过程中形成的，不是靠最后检验出来的。为了把混凝土工程的质量从事后把关，转向事前控制，实现以预防为主，必须加强施工过程中的质量控制。利用计算机对其施工质量进行动态控制是搞好工程质量控制工作的一个重要途径。

上海同望软件有限公司，六年来一直是工程建设领域中知名的质量管理解决方案的软件供应商；在2009年初，引入了先进的管理概念，明确提出了“工程质量数据自动采集与监管”的技术方案，并在铁路、公路、市政领域内进行了全国首次实践应用。

尤其是在混凝土拌合生产领域，更是与国内重点工程进行联合，通过传感技术、移动通讯技术、互联网应用和计算机软硬件开发技术（含嵌入式软件开发技术）等，把工程中各拌合站生产的混凝土每一盘生产数据进行采集、无线传输、存储，为管理各方提供了详实有效的数据基础，并利用信息手段进行统计分析，从微观到宏观，用一系列图表，提供及时准确的质量数据跟踪和分析，为决策者提供数据依据。

混凝土拌合站信息化管理系统的应用，采用动态管理的方法，其思想是对过程进行

跟踪观测，并将观测结果与计划值进行比较，若发现偏差，则进行纠偏，做到防患于未然，真正达到全面质量管理的要求，有效杜绝偷工减料，确保工程质量，获得巨大的社会经济效益。

2 行业现状

在项目启动初期，为了获得第一手现场拌合站运转情况资料，我公司进行了海量的调研，了解拌合站问题情况如下：

（一）为适应砂、碎石含水量等指标变化，拌和站试验人员需要按规定程序对混凝土配合比进行动态调整、试拌。但是，在实际操作中，会存在拌和站非试验检测人员擅自调整配合比的现象，高性能混凝土施工配合比不能被严格执行，使得混凝土实体质量保障存在一定风险。

（二）高性能混凝土组分材料多，一般情况下至少有7种以上材料，其工作性和匀质性是保证混凝土结构实体质量和表观质量的重要指标。提高混凝土工作性和匀质性的基本途径就是要保证混凝土的拌和时间。《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）规定，高性能混凝土拌和时间不应少于180秒。经项目调研发现，存在少量拌和站在实际操作中存在为追求产量而缩减混凝土拌和时间的现象，混凝土的工作性能得不到保障。

（三）通常情况下，拌和机计量系统误差（系统误差、落时误差、计量误差）需通过定期的设备检定来加以校正，而人为因素的不确定性，决定了这种适时监控的局限性。经项目调研发现，拌和机的计量系统误差不能被即时掌握，往往是在混凝土生产较长时间后，检查时才发现计量误差大，且造成的质量隐患不易被整改。

（四）结构混凝土浇注工序，如桥梁桩基和墩身、隧道二衬混凝土浇注等，应在规定时间内完成，若超出正常施工时间，将造成混凝土外观或实体产生不必要的施工缝、间歇缝、蜂窝、麻面、孔洞、错台等缺陷。由于不能对这些工序的施工过程进行有效的监控，在出现上述质量缺陷时，不能识别是因为原材料、混凝土配合比、拌和工艺、运输过程还是浇注工艺等哪个环节出现的问题，给分析问题原因和整改造成困难。

（五）混凝土实际用量应在设计数量一定范围内正常波动，反常的超量或节省则说明标准未被严格执行。以隧道二衬施工为例，若混凝土实际用量大于设计数量，则说明开挖时超挖或初期支护厚度不够；若混凝土实际用量小于设计数量，则说明开挖时欠挖或有其它偷工减料行为发生。由于对混凝土的实际用量不能实时、有效地掌控，类似问题发生时不能被及时地发现和纠正。

（六）利用混凝土拌和机控制电脑储存收集的混凝土生产所需原材料消耗动态台帐，是混凝土生产过程控制和生产成本核算的最直接、最真实的资料。但常因拌和站系统的稳定性差，造成关键信息丢失，给项目成本核算和过程控制造成困难。

（七）拌和站生产厂家考虑到产品的通用性、适应性，在人性化设计上进行了改进。如：拌和方式有全自动、半自动和手动，给配合比和拌和时间的控制带来困难。

（八）个别生产厂家把拌和站的管理系统密码私自给了管理人员、操作人员，管理系统报表可以随意修改，报表信息失真，给拌和站的管理、成本控制带来困难。

（九）大部分控制数据被操作人员录入、无序修改，录入数据的准确性和真实性难及时确认，难以对混凝土生产过程进行实时监控。

3 解决思路

3.1 传统管理办法与动态管理办法

传统的管理方法，即事前检验、事后把关的管理方法，使得过程信息不明，不容易做到防患于未然，如何快速、及时、准确地收集生产拌合过程数据，实时对错误的混凝土拌合过程进行指导和调整，是混凝土生产过程中急需解决的问题。在这里，我们提出混凝土拌合动态监管办法，通过事前对试验确定配比、事中监督生产、以及事后统计分析评定考核，运用计算机和通讯技术手段来保证生产计划目标的实现，对混凝土拌合过程进行跟踪观测。

3.2 动态管理办法管理手段

在混凝土动态监管过程中，最重要的一环就是拌合站一线生产数据的采集，我们通过对混凝土拌合站所有生产活动信息、痕迹的全天候实时监控，利用GPRS远程信息传输和数据存储、分析平台，实时把混凝土拌和站生产情况采集到数据库中，并与设计值进行比对，如发现超差，及时提醒相关人员，有效控制混凝土生产质量，实现混凝土施工过程信息数据处理的智能化，解决混凝土施工的过程管理信息的真实性和反馈响应及时性问题，达到对混凝土施工过程动态管理的目标。

4 建设目标

?构建一个集成了指挥部、项目部、拌合站甚至可以包括整个工程多级用户的业务系统

管理信息系统；

?构建一个混凝土拌合全程监督控制的信息系统；

?构建一个混凝土生产拌合质量业务在线监测管理（自动采集、GPRS无线上传、归档、

统计、分析、查询）的信息系统。

5 功能展示

5.1动态监控

5.1.1拌和时间监控实时监控拌和站的拌和时间

5.1.2材料用量监控实时监控拌和站的各种材料用量

5.2 统计分析

5.2.1 产能分析

按季度（月，周）以及选择的各种条件统计产量和拌和盘数，并可将查询结果导出为excel文件。

5.2.2 拌和时间历史查询

根据选择的各种条件查询拌和时间历史数据，并显示时间走势图，点击查看可以查看每一盘的详细数据。

5.2.3 材料用量历史查询

根据选择的各种条件查询各种材料用量历史数据，并显示材料用量走势图，点击查看可以查看每一盘的详细数据。点击导出可将当前查询结果导出为excel文件。

根据选择的各种条件查询各种材料用量的误差情况，显示材料用量走势图及误差走势图，便于查看各种材料的计量误差。点击导出可将当前查询结果导出为excel文件。

根据选择的各种条件统计各种材料用量的理论用量、实际用量以及误差情况，以图形方式显示，便于查看各种材料的累计用量。点击导出可将当前查询结果导出为excel 文件。

根据选择的各种条件按工程名称、施工里程、浇筑部位、砼等级、配合比编号分类统计砼实际使用量，可用于与设计砼用量比较。点击导出可将当前查询结果导出为excel 文件。

5.2.7 短信消息提醒

首先进行配置各拌和站短信报警项目，各材料用量上下限标准，报警手机号码等信息。

对各材料名称选择是否报警，每种材料都分3级标准，可分别设置3种级别的上下限标准和报警手机号码，从初级到高级顺序填写，如果不需要多级标准只设置初级标准即可，标准以百分比计，即理论值基础上允许上下浮动的百分比值。其中拌和时间由于没有统一标准，需要单独设置设计值，并分为普通混凝土和喷浆混凝土两种标准，凡是浇注部位中有喷浆两个字的均应用喷浆的拌和时间标准进行判断。

时间变更提醒：

当某拌合站拌合时间出现强烈波动时，立刻以手机短信的方式通知管理者。

例如：时间范围：100s~180s。当前时间：120:120:90:120。90即为警戒时间。 材料误差提醒：

当一个生产周期完成后，各材料用量与实际配合比偏差超出一定范围时，立刻以手机短信的方式通知管理者。

5.3 综合决策

5.3.1 综合决策依据

通过5.1中拌合时间监控、拌合材料用量监控，5.2中的统计分析，结合拌合标准，经过汇总分析，形成基础数据库，为管理者综合决策提供理论依据。

5.3.2 综合决策推理过程

以下是系统综合决策分析流程：通过对静态数据和动态数据的采集，针对问题进行分析，并得出改善办法，反馈回系统数据库，进行综合处理。

项目基础信息质量标准

静态信息采集

试验管理生产管理施工管理

动态信息采集

系统数据库

现场检测问题

偏差

原因分析

综合决策建议具体改善

措施

具体改善措施问题解决评价

6 实际案例

贵广高铁

2010年3月，公司开发的《混凝土拌合站动态管理系统》在贵广高铁进行了应用，是全国首个在高速铁路项目上的应用，得到了贵广项目指挥部和各应用单位的好评。