裝配式建筑物流運(yùn)輸問題解決方案

裝配式建筑物流運(yùn)輸問題解決方案摘要：裝配式建筑由于其節(jié)省材料、工期較短、便于安裝等優(yōu)勢逐漸被廣泛推廣應(yīng)用，但如何優(yōu)化裝配式構(gòu)件的運(yùn)輸路線來提升現(xiàn)場施工效率，需要進(jìn)行細(xì)致研究。論文介紹了裝配式建筑施工特點(diǎn)、流程分類，通過對物流運(yùn)輸中車輛調(diào)度的研究，在粒子群算法的研究基礎(chǔ)上，通過比對各項結(jié)果與實(shí)際成本，得到最低配送成本的調(diào)度方案。關(guān)鍵詞：裝配式建筑；運(yùn)輸路線；協(xié)同管理；調(diào)度優(yōu)化大創(chuàng)項目：成都信息工程大學(xué)2022年大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目“裝配式建筑物流運(yùn)輸問題解決方案”，項目編號：202210621361我國建筑信息化水平的迅速發(fā)展，特別是BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的推廣，建筑修建速度明顯加快，新興的裝配式建筑正在改變著傳統(tǒng)建筑施工模式。裝配式工廠生產(chǎn)線批量生產(chǎn)裝配構(gòu)件，通過物流運(yùn)輸配送進(jìn)行現(xiàn)場組裝施工，已經(jīng)成為新的建造方式。影響裝配式建筑施工進(jìn)度和成本高低的關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否能及時無損的配送。裝配式建筑運(yùn)輸包括構(gòu)件場內(nèi)搬運(yùn)、裝車、運(yùn)輸、入場吊裝、堆放等各個環(huán)節(jié)，運(yùn)輸過程直接關(guān)系到部品部件的質(zhì)量，一旦發(fā)生碰撞造成變形，直接影響裝配是否能順利完成。因此，及時高效的物流運(yùn)輸不但可以滿足大型預(yù)制構(gòu)件建筑的整體進(jìn)度，更可以降低由于構(gòu)件變形造成裝配式質(zhì)量問題的概率，提高預(yù)制裝配式建筑的整體進(jìn)度。裝配式混凝土建筑施工的特點(diǎn)裝配式混凝土施工是預(yù)制構(gòu)件在工廠內(nèi)由大型機(jī)器、數(shù)控生產(chǎn)線生產(chǎn)，通過物流運(yùn)輸配送進(jìn)行現(xiàn)場組裝施工。1.1預(yù)制構(gòu)件澆筑生產(chǎn)技術(shù)預(yù)制混凝土建筑結(jié)構(gòu)對預(yù)制構(gòu)件的承載力和導(dǎo)熱率等性能質(zhì)量有著較高的質(zhì)量要求，而預(yù)制構(gòu)件各方面的模板參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)也完全相同。在鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件澆筑生產(chǎn)過程中，首先對構(gòu)件的參數(shù)性能進(jìn)行預(yù)測，判斷存在的各種不確定因素之后根據(jù)嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選用材料和工藝，在進(jìn)行澆筑時，工程人員要關(guān)注構(gòu)件的高度以及混凝土配合比是否符合要求，確保預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量1.2PC構(gòu)件運(yùn)輸預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)完成后要從生產(chǎn)廠家運(yùn)送至指定的施工場地，混凝土構(gòu)件在運(yùn)輸時，構(gòu)件型號種類不同、大小不一，因此必須采用科學(xué)且合理的運(yùn)輸方式，這樣才能保證在運(yùn)輸過程中構(gòu)件不會因為撞擊遭到損壞。到達(dá)現(xiàn)場后，將預(yù)制構(gòu)件從車上吊裝到堆放位置，在這個過程中，要確保在堆放時沒有收到外部的影響，不能收到碰撞而造成構(gòu)件變形，影響后續(xù)的組裝。1.3有效控制質(zhì)量和節(jié)能減排裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)和現(xiàn)場施工的質(zhì)量保障?；炷恋臐仓c養(yǎng)護(hù)中，通過對獨(dú)立預(yù)制構(gòu)件的性能參數(shù)檢測保障建筑質(zhì)量。而在施工中一旦出現(xiàn)安全隱患，工作人員也能夠及時對單獨(dú)板塊進(jìn)行原因的查找，盡量減少返工的風(fēng)險，降低施工難度，保證正常的施工效率。裝配式建筑車輛運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及運(yùn)輸流程2.1裝配式建筑運(yùn)輸特點(diǎn)（1）構(gòu)件堆放要求高轉(zhuǎn)配飾混凝土構(gòu)件運(yùn)輸?shù)焦こ态F(xiàn)場，必須按照構(gòu)件規(guī)格、不同種類、施工部位等分別堆放到不同位置。堆放過程必須確保質(zhì)量，最下層的預(yù)制構(gòu)件墊實(shí)牢靠，預(yù)埋的吊件應(yīng)面朝上方，構(gòu)件上的標(biāo)識面朝外面，堆放整齊堅實(shí)，排水措施要做好。同時確保周圍沒有多余的障礙物，使得裝配式構(gòu)件能及時得到周轉(zhuǎn)。此外，混凝土構(gòu)件在進(jìn)行重疊堆放時，務(wù)必確保預(yù)制構(gòu)件之間的墊塊處于同一條垂直的支線上，堆放的層數(shù)一般低于6層，這樣才能保證構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。裝卸和吊裝難度大專業(yè)化高裝配式建筑構(gòu)件的重量一般在2到5噸，小部分自重甚至可達(dá)8至10噸。同時構(gòu)件形狀不規(guī)則且不可解體，所以構(gòu)件的裝卸屬于高難度作業(yè)，需要考慮的安全因素和環(huán)境因素較多。構(gòu)件在進(jìn)行吊裝之前，要檢查吊裝設(shè)備，在開始吊裝時，設(shè)備要慢提、快速提升、緩慢落下的方式，確保構(gòu)件平穩(wěn)堆放。這樣才不會使構(gòu)件遭到邊角的損傷。構(gòu)件安全保護(hù)難裝配式構(gòu)件由于體積較大和重量大，一旦受到損傷很難現(xiàn)場修復(fù)。在運(yùn)輸過程中控制運(yùn)輸車輛的速度尤為重要，一般采用勻速行駛，嚴(yán)禁急剎車，注意加強(qiáng)構(gòu)件的穩(wěn)定性和抗傾覆性，特別是運(yùn)輸時用質(zhì)量完好的鐵絲進(jìn)行交叉捆綁來進(jìn)行加固，確保運(yùn)輸質(zhì)量安全，盡可能的避免構(gòu)件的損傷。運(yùn)輸路線和車輛選擇不確定可以調(diào)配車輛數(shù)量、車輛類型及載重量限制，運(yùn)送到達(dá)時間存在不確定性。運(yùn)輸途中天氣變化，交通管制或交通擁堵等情況也會影響運(yùn)輸?shù)恼５截洉r間。所以在進(jìn)行裝配式構(gòu)件運(yùn)輸時，必須根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的型號、大小、重量等來選擇相應(yīng)的運(yùn)輸車輛。2.2裝配式建筑運(yùn)輸流程構(gòu)件廠在收到施工單位的采購需求訂單后，開始根據(jù)施工單位要求的構(gòu)件數(shù)量、類型和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，然后進(jìn)行存儲和養(yǎng)護(hù)，同時，根據(jù)施工單位訂單上的各類構(gòu)件所需的時間和需求量，結(jié)合現(xiàn)有的運(yùn)輸車輛型號、數(shù)量有計劃的出車車輛，制定運(yùn)輸方案。出車車輛在計劃的時間內(nèi)到達(dá)倉庫，根據(jù)不同的構(gòu)件使用不同的專業(yè)吊裝設(shè)備進(jìn)行裝車，并再次核查車上要求的構(gòu)件類型和數(shù)量。裝車完畢后，配送車輛根據(jù)確定好的計劃運(yùn)輸路線將構(gòu)件送達(dá)至指定的施工工地。運(yùn)輸車輛到達(dá)施工現(xiàn)場后，與施工現(xiàn)場負(fù)責(zé)構(gòu)件接收的人員對接，施工工地安排相關(guān)人員組織使用現(xiàn)場吊裝設(shè)備將運(yùn)輸構(gòu)件卸下。構(gòu)建運(yùn)輸車卸車完畢后，運(yùn)輸車輛按照原路線返回構(gòu)件廠，進(jìn)行下一次的運(yùn)輸任務(wù)。裝配式建筑構(gòu)件運(yùn)輸班次調(diào)度的優(yōu)化3.1粒子群算法粒子群優(yōu)化算法是一種進(jìn)化計算技術(shù)，是為解決離散變量的求解最優(yōu)問題提出的一種基于運(yùn)用群體的全局搜索策略的智能演算技術(shù)。它的基本思想是通過群體中個體之間的協(xié)作和信息共享來尋找最優(yōu)解。3.1.2粒子群算法步驟第1步:設(shè)置算法所需的各個參數(shù)。第2步:隨機(jī)產(chǎn)生初始種群。第3步:計算各粒子的適應(yīng)值。第4步:對個體粒子的局部和全局極值進(jìn)行評價，保留最好的粒子。第5步:選擇種群中的其余個體粒子。第6步:在種群內(nèi)部進(jìn)行交叉操作。第7步:種群完成交叉操作后進(jìn)行變異操作。第8步:變異后的種群成為一個新的種群，作為粒子群算法的初始解。第9步:計算粒子的適應(yīng)值，并對其進(jìn)行評價。第10步:根據(jù)上方所提公式更新粒子群。第11步:判斷終止準(zhǔn)則是否滿足，如果是，輸出最優(yōu)化的解，算法結(jié)束;否則轉(zhuǎn)到第3步。

圖1粒子群算法案例分析4.1項目概況某廠是成都地區(qū)專門生產(chǎn)裝配式建筑構(gòu)件的企業(yè)，并且為購買裝配式構(gòu)件的企業(yè)提供運(yùn)輸服務(wù)。該廠現(xiàn)有5輛運(yùn)輸車，為3個施工企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)輸裝配式構(gòu)件，需求數(shù)量及運(yùn)載重量、運(yùn)輸距離及時間如下所示。表1施工單位需求數(shù)量施工單位編號構(gòu)件構(gòu)件數(shù)量（個）單件構(gòu)件重量（kg）單車運(yùn)載構(gòu)件數(shù)量（個）施工現(xiàn)場卸載用時（分）施工單位限制時間區(qū)間單疊231.98188:5位A合板0-14:00

U1柱12.31622位B合梁2.811199:30-16:30圓孔剪力墻193.1925單位C墻板311.513169:00-17:00挑檐板252.210204.2運(yùn)輸調(diào)度優(yōu)化方案該廠到施工單位A時間需要35分鐘，返回需要30分鐘。到施工單位B需要60分鐘，返回需要50分鐘。到施工單位C需要25分鐘，返回需要20分鐘。將該廠與3個施工單位的數(shù)據(jù)代入粒子群算法，由模型迭代獲得最優(yōu)運(yùn)輸班次調(diào)度方案如下。表2最優(yōu)運(yùn)輸車輛班次調(diào)度方案出車施需發(fā)達(dá)離返車順

口1輛編號1工單位求構(gòu)件1車時間11到時間開時間回時間11A28:158:509:109:4023A38:208:559:159:4532B28:309:3010:0010:5044C48:359:009:3510:1555AI8:308:509:009:3063B210:00:?/:25"12:1571B39:55:05”:4。"12:00

82C3:1511:401112:1512:3594A210:40:</:血"12:00015C49:309:5510:35:。。1113A313:1514:1514:3515:15211B213:0014:0514:2514:555.結(jié)語通過對裝配式構(gòu)件運(yùn)輸調(diào)度進(jìn)行研究，以運(yùn)輸單位、運(yùn)輸成本、運(yùn)輸距離最短的等待時間等為主要的研究對象，建立相關(guān)的研究模型并使用粒子群算法，進(jìn)行裝配式構(gòu)件的實(shí)際運(yùn)輸案例進(jìn)行分析，從而為裝配式構(gòu)件的運(yùn)輸提供理論依據(jù)，并對車輛調(diào)度優(yōu)化方案提供相關(guān)的實(shí)踐參考。參考文獻(xiàn)：馬輝，張文靜，董美紅.裝配式建筑吊裝施工空間沖突分析與多目標(biāo)優(yōu)化[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2020,30(2):28-34鄧子琦，李啟明.裝配式建筑的構(gòu)件智能運(yùn)輸系統(tǒng)分析[J].智能建筑與智慧城市，2020（08）：131-132.安曉亭，張梓琪.基于改進(jìn)蟻群優(yōu)化的多目標(biāo)資源受限項目調(diào)度方法[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2019,39（2）:509-19.辛奇，片錦香.裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸班次調(diào)度優(yōu)化[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2021（04）：133-134.作者簡介：張進(jìn)凱，男，山西朔州，2003年7月出生，成都信息工程