混凝土施工中資源匹配的分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及混凝土施工中資源匹配的分析方法，包括：a.以振搗監(jiān)控數(shù)據(jù)為基礎，分析振搗機的施工效率，并作為配置振搗機的依據(jù)，修正振搗機生產(chǎn)率估算公式中經(jīng)驗參數(shù)；b.以纜機吊罐監(jiān)控數(shù)據(jù)為基礎，計算纜機的運行效率和各環(huán)節(jié)耗時，分析纜機運行中制約效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高纜機的運行效率；c.根據(jù)步驟a和b獲得數(shù)據(jù)，通過纜機和振搗機實際運行效率、閑置時間的比較，得到纜機和振搗機配置數(shù)量的合理性。本發(fā)明通過對實時數(shù)據(jù)對纜機和振搗機的數(shù)量進行匹配分析，能夠得到符合實際工程的匹配數(shù)據(jù)，并且及時發(fā)現(xiàn)施工資源利用中可以改善的環(huán)節(jié)，有效提高了施工資源利用率、提高了總體施工效率和優(yōu)化了施工資源配置。
【專利說明】混凝土施工中資源匹配的分析方法【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及水利水電行業(yè)的混凝土施工中資源匹配的分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水利水電工程中擋水壩混凝土施工是影響工程質(zhì)量、進度和成本的關(guān)鍵。擋水壩混凝土施工包含混凝土拌合、水平運輸、垂直運輸、倉面平倉、混凝土振搗、溫度控制等一系列工序，涉及到混凝土拌合系統(tǒng)、混凝土水平運輸車輛、垂直運輸設備、平倉機、混凝土振搗臺車、混凝土人工振搗棒等一系列施工資源。各類施工資源的數(shù)量和型號是否充足、設備之間的搭配是否合理，直接關(guān)系到工程的施工效率、進度和施工成本，甚至影響混凝土施工質(zhì)量。 [0003]實際工程中，施工資源的配置主要依靠技術(shù)人員的工程經(jīng)驗，根據(jù)各類施工資源運行效率的經(jīng)驗參數(shù)估算所需的設備數(shù)量。但由于施工資源的實際運行效率受諸多因素的影響(如操作人員的熟練程度、倉面的位置、混凝土運輸?shù)木嚯x、倉面流水作業(yè)設計等)，根據(jù)估算得到的資源配置方案往往容易造成施工資源不匹配的現(xiàn)象，導致部分資源閑置、施工效率低等問題。同時由于缺乏施工資源的實際運行數(shù)據(jù)，一般采用澆筑強度(澆筑方量/澆筑時間)等指標粗略分析施工資源的使用情況，難以分析制約施工效率的主要原因，難以改進資源配置方案和提高施工效率。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，資源配置和匹配分析大多基于工程技術(shù)人員的施工經(jīng)驗，根據(jù)各類施工資源在類似工程中的施工經(jīng)驗參數(shù)來設計資源配置方案。現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題:
[0005](I) 一般以澆筑倉為分析對象，以單倉平均澆筑強度(倉面澆筑方量/澆筑時間)分析整套施工中各施工資源的施工效率。平均澆筑強度是整套施工中各施工資源綜合作用的結(jié)果，難以分析制約總施工效率的關(guān)鍵資源。
[0006](2)由于缺乏施工資源的詳細施工數(shù)據(jù)，難以分別分析各施工資源的效率、利用率、閑置率等詳細指標，缺乏定量的分析方法，難以準確分析施工資源的利用情況，發(fā)現(xiàn)施工資源使用過程中的問題。
[0007](3)現(xiàn)有資源配置方案設計時，一般參照水利水電工程施工手冊等行業(yè)通用經(jīng)驗公式估算。估算公式中的眾多經(jīng)驗參數(shù)為眾多同類工程的平均參數(shù)，參數(shù)選取與技術(shù)人員的經(jīng)驗緊密相關(guān)，難以準確反映當前工程的實際施工水平，影響資源配置方案的合理性。
[0008]根據(jù)經(jīng)驗參數(shù)配置施工資源，容易造成資源配置不合理。施工資源的運行效率與工程的自身特性(如設備操作人員的熟練程度、混凝土的運輸距離、運輸方式、倉面的位置和流水作業(yè)設計等)相關(guān)。以往由于缺乏詳細的實際施工數(shù)據(jù)，難以根據(jù)具體工程的特點修正經(jīng)驗參數(shù)，只能根據(jù)施工資源在類似工程的經(jīng)驗值來估算的資源配置方案，往往容易造成資源不足、資源閑置或資源匹配不合理的現(xiàn)象，影響施工進度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供了一種混凝土施工中資源匹配的分析方法，通過對實時數(shù)據(jù)對纜機和振搗機的數(shù)量進行匹配分析，得到符合實際工程的匹配數(shù)據(jù)，提高工程中纜機和振搗機配置的合理性和各自的利用率。
[0010]本發(fā)明混凝土施工中資源匹配的分析方法，包括:
[0011]a.實時監(jiān)控振搗機的工作參數(shù)，并根據(jù)所述工作參數(shù)判斷振搗點的連續(xù)性和振搗機效率，獲得振搗機的配置數(shù)量是否合理的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述的振搗機實時工作參數(shù)和配置數(shù)量修正振搗機效率經(jīng)驗參數(shù)值；
[0012]b.實時監(jiān)控纜機吊罐的運動軌跡和每個循環(huán)中纜機吊罐重量狀態(tài)變化的時間，得到重罐運輸速度和空罐運輸速度，并分析獲得纜機吊罐的各環(huán)節(jié)耗時或速度是否符合纜機的設計參數(shù)；
[0013]c.根據(jù)步驟a和b獲得數(shù)據(jù)，通過將纜機的實際小時強度和估算小時強度比較，振搗機的實際小時強度和估算小時強度比較，分別統(tǒng)計出纜機和振搗機的閑置時間，并根據(jù)二者的閑置時間的大小關(guān)系對纜機數(shù)量和振搗機數(shù)量的配置進行調(diào)整。
[0014]通過本發(fā)明對混凝土施工中的各種設備資源的實時數(shù)據(jù)采集，定量分析各施工資源的使用情況并獲得合理的設備資源配置方案，能夠及時發(fā)現(xiàn)施工資源利用中可以改善的環(huán)節(jié)，從而提高施工資源利用率、提高總體施工效率和優(yōu)化施工資源配置。
[0015]具體的，步驟a中，通過實施獲得的振搗機工作參數(shù)，以及根據(jù)每個振搗點的振搗間隔時間和振搗間隔時間理論值之間的大小，判斷出振搗點的連續(xù)性。
[0016]進一步的，如果振搗點的振搗間隔時間 <振搗間隔時間理論值，則為連續(xù)振搗；否則為振搗機閑置。
[0017]具體的，步驟c中所述纜機的估算小時強度為纜機吊罐容量與纜機理論小時循環(huán)次數(shù)的乘積。
[0018]具體的，步驟c中所述纜機的實際小時強度為纜機吊罐容量與纜機實際小時循環(huán)次數(shù)的乘積。
[0019]具體的，步驟c中所述振搗機的實際小時強度為:單次振搗的作用面積X坯層厚度/每次振搗的時間。
[0020]具體的，步驟c中，根據(jù)統(tǒng)計出的纜機和振搗機的閑置時間，如果纜機的閑置時間>振搗機的閑置時間，則增加振搗機的配置數(shù)量；反之，則增加纜機的配置數(shù)量。
[0021]可選的，步驟b中所述纜機吊罐的各環(huán)節(jié)包括供料平臺對位、裝料、倉面對位和倉面卸料。
[0022]本發(fā)明混凝土施工中資源匹配的分析方法，通過對實時數(shù)據(jù)對纜機和振搗機的數(shù)量進行匹配分析，能夠得到符合實際工程的匹配數(shù)據(jù)，并且及時發(fā)現(xiàn)施工資源利用中可以改善的環(huán)節(jié)，有效提高了施工資源利用率、提高了總體施工效率和優(yōu)化了施工資源配置。
[0023]以下結(jié)合實施例的【具體實施方式】，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明混凝土施工中資源匹配的分析方法，包括:[0025]a.通過GPS定位系統(tǒng)和智能傳感器設備實時監(jiān)控振搗機的工作狀態(tài)，獲取振搗機的實時位置Pi，每個振搗點的序號1、振搗開始時間ts (i)、持續(xù)時間t (i)等工作狀態(tài)信息。具體的結(jié)構(gòu)和工作原理在專利號201320080173.X和201320092481.4的實用新型專利中均有類似的描述。
[0026]計算每個振搗點的振搗間隔時間tspan(i)，即:從上一振搗點開始時間~當前振搗點開始時間，tspan(i)=ts(i) — ts(i — I)。
[0027]然后確定振搗間隔時間理論值Tspan。振搗間隔時間=振搗插入時間+振搗持續(xù)時間+振搗拔出時間+振搗機移動時間。根據(jù)振搗點的振搗間隔時間tspan(i)和振搗間隔時間理論值Tspan的大小關(guān)系判斷振搗點的連續(xù)性。若振搗點的振搗間隔時間tspan(i)<振搗間隔時間理論值Tspan，則為連續(xù)振搗；否則為振搗機閑置。
[0028]分析坯層內(nèi)振搗效率指標。計算連續(xù)振搗百分比、有效利用率、閑置時間、閑置次數(shù)等，從多角度分析振搗機效率。其中坯層內(nèi)連續(xù)振搗點的百分比=連續(xù)振搗點數(shù)/坯層總振搗點；有效利用率K=連續(xù)振搗時間/振搗機總工作時間；閑置時間=各點閑置時間之和。
[0029]根據(jù)振搗效率指標，分析振搗機是否充分利用、配置是否合理。如連續(xù)振搗點百分比過低、有效利用率過低、閑置時間過長、閑置次數(shù)過多，說明振搗機未充分利用、可能存在施工協(xié)調(diào)不合理、配置過多的問題，需要結(jié)合整套工程的其它資源效率分析，調(diào)整資源配置方案；反之，則說明振搗機充分利用，但可能存在配置過少的問題。
[0030]根據(jù)實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，修正振搗機效率經(jīng)驗參數(shù)，提高后續(xù)施工中倉面振搗機配置方案設計的合理性。根據(jù)水利水電工程施工手冊，可根據(jù)經(jīng)驗公式計算振搗機生產(chǎn)率，由倉面混凝土工程量計算所需的振搗機。振搗機的生產(chǎn)率經(jīng)驗估算公式為Q=2KR2HX3600/(tl+t),其中:Q:振搗機生產(chǎn)率；K:振搗機工作時間利用系數(shù)，按0.8~0.85估算；R:振搗棒作用半徑，設備額定值:振搗深度；tl:振搗機移動一次的時間；t:每點的振搗持續(xù)時間。
`[0031 ] 上述計算公式中，除R和H為額定值，其他均為經(jīng)驗參數(shù)，參數(shù)取值與技術(shù)人員的經(jīng)驗有關(guān)。根據(jù)本工程的實際振搗監(jiān)控數(shù)據(jù)，可對上述經(jīng)驗參數(shù)進行修正。
[0032]其中K計算方法:K=(K1+K2…+Ki)/n，Ki表示第i坯層的振搗機利用率，取已施工坯層的平均利用系數(shù)；
[0033]t計算方法:取已振搗點持續(xù)時間的平均值，t=(t⑴+t⑵…+t(i))/n,t⑴表示第i振搗點的振搗持續(xù)時間。
[0034]tl計算方法:取已振搗點移動時間的平均值,tl=(tl(l)+tl(2)...+tl(i))/n。tl(i)表示第i振搗點的振搗持續(xù)時間，tl⑴=Tspan⑴-t⑴。
[0035]b.通過GPS定位系統(tǒng)每隔設定的時間周期采集一次纜機吊罐的位置來監(jiān)控纜機吊罐的運動軌跡，以確定纜機吊罐的運動軌跡和每個循環(huán)中纜機吊罐重量狀態(tài)變化的時間。
[0036]根據(jù)所述纜機吊罐的運行軌跡和重量狀態(tài)變化時間，分析纜機吊罐每個循環(huán)中各環(huán)節(jié)的耗時，其中包括供料平臺對位、裝料、倉面對位倉面卸料、重罐運行和空罐運行的耗時，所述的供料平臺對位耗時是纜機吊罐到達供料平臺上方~纜機吊罐在供料平臺靜止等待卸料的耗時；裝料耗時是纜機吊罐在供料平臺靜止~混凝土裝載到纜機吊罐中準備提升的耗時，這個階段中纜機吊重增加；倉面對位耗時是纜機吊罐到達倉面上方?纜機吊罐在卸料點上方基本靜止的耗時；倉面卸料耗時是纜機吊罐在卸料點靜止?纜機吊罐中混凝土卸料完成、纜機吊罐吊重持續(xù)減少到穩(wěn)定的耗時；重灌運行耗時指的是裝料完成后纜機吊罐提升?纜機吊罐到達倉面上方的耗時，空罐運行耗時指的是空罐由倉面返回?到達供料平臺上方的耗時。
[0037]根據(jù)得到的重罐運行耗時tl和空罐運行耗時t2，以及供料平臺到倉面的距離S，得到重罐運輸速度:vl=S/tl和空罐運輸速度v2=S/t2。
[0038]通過上述得到的數(shù)據(jù)，分析各環(huán)節(jié)耗時或速度是否符合纜機的設計參數(shù)。若某環(huán)節(jié)監(jiān)控值嚴重偏離設計參數(shù)，說明該環(huán)節(jié)需要重點關(guān)注，應查找耗時過長的原因并在后續(xù)施工中進行改進。
[0039]c.根據(jù)步驟a的振搗機數(shù)據(jù)以及步驟b的纜機數(shù)據(jù)，計算纜機的估算小時強度Qui=IiuiXq,和振搗機的估算小時強度Qztl，其中q為纜機吊罐容量，nL0為纜機理論小時循環(huán)次數(shù)，nLO=60/t, t=倉面與供料平臺的距離/ (纜機復合運動速度+纜機對位時間+裝料時間+卸料對位時間+卸料時間)，公式中的各參數(shù)均為實施采集和統(tǒng)計出的數(shù)據(jù)，這在現(xiàn)有技術(shù)中是不曾有過的。
[0040]振搗機的估算小時強度Qztl按照行業(yè)通用的水利水電工程施工手冊中的方法計算，一般單棒振搗效率為10m3/h。然后按照纜機總供料強度和振搗機總振搗強度基本相等的原則配置倉面的纜機數(shù)量和振搗機數(shù)量。
[0041]計算纜機的實際小時強度Qu=nuXq，nu為纜機實際小時循環(huán)次數(shù)，以及振搗機的實際小時強度Qzl=SzlXh/t，其中Szi為單次振搗的作用面積，h為坯層厚度，t為每次振搗的時間。
[0042]如果纜機的實際小時強度Qu <估算小時強度Qui,則纜機的配置數(shù)量可能過多，每臺纜機的效率較低；如果振搗機的實際小時強度Qzi <估算小時強度Qztl，則振搗機的配置數(shù)量可能過多，每臺振搗機的效率較低。根據(jù)以上的這些數(shù)據(jù)，分別統(tǒng)計出纜機和振搗機的閑置時間，如果纜機的閑置時間> 振搗機的閑置時間，則增加振搗機的配置數(shù)量；反之，則增加纜機的配置數(shù)量。
【權(quán)利要求】
1.混凝土施工中資源匹配的分析方法，其特征包括: a.實時監(jiān)控振搗機的工作參數(shù)，并根據(jù)所述工作參數(shù)判斷振搗點的連續(xù)性和振搗機效率，獲得振搗機的配置數(shù)量是否合理的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述的振搗機實時工作參數(shù)和配置數(shù)量修正振搗機效率經(jīng)驗參數(shù)值； b.實時監(jiān)控纜機吊罐的運動軌跡和每個循環(huán)中纜機吊罐重量狀態(tài)變化的時間，得到重罐運輸速度和空罐運輸速度，并分析獲得纜機吊罐的各環(huán)節(jié)耗時或速度是否符合纜機的設計參數(shù)； c.根據(jù)步驟a和b獲得數(shù)據(jù)，通過將纜機的實際小時強度和估算小時強度比較，振搗機的實際小時強度和估算小時強度比較，分別統(tǒng)計出纜機和振搗機的閑置時間，并根據(jù)二者的閑置時間的大小關(guān)系對纜機數(shù)量和振搗機數(shù)量的配置進行調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土施工中資源匹配的分析方法，其特征為:步驟a中，通過實施獲得的振搗機工作參數(shù)，以及根據(jù)每個振搗點的振搗間隔時間和振搗間隔時間理論值之間的大小，判斷出振搗點的連續(xù)性。
3.如權(quán)利要求2所述的混凝土施工中資源匹配的分析方法，其特征為:如果振搗點的振搗間隔時間<振搗間隔時間理論值，則為連續(xù)振搗；否則為振搗機閑置。
4.如權(quán)利要求1所述的混凝土施工中資源匹配的分析方法，其特征為:步驟c中所述纜機的估算小時強度為纜機吊罐容量與纜機理論小時循環(huán)次數(shù)的乘積。
5.如權(quán)利要求1所述的混凝土施工中資源匹配的分析方法，其特征為:步驟c中所述纜機的實際小時強度為纜機吊罐容量與纜機實際小時循環(huán)次數(shù)的乘積。
6.如權(quán)利要求1所述的混凝土施工中資源匹配的分析方法，其特征為:步驟c中所述振搗機的實際小時強度為:單次振搗的作用面積X坯層厚度/每次振搗的時間。
7.如權(quán)利要求1所述的混凝土施工中資源匹配的分析方法，其特征為:步驟c中，根據(jù)統(tǒng)計出的纜機和振搗機的閑置時間，如果纜機的閑置時間>振搗機的閑置時間，則增加振搗機的配置數(shù)量；反之，則增加纜機的配置數(shù)量。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的混凝土施工中資源匹配的分析方法，其特征為:步驟b中所述纜機吊罐的各環(huán)節(jié)包括供料平臺對位、裝料、倉面對位和倉面卸料。
【文檔編號】G05B19/418GK103676910SQ201310727494
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】尹習雙, 劉金飛, 鐘桂良 申請人:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院有限公司