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      盾構掘進管理與輔助決策支持系統解決方案

      一、方案背景


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      隨著城市化進程的逐步加速,截止到2019年底全國已開通里程和在建里程合計超過300公里的城市僅14個,國家發改委批復的43個城市中,大多數城市還未形成完善的城軌網絡,尚不能滿足城市公共交通的現實需要。同時國家提出要打造“軌道上的都市圈”,促進城市軌道交通與城市融合發展,未來城市軌道交通一方面將與其他交通運輸體系深度融合,另一方面也將與城市相關產業發展深入融合。因此中國城市軌道交通有望迎來黃金發展期。另外城市軌道建設行業整體管理粗放,成本浪費大。安全事故過去十年內造成經濟損失累計達數百億元,企業精細化管理已是迫在眉睫。

      亞控科技基于建設城市軌道中盾構施工需求,建立了盾構掘進管理與輔助決策支持系統解決方案,以盾構掘進施工計劃與排程為核心,基于施工過程中所產生的數據,結合工業生產運營管理中先進的MES理念和技術,從工期、安全、質量、成本、設備等管理環節,通過計劃驅動對人員、設備、物料、施工、環境等資源在施工過程中的實時監控與調度,實現對掘進施工作業智能化協同管理、施工過程數字化管理、設備運行動態管理、質量、安全、物料能耗精細化管理,實現與企業其它信息化系統的集成,從而實現盾構施工過程的數字化、網絡化、自動化、可視化、智能化和精細化等管理目標。

      二、面向場景

      1、盾構施工行業存在管理跨度大。缺乏多人協同管理機制,存在事件盲點,現場信息過濾嚴重且不同步、不透明、不及時、不共享、不全面、不真實;

      2、現場工程資料眾多。填寫工作量大,數據資料利用低。

      3、信息化系統眾多。系統錄入工作量大。

      4、現場人員和設備繁雜,施工及維保經驗流失嚴重,缺乏知識積累,無法形成專家庫或經驗庫為培訓和施工做指導,施工安全、質量與工期等難以保障;

      5、施工現場安全質量事故頻發;過程中事前預警少,事后追溯難,事中經常出現無案例、無經驗、無指導現象,無法全面深入了解和掌握工程實際情況;

      6、設備管理決策缺乏數據支撐;設備狀態的跟蹤及預警機制不完善,存在設備異常工況及異常狀態風險,如刀盤磨損、結泥餅等。


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      圖1 區間首頁


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      圖2 項目首頁


      三、方案詳情

      1) 掘進計劃與調度

      提供掘進施工主計劃與工序作業計劃的制定功能。可以通過調整相關條件,生成多個版本的計劃方案,供用戶選擇更合理的方案進行執行,利用施工計劃算法輔助排工;


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      圖3 掘進計劃調度


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      圖4掘進計劃分析


      2) 掘進風險管理

      基于GIS技術對三圖一表進行管理,實現風險點的排查評估、掘進進度標記、管片選型、監測點布置、沉降監測等管理。對施工安全相關參數實時監控,參數異常及時報警,下發安全作業指令。對階段時間內的安全問題統計分析,指導下階段的施工風險管理工作提供依據。


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      圖5 安全參數實時監控

       

       

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      圖6 基于GIS三圖可視化界面



      3) 掘進質量管理

      實現管片“三檢”的全程記錄、追蹤。同時能夠實時監測掘進質量參數,通過預警提醒調整參數,保證拼裝質量及軸線偏差在合理范圍內。對施工質量的統計分析,為下一步施工質量管理工作重點提供參考依據。


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      圖7 質量參數歷史追溯分析


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      圖8 質量參數實時監控

      4) 工程信息管理

      通過掘進指令表和技術交底的流程管理,實現作業文件、作業程序的審批下發能夠精準執行;實現施工過程中技術交底、交接班記錄、施工日志和接收文檔的無紙化記錄并能夠快速查詢及追溯。

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      圖9 施工日志管理


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      圖10 掘進指令管理

      5) 設備管理

      實現對設備臺賬、使用履歷、維修、維修知識庫、保養和停機信息動態管理,對各設備實時監控的參數多維度分析,能夠及時了解設備健康狀況,輔助維修保養并動態調整施工作業計劃。

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      圖11 設備故障分析


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      圖12 知識共享管理


      6) 能耗物耗管理

      統計項目施工過程中油脂、砂漿、電、水等物料的實時和歷史消耗量,為項目成本統計提供數據支持。


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      圖13 能耗統計分析


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      圖14 物耗統計分析


      7) 倉儲管理

      實現對材料庫,應急物資庫以及項目辦公司倉庫的各采購計劃、倉庫出入庫、盤點等管理,并對物料使用情況進行統計分析。


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      圖15 入庫管理


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      圖16 統計分析


      8) 人員管理

      實現了人員排班、考勤管理,同時實現對特種作業人員,宿舍資產管理,并對入場出廠人員及特種設備人員動態分析;


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      圖17 人員動態匯總


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      圖18 人員臺賬管理



      9) 施工現場可視化管理

      及時了解現場各個工序的進度情況,快速協調各個工序間的問題;對掘進安全、質量、進度、成本等數據全程監控,及時糾正各種隱患;


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      圖19施工現場可視化管理

      四、方案核心價值

      1、實現人、機、料、法、環、能、測等要素全面互聯,為實現透明化工地及精細化管理奠定了基礎;

      2、基于工業互聯網架構,實現云邊端為一體的公司層、項目層以及各個工序協同管理,建立了完整的閉環協同體系;

      3、實現工地透明化;對生產進度、設備狀態、工藝參數,安全質量參數等生產實時掌握,提高處理異常事件的反應速度。

      4、由事后追責轉變為事前預防和事中指導;從根本上防止施工過程中出現安全質量問題,加強監管,減少事故;

      5、完整的產品追溯;記錄生產過程中的人、機、料、法、環、能、測所有數據,實現產品的雙向完整追溯;

      6、實現無紙化辦公;降低成本,提高了工作效率;

      7、實現全方位精細化管理;根據施工現場生產計劃及實時進度拉動各部門協同作業,使項目管理者對施工項目的安全、質量、進度、成本等方面納入了正規化、標準化、制度化的精細化管理,從而降低施工風險,節約成本,提高生產效率。

       

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