【摘 要】
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PC构件作为装配式建筑主体结构的基础,高效率、高标准的PC构件生产将有效推动建筑工业的发展与创新。为了提升PC构件生产的智能化、数字化水平,本文以PC构件生产过程优化为研究对象,完成对PC构件生产线的布局设计,建立数字孪生环境下的排产模块,实现对置模过程的排产优化设计;通过搭建PC-MES系统整体架构,实现对PC构件生产线的信息化管理。主要研究内容具体如下:（1）采用以模台流转为主的方式进行PC构
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PC构件作为装配式建筑主体结构的基础,高效率、高标准的PC构件生产将有效推动建筑工业的发展与创新。为了提升PC构件生产的智能化、数字化水平,本文以PC构件生产过程优化为研究对象,完成对PC构件生产线的布局设计,建立数字孪生环境下的排产模块,实现对置模过程的排产优化设计;通过搭建PC-MES系统整体架构,实现对PC构件生产线的信息化管理。主要研究内容具体如下:（1）采用以模台流转为主的方式进行PC构件生产,针对生产线因清洗模台耗时长而导致的停机问题,提出折线式生产方式完成布局设计。基于对生产过程工艺流程数据分析,利用Plant Simulation软件构建PC构件生产线的仿真模型,通过对生产参数设定、Method控制以及仿真对象定义,实现了对生产系统模型的运行;通过对缓存区容量和各工站数量的优化配置,结合各工位设备利用率、等待率、故障率和阻塞率指标,完成了对模台流转数量与工艺流程的优化。（2）建立数字孪生环境下的排产模块,为PC构件排产优化设计提供技术解决方案。完成排产模块物理实体与孪生模型的构建,对排产过程采用两次姿态纠正保证边模精确置放,基于数字孪生五维模型对置模过程孪生模型进行定义,通过数字孪生模型与物理设备的信息交互,有效解决物理空间与信息空间难融合及模台流转阻塞的问题。（3）为了提升模台面积利用率,降低养护工序“瓶颈”现象对生产效率的影响,采用二维排样的基本思想对PC构件排产优化问题进行分析,基于动态匹配最低水平线方法对预制构件进行排产设计,通过匹配度函数来评估放置序列的最佳选择。基于遗传模拟退火算法完成PC构件排产优化设计,选用自适应交叉和变异控制全局搜索速度,引用模拟退火算法提升局部搜索效果,通过排产优化应用实例表明模台面积利用率得到显著提升。（4）根据PC构件生产线的特点对PC-MES系统进行需求分析,设计基于B/S的PC-MES系统架构,结合HTML5、Java Script、CSS和j Query等技术,在PHP框架下完成PC-MES系统开发。通过对系统功能模块分析,选用My SQL数据库完成了数据结构表的设计,将PC-MES系统功能模块划分为静态信息模块与动态信息模块,实现了对PC构件生产线的信息化管控。综上所述,针对PC构件生产中存在的瓶颈问题,本文基于所搭建的PC构件生产线仿真模型,综合Plant simulation仿真、数字孪生、遗传模拟退火算法、MES系统等方法解决生产线上的信息交互及边模排产优化问题,为PC构件生产过程优化提供了思路和参考。
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